BR102017019387A2

BR102017019387A2 - UNINTERRUPTED POWER SUPPLY SYSTEM WITH BATTERY POWER CONSUMPTION OPTIMIZATION FOR AUTOMATIC AND GENDER GATES

Info

Publication number: BR102017019387A2
Application number: BR102017019387-0A
Authority: BR
Inventors: Aparecido Peres Flávio
Original assignee: Aparecido Peres Flávio
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2018-05-29
Also published as: BR102017019387B1

Abstract

sistema ininterrupto de alimentação com otimização de consumo de energia de bateria para portões automáticos e congêneres. consiste na região isolada com controlador lógico (b) da central estar sempre operante e ter uma comunicação dupla (e) entre o controlador lógico (b) da central e o controlador lógico (c) do nobreak (i), além do que a alimentação da saída de tensão (h) fornecida para a região de potência (a) da central do automatizador poderá ser desligada quando o motor estiver desligado, ou seja, quando a região isolada com controlador lógico (b) estiver em estado de espera, sendo que o comando para desligar será enviado por meio da comunicação dupla (e) e então o nobreak desliga as chaves inversoras da etapa de potência (b) que desliga o transformador na etapa elevadora de tensão (a) e a saída de tensão (h).Uninterruptible power system with optimized battery power consumption for automatic and similar gates. consists of the isolated region with switch logic controller (b) being always operational and having dual communication (e) between switch logic controller (b) and UPS logic controller (c) in addition to the power supply The voltage output (h) supplied to the powerhouse region (a) of the control unit may be switched off when the engine is off, ie when the isolated region with logic controller (b) is in standby state. the shutdown command will be sent via dual communication (e) and then the UPS will turn off the power step inverter switches (b) which turns off the transformer in the voltage stepping step (a) and the voltage output (h).

Description

(54) Título: SISTEMA ININTERRUPTO DE ALIMENTAÇÃO COM OTIMIZAÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA DE BATERÍA PARA PORTÕES AUTOMÁTICOS E CONGÊNERES (51) Int. Cl.: H02J 9/06; E05F 15/70 (73) Titular(es): FLÁVIO APARECIDO PERES (72) Inventor(es): FLÁVIO APARECIDO PERES (74) Procurador(es): VILAGE MARCAS E PATENTES LTDA (57) Resumo: SISTEMA ININTERRUPTO DE ALIMENTAÇÃO COM OTIMIZAÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA DE BATERÍA PARA PORTÕES AUTOMÁTICOS E CONGÊNERES. Consiste na região isolada com controlador lógico (b) da central estar sempre operante e ter uma comunicação dupla (e) entre o controlador lógico (b) da central e o controlador lógico (C) do nobreak (I), além do que a alimentação da saída de tensão (H) fornecida para a região de potência (a) da central do automatizador poderá ser desligada quando o motor estiver desligado, ou seja, quando a região isolada com controlador lógico (b) estiver em estado de espera, sendo que o comando para desligar será enviado por meio da comunicação dupla (e) e então o nobreak desliga as chaves inversoras da etapa de potência (B) que desliga o(54) Title: UNINTERRUPTED POWER SUPPLY SYSTEM WITH BATTERY ENERGY CONSUMPTION OPTIMIZATION FOR AUTOMATIC GATES AND CONGENIENTS (51) Int. Cl .: H02J 9/06; E05F 15/70 (73) Owner (s): FLÁVIO APARECIDO PERES (72) Inventor (s): FLÁVIO APARECIDO PERES (74) Attorney (s): VILAGE MARCAS E PATENTES LTDA (57) Summary: UNINTERRUPTED FOOD SYSTEM WITH OPTIMIZATION BATTERY ENERGY CONSUMPTION FOR AUTOMATIC GATES AND CONGENIENTS. It consists in the isolated region with logic controller (b) of the central unit to always be operational and have a double communication (e) between the logic controller (b) of the central and the logical controller (C) of the UPS (I), in addition to the power supply the voltage output (H) supplied to the power region (a) of the automation unit can be switched off when the engine is off, that is, when the isolated region with logic controller (b) is in the standby state, and the shutdown command will be sent via dual communication (e) and then the UPS will turn off the inverting switches of the power step (B) which will turn off the

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SISTEMA ININTERRUPTO DE ALIMENTAÇÃO COM OTIMIZAÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA DE BATERIA PARA PORTÕES AUTOMÁTICOS E CONGÊNERESUNINTERRUPTED POWER SUPPLY SYSTEM WITH OPTIMIZATION OF BATTERY ENERGY CONSUMPTION FOR AUTOMATIC GATES AND GENERATORS

Introdução [001] Refere-se o presente pedido de patente de Invenção de um inédito “SISTEMA ININTERRUPTO DE ALIMENTAÇÃO COM OTIMIZAÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA DE BATERIA PARA PORTÕES AUTOMÁTICOS E CONGÊNERES”, trata de um sistema ininterrupto de alimentação, também conhecido como nobreak, com otimização do consumo da energia bateria quando o equipamento no qual é aplicado se encontra em estado de espera. Nesta condição é desligada a etapa elevadora de tensão.Introduction [001] Refers to the present patent application for the invention of an unprecedented “UNINTERRUPTED POWER SYSTEM WITH OPTIMIZATION OF BATTERY ENERGY CONSUMPTION FOR AUTOMATIC GATES AND CONGENERES”, deals with an uninterrupted power system, also known as nobreak, with optimization of battery energy consumption when the equipment on which it is applied is in the standby state. In this condition the voltage-raising step is switched off.

Campo de aplicação [002] A presente invenção é aplicável em portas / portões automáticos, cancelas automáticas e equipamentos congêneres.Field of application [002] The present invention is applicable to automatic doors / gates, automatic gates and similar equipment.

Estado da técnica [003] O atual estado da técnica antecipa diversos documentos de patentes que versam sobre nobreaks, os quais entram em operação quando há falta de energia da rede elétrica, fornecendo energia na mesma tensão da rede para a carga continuamente até que se esgote a carga do banco de baterias ou até que a energia da rede elétrica retorne.State of the art [003] The current state of the art anticipates several patent documents that deal with nobreaks, which come into operation when there is a power outage, supplying energy at the same voltage to the load continuously until it runs out the battery bank charge or until the mains power returns.

[004] O PI 04022342-0 intitulado “Sistema Processador de Energia Ininterrupto e Modular”, que é composto por um conjunto formado por dois módulos, sendo um primeiro módulo denominado de regenerador e um segundo denominado módulo de baterias. O primeiro módulo tem a função de estabilizar, regenerar, condicionar e filtrar a rede elétrica AC, enquanto o segundo módulo tem a finalidade de aumentar a tensão. [005] Os módulos são independentes e podem ser adquiridos conforme a necessidade do usuário. Quando da união de ambos o conjunto toma a configuração de um nobreak.[004] PI 04022342-0 entitled “Modular and Uninterrupted Energy Processor System”, which is composed of a set of two modules, the first module being called the regenerator and the second one called the battery module. The first module has the function of stabilizing, regenerating, conditioning and filtering the AC mains, while the second module has the purpose of increasing the voltage. [005] The modules are independent and can be purchased as needed by the user. When the union of both the set takes the configuration of a UPS.

[006] O problema do nobreak acima se refere ao esgotamento do banco de baterias do sistema de alimentação ininterrupto em um determinado período, mesmo quando não existe o uso dessa energia, ou seja, mesmo sem carga. Isto ocorre porque o nobreak consome certa quantidade de energia para manter o circuito elevador de tensão em[006] The problem of the above UPS refers to the exhaustion of the battery bank of the uninterrupted power system in a certain period, even when there is no use of this energy, that is, even without a load. This is because the UPS uses a certain amount of energy to keep the voltage

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2/5 operação. O tempo de esgotamento pode variar de acordo com a capacidade do banco de baterias e potência do nobreak.2/5 operation. The exhaustion time may vary according to the capacity of the battery bank and the power of the UPS.

[007] Como exemplo, pode ocorrer uma falta de energia por um período de seis horas, mas, conforme o campo de aplicação dessa invenção, se o portão automático da residência não for usado durante as primeiras cinco horas, o nobreak ficará operando durante as cinco horas e esgotará cerca de 70% da capacidade de sua bateria e continuará operando. Quando o automatizador receber um comando para abrir, o motor será acionado, mas a bateria não terá mais capacidade para fornecer a potência necessária para abrir o portão.[007] As an example, a power failure can occur for a period of six hours, but, according to the scope of this invention, if the automatic gate of the residence is not used during the first five hours, the UPS will be operating during the five hours and will deplete about 70% of its battery capacity and continue to operate. When the automator receives a command to open, the engine will start, but the battery will no longer have the capacity to supply the necessary power to open the gate.

Objetivos da invenção [008] É objetivo da presente invenção propor um sistema que reduza o consumo de carga da bateria do nobreak em situações em que a carga se encontre em estado de espera.Objectives of the invention [008] It is the objective of the present invention to propose a system that reduces the load consumption of the UPS battery in situations where the load is in a waiting state.

[009] É objetivo da presente invenção propor um sistema que possibilite o uso do automatizador, mesmo após um longo período sem energia elétrica. Segundo testes realizados em produtos do titular dessa invenção, com a nova tecnologia a autonomia para uma situação sem carga passaria de sete para setenta horas.[009] The objective of the present invention is to propose a system that makes it possible to use the automator, even after a long period without electricity. According to tests carried out on products of the owner of this invention, with the new technology the autonomy for a no-load situation would go from seven to seventy hours.

Sumário da invenção [010] O “SISTEMA ININTERRUPTO DE ALIMENTAÇÃO COM OTIMIZAÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA DE BATERIA PARA PORTÕES AUTOMÁTICOS E CONGÊNERES” é um sistema de alimentação ininterrupta inteligente que desliga a etapa elevadora de tensão do nobreak para reduzir o consumo da bateria acoplada, aumentado assim a autonomia do sistema quando a central está em modo de espera, ou seja, com o motor desligado.Summary of the invention [010] The “UNINTERRUPTED POWER SYSTEM WITH OPTIMIZATION OF BATTERY ENERGY CONSUMPTION FOR AUTOMATIC GATES AND CONGENERES” is an intelligent uninterruptible power system that shuts down the step-up voltage of the UPS to reduce the consumption of the attached battery, thus increasing the autonomy of the system when the control panel is in standby mode, that is, with the engine off.

Descrição das figuras [011] Na sequência são apresentadas as figuras para melhor explicar o pedido de patente de forma ilustrativa e não limitativa:Description of the figures [011] Following are the figures to better explain the patent application in an illustrative and non-limiting way:

Figura 1: Diagrama de blocos de um típico sistema ininterrupto de alimentação de energia de bateria para portões automáticos e congêneres.Figure 1: Block diagram of a typical uninterrupted battery power system for automatic gates and the like.

Figura 2 Diagrama de blocos de um típico sistema eletrônico de controle de motor de automatizador de portões automáticos e congêneres.Figure 2 Block diagram of a typical electronic engine control system for automatic gates and the like.

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Figura 3: Diagrama de blocos do sistema ininterrupto de alimentação com otimização de consumo de energia de bateria para portões automáticos e congêneres.Figure 3: Block diagram of the uninterrupted power system with optimization of battery energy consumption for automatic gates and the like.

Descrição detalhada da invenção [012] O “SISTEMA ININTERRUPTO DE ALIMENTAÇÃO COM OTIMIZAÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA DE BATERIA PARA PORTÕES AUTOMÁTICOS E CONGÊNERES”, objeto desta solicitação de patente de invenção, consiste na região isolada com controlador lógico (b) da central estar sempre operante e ter uma comunicação dupla (e) entre o controlador lógico (b) da central e o controlador lógico (C) do nobreak (I), além do que a alimentação da saída de tensão (H) fornecida para a região (a) da central do automatizador poderá ser desligada quando o motor estiver desligado, ou seja, quando a região isolada com controlador lógico (b) estiver em estado de espera, sendo que o comando para desligar será enviado por meio da comunicação dupla (e) e então o nobreak desliga as chaves inversoras da etapa de potência (B) que desliga o transformador na etapa elevadora de tensão (A) e a saída de tensão (H).Detailed description of the invention [012] The "UNINTERRUPTED POWER SYSTEM WITH OPTIMIZATION OF BATTERY ENERGY CONSUMPTION FOR AUTOMATIC GATES AND CONGENERES", object of this patent application, consists of the isolated region with logic controller (b) of the control unit to be always operative and have a double communication (e) between the logic controller (b) of the control panel and the logic controller (C) of the UPS (I), in addition to the voltage output power (H) provided for the region (a) of the automation unit can be turned off when the engine is off, that is, when the isolated region with logic controller (b) is in the standby state, and the command to turn off will be sent through dual communication (e) and then the UPS disconnects the inverting switches of the power stage (B), which disconnects the transformer in the voltage raising step (A) and the voltage output (H).

[013] Mais particularmente, a invenção, conforme ilustra a figura 3, trata de um sistema interrupto de alimentação com otimização de consumo da energia da bateria, em que somente a região isolada com controlador lógico (b) da central (d) e controle lógico (C) do nobreak (I) ficam em operação, mesmo sem o consumo da carga (a) da central (d), que se comparado com as regiões (A), (B), (C) e (D) do sistema de nobreak convencional corresponde a um consumo bem menor. Para tanto, a central (d) é conectada ao nobreak (I) de forma que sempre receba alimentação proveniente do sistema de alimentação do banco de baterias (E), desta forma a região isolada com controlador lógico (b) da central (d) sempre estará operante, além de ter uma comunicação dupla (e) entre o controlador lógico (b) da central (d) e o controlador lógico (C) (ambos podem transmitir e receber dados) do nobreak (I). A saída de alimentação (H) fornecida para a região de potência para controle (a) do motor da central (d) do automatizador poderá ser desligada quando a região isolada do controlador lógico (b) estiver em estado de espera, ou seja, com o motor (c) desligado. [014] O comando para desligar será enviado por meio da comunicação dupla (e) e então o nobreak desliga as chaves inversoras na etapa de potência (B) que[013] More particularly, the invention, as illustrated in figure 3, deals with an interrupted power system with optimization of battery energy consumption, in which only the isolated region with logic controller (b) of the control unit (d) and control (C) of the UPS (I) remain in operation, even without the load consumption (a) of the plant (d), which is compared with the regions (A), (B), (C) and (D) of conventional UPS system corresponds to a much lower consumption. For this purpose, the control unit (d) is connected to the UPS (I) so that it always receives power from the battery bank supply system (E), thus the isolated region with logic controller (b) of the control unit (d) it will always be operational, in addition to having a double communication (e) between the logic controller (b) of the control panel (d) and the logic controller (C) (both can transmit and receive data) of the UPS (I). The power output (H) provided for the power region for control (a) of the control unit motor (d) of the automation can be switched off when the isolated region of the logic controller (b) is in the standby state, that is, with the engine (c) shut down. [014] The shutdown command will be sent via dual communication (e) and then the UPS will turn the inverter switches off at the power stage (B) that

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4/5 consequentemente desliga a etapa elevadora de tensão (A) e a saída de tensão (H), assim, como já comentado, permanecendo em operação apenas os blocos (b) na central (d) e (C) no nobreak (I).4/5 consequently turns off the voltage-raising step (A) and the voltage output (H), thus, as already commented, only the blocks (b) in the control unit (d) and (C) in the UPS remain in operation (I ).

[015] Num sistema típico convencional de nobreak, conforme ilustra a figura 1, a entrada da rede elétrica (F) alimenta o carregador de bateria (G) e a saída de tensão (H) quando há energia proveniente da rede elétrica. O sistema de alimentação (E), que geralmente são baterias estacionárias, alimenta o controle lógico (C) e as chaves inversoras (B). Quando ocorre uma falta de energia elétrica, o circuito selecionador de energia (D) escolhe a tensão proveniente da etapa elevadora de tensão (A) e o controle lógico (C) também detecta a falta e aciona as chaves inversoras (B) que por sua vez controlam a etapa (A), este é tipicamente um transformador que em conjunto com os blocos (B), chaves inversoras etapa de potência, e (C), controle lógico, eleva a tensão da bateria para o valor de tensão da rede elétrica. Neste momento, conforme ilustra a figura 3, a carga (d) está recebendo energia proveniente do banco de baterias (E). O controle lógico (C) pode desligar a geração por meio do bloco (B) quando for necessário, por exemplo, por carga baixa de bateria (E), superaquecimento ou sobrecarga do bloco (B). A figura 2 ilustra um sistema típico de central eletrônica de automatizador, em que a região (a) é responsável pelo controle do motor (c) e a região (b) é responsável pelo controle da região (a) a partir de comandos recebidos da região (b), como, por exemplo, receptores de radiofrequência, fotocélulas, botoeiras, sensores de posicionamento e outros dispositivos típicos.[015] In a typical conventional UPS system, as shown in figure 1, the mains input (F) feeds the battery charger (G) and the voltage output (H) when there is power from the mains. The supply system (E), which are usually stationary batteries, supplies the logic control (C) and the inverter switches (B). When a power failure occurs, the power selection circuit (D) chooses the voltage from the voltage step (A) and the logic control (C) also detects the fault and activates the inverting switches (B), which in turn Once they control step (A), this is typically a transformer that together with blocks (B), power step reversing switches, and (C), logic control, raises the battery voltage to the mains voltage value . At this moment, as shown in figure 3, the load (d) is receiving energy from the battery bank (E). The logic control (C) can turn off the generation through the block (B) when it is necessary, for example, due to low battery charge (E), overheating or overload of the block (B). Figure 2 illustrates a typical automated control panel system, in which region (a) is responsible for controlling the motor (c) and region (b) is responsible for controlling region (a) from commands received from the region (b), such as, for example, radio frequency receivers, photocells, push buttons, positioning sensors and other typical devices.

[016] Para melhor exemplificar o presente pedido no caso da entrada em modo de baixo consumo, a central (d) está operando o motor (c) e ocorre uma falta de energia elétrica, o nobreak (I) entra em operação normal e alimenta o equipamento por meio de (H) até que ele termine a tarefa de fechar ou abrir. Em seguida, a central (d) permanece em estado de espera, portão fechado ou aberto, nesse momento é possível enviar um comando para o nobreak (I) desligar a etapa elevadora de tensão (A) e (B), desligando a saída (H) e dessa forma reduzir o consumo que, por exemplo, para o modelo de Nobreak Gate da PPA, é de « 1A da bateria continuamente mesmo não havendo carga para alimentar, ou seja, se a bateria tem uma capacidade de 7Ah, em 7 horas aproximadamente estaria esgotada mesmo sem usar automatizador. Após o[016] To better exemplify the present request in the case of entry into low consumption mode, the control unit (d) is operating the motor (c) and there is a power outage, the UPS (I) goes into normal operation and supplies the equipment by means of (H) until it finishes the task of closing or opening. Then, the control unit (d) remains in standby state, gate closed or open, at that moment it is possible to send a command to the UPS (I) to turn off the voltage step (A) and (B), turning off the output ( H) and thus reduce the consumption, which, for example, for the PPA Nobreak Gate model, is «1A of the battery continuously even if there is no charge to feed, that is, if the battery has a capacity of 7Ah, in 7 approximately hours would be exhausted even without using an automator. after the

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5/5 envio da informação pela comunicação dupla (e) para desligar a etapa elevadora de tensão (A) e (B), o consumo para a ser « 100mA, pois nesse momento a bateria está fornecendo alimentação apenas para o processador e receptor de RF da central do automatizador (b) e para o bloco (C) do próprio nobreak (I), resultando em uma autonomia dez vezes maior para este equipamento se ele permanecer em estado de espera (motor desligado). O esgotamento da bateria nessa condição ocorrerá em aproximadamente setenta horas.5/5 sending information through dual communication (e) to turn off the voltage step (A) and (B), the consumption to be «100mA, because at that moment the battery is supplying power only to the processor and receiver of RF from the automation unit (b) and to the block (C) of the UPS itself (I), resulting in a ten times greater autonomy for this equipment if it remains in the standby state (engine off). Battery draining in this condition will occur in approximately seventy hours.

[017] No caso de saída do modo de baixo consumo, como a região (b) da central (d) está sempre alimentada pela bateria, o processador e receptor de radiofrequência (RF) desta são capazes de receber algum comando para acionamento do sistema automatizado. Ao receber um comando para abrir ou fechar o portão, a central envia a informação para o nobreak (I) por meio da comunicação dupla (e) para ligar a etapa elevadora de tensão (A) e (B), após a central (d) detectar que a tensão (H) atingiu o valor nominal de operação e então se inicia o movimento do automatizador.[017] In the event of leaving the low consumption mode, as the region (b) of the control unit (d) is always powered by the battery, the processor and radio frequency (RF) receiver of this are able to receive some command to activate the system automated. Upon receiving a command to open or close the gate, the control panel sends the information to the UPS (I) through double communication (e) to connect the voltage step (A) and (B), after the control unit (d) ) detect that the voltage (H) has reached the nominal operating value and then the automation starts to move.

[018] A presente invenção se propõe a intenção de abranger todas as alternativas e variações, modificações e equivalentes que possam ser incluídas neste sistema ininterrupto de alimentação com otimização de consumo de energia de bateria para portões automáticos e congêneres quando não perceptível um distanciamento do conceito inventivo proposto.[018] The present invention proposes the intention to cover all alternatives and variations, modifications and equivalents that may be included in this uninterrupted power system with optimization of battery energy consumption for automatic and similar gates when a distancing from the concept is not noticeable. proposed inventive step.

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Claims

1) “UNINTERRUPTED POWER SYSTEM WITH OPTIMIZATION OF BATTERY ENERGY CONSUMPTION FOR AUTOMATIC GATES AND CONGENERES”, characterized by only the isolated region with logic controller (b) of the central (d) and logical control (C) of the UPS (I) remain in operation, even without consuming the load (a) of the plant (d).

2) "UNINTERRUPTED POWER SYSTEM WITH OPTIMIZATION OF BATTERY ENERGY CONSUMPTION FOR AUTOMATIC GATES AND CONGENERES", according to claim 1 characterized by the switch (d) being connected to the UPS (I) so that it always receives power from the system battery bank power supply (E), so the isolated region with logic controller (b) of the control panel (d) will always be operational, in addition to having a double communication (e) between the logic controller (b) of the control panel (d) ) and the logic controller (C) of the UPS (I); the power output (H) supplied to the power region for control (a) of the control unit's motor (d) may be switched off when the isolated region of the logic controller (b) is in standby; the shutdown command will be sent via dual communication (e) and then the UPS will turn off the inverting switches in the power step (B) which consequently turns off the voltage step (A) and the voltage output (H).

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