BR202017016708U2 - Dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido. - Google Patents

Abstract

novo modelo de conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada, o qual se trata de um dispositivo eletro-eletrônico automático de tamanho reduzido, conversor de corrente alternada de diversas voltagens, detectando automaticamente a voltagem da linha de energia, para ser utilizado em equipamentos eletro-eletrônicos, de acionamento por motor universal de rotação ou sistemas resistivos, preferencialmente ferramentas de uso doméstico, profissional e industrial, como furadeiras, parafusadeiras, lixadeiras, ferramentas elétricas em geral, assim como aparelhos eletrodomésticos, como liquidificadores, apuradores, fritadeiras, secadores de cabelo, batedeiras, ferramentas elétricas, entre outros, que necessitem ser utilizados em locais onde a voltagem é diferente da qual foram projetados.

Description

DISPOSITIVO CONVERSOR ELETRÔNICO AUTOMÁTICO DE CORRENTE ALTERNADA COM VOLTAGEM CONTROLADA DE TAMANHO REDUZIDO [001] Trata o presente relatório da descrição detalhada acompanhada de figuras ilustrativas de um novo modelo de conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada, o qual se trata de um dispositivo eletro-eletrônico automático de tamanho reduzido, um conversor de corrente alternada de diversas voltagens, detectando automaticamente a voltagem da linha de energia, para ser utilizado em equipamentos eletro-eletrônicos de acionamento por motor de rotação ou sistemas resistivos, preferencialmente ferramentas de uso doméstico, profissional e industrial como furadeiras, parafusadeiras, lixadeiras, ferramentas elétricas em geral, assim como aparelhos eletrodomésticos como liquidificadores, apuradores, fritadeiras, secadores de cabelo, batedeiras, ferramentas elétricas de jardinagem, entre outros, que necessitem ser utilizados em locais onde a voltagem é diferente da qual foram projetados.

Campo de aplicação [002] O dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente, é aplicado preferencialmente a qualquer equipamento eletro-eletrônico que utilize motor universal com escovas de carvão, como um motor rotacional, de uso doméstico, como em liquidificadores, batedeiras, entre outros, ou para qualquer equipamento com sistema resistível, de acionamento por resistência, como chuveiros, fornos elétricos, secadores de cabelo, entre outros.

[003] O dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente, também pode ser utilizado em ferramentas elétricas manuais de uso doméstico, profissionais e industriais como: esmerilhadeiras, furadeiras, politrizes, plainas, parafusadeiras, lixadeiras, cortadores de grama, entre outros, ou em equipamentos industriais com motor monofásico que utilizam motores universais com escovas de carvão, ou com sistema resistível, com resistência.

Objetivo da invenção

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2/8 [004] O dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente, tem como objetivo principal, proteger os equipamentos e eletrodomésticos em geral da queima, ou perda dos mesmos, quando colocados em tomadas de voltagem diferente com a qual foram projetados, uma vez que este conversor faz a conversão da corrente automaticamente e imediatamente, quando detectada a voltagem da tomada, evitando a queima dos equipamentos.

[005] Outro objetivo do dispositivo conversor aqui apresentado é o de facilitar o uso dos equipamentos em qualquer local em que se façam necessários, sem a preocupação de saber qual a voltagem das tomadas onde o equipamento está sendo utilizado e sem a necessidade de um conversor específico extra.

[006] O dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente, vem substituir a chave comutadores bi-volt dos equipamentos aos quais se aplica.

Problema a ser resolvido [007] O que existe atualmente, são conversores eletrônicos bi-volt de baixa amperagem e com saída em voltagem de corrente contínua, normalmente utilizados em carregadores de celulares, carregadores de baterias, televisões, rádios, notebooks. [008] Também são de conhecimento público, os conversores eletrônicos de baixa potência, atuando de 127 volts p/ 220 volts e 220 volts p/ 127 volts, com potência máxima de 100 watts. E também os transformadores convencionais por indução, enrolados com fios de cobre ou alumínio, para baixa, média e alta voltagem em corrente alternada, os quais normalmente são robustos e pesados.

[009] Com o uso do dispositivo conversor eletrônico aqui proposto, podem ser fabricados com produtos de alta potência de corrente alternada, de escovas ou resistivos, funcionando de forma automática em várias voltagens, como 110 volts, 127 volts ou 220 volts, e ainda pode ser utilizado para reduzir a voltagem de 220 volts para 110 e 127 volts, sem perda de potência, em corrente alternada.

[010] Se os equipamentos, tanto domésticos quanto industriais, forem fabricados juntamente com o conversor aqui proposto, estes equipamentos passarão a trabalhar de forma bi-volt (110, 127 ou 220 volts) automaticamente, sem a necessidade de chave

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3/8 seletora manual. Com o dispositivo conversor eletrônico automático aqui proposto, podem ser fabricados produtos de alta potência e corrente alternada com voltagem entre 0 a 127 Volts, aceitando as duas voltagens automaticamente.

Estado da Técnica [011] Existem alguns documentos de patente que descrevem conversores de potência e corrente destinados a diversas aplicações e em especial para equipamentos profissionais e domésticos, contudo nenhum desses conversores se destina ao uso em equipamentos profissionais, domésticos e industriais detectando automaticamente a corrente/voltagem e nem possuem a configuração e funcionamento conforme descritos nesta patente. Dentre esses documentos, podem-se destacar os seguintes:

[012] O documento de patente PI 9704321-4, CONVERSOR ELETRÔNICO PARA ACIONAMENTO DE MOTORES ELÉTRICOS DE CORRENTE CONTÍNUA, cuja invenção refere-se a um aperfeiçoamento desenvolvido em conversor eletrônico, tipo pwm (pulse width modulation - modulação por largura de pulso), para acionamento de motores de corrente contínua a imã permanente. O conversor objeto da presente invenção compreende: uma forte de alimentação eletrônica (1), um gerador de referência (6), um circuito de comando (2), um estágio de potência (4) e um medidor de limitação de corrente (3) para acionamento do motor. Na fonte de alimentação (1), a corrente do barramento de alta tensão cc (11) vai para o resistor de potência (12), passando por um diodo zener (13) aterrado, para alimentação do circuito eletrônico (14). O controle de velocidade é dotado de resistores (21 e 22) ligados a teclas momentâneas de aceleração (23) e desaceleração (24) e, através da utilização de memória analógica do capacitor (25), gera sinal para referência de velocidade. O circuito de realimentação positiva de corrente para operação em malha fechada possui um resistor (31) na linha da referência de velocidade (6) e outro resistor (32) na linha do espelho de corrente do motor (ec), passando por um integrado (33) e enviando o sinal para o circuito de comando (2). No circuito do estágio de potência (4), a corrente no resistor shunt (rs) só será igual à corrente no motor (5) quando o transistor de chaveamento (tc) estiver em condução, enviando sinal para o espelho de corrente (ec). [013] Quando este transistor (tc) estiver cortado, a mesma corrente do motor (5) circula pelo diodo de roda livre (d1), zerando a corrente no resistor shunt (rs). Nestes

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4/8 intervalos de tempo em que o transistor de chaveamento (tc) está cortado e a corrente em rs é zero, há a necessidade de retenção do valor de corrente através do diodo (d2) e do capacitor (c1). Uma ponte retificadora (pr) e um capacitor (c2) estão associados ao circuito.

[014] O documento de patente PI 9705631-6, DISPOSITIVO ELETRÔNICO DE CONVERSÃO DA ENERGIA ELÉTRICA descreve um conversor multiníveis, compreendendo notadamente uma fonte de tensão (ve), uma fonte de corrente sc e um condensador (c1, c2..., cn) para cada uma de suas células, assim como meios de comando que compreendem meios de avaliação de um desvio de corrente eventual entre uma corrente observada nessa fonte de corrente (sc) e uma corrente exigida por essa fonte de corrente (iref), assim como meios de comando de funcionamento (grcn+1) para considerar esse desvio de corrente eventual e modificar, em consequência, essa duração do primeiro estágio de condução de todas as células do conversor em um sentido próprio para reduzir esse desvio de corrente. Meios adicionais (grcn+1) mantêm o conjunto dos condensadores flutuantes em seus valores de tensão de equilíbrio.

[015] O documento de patente PI 9610639-5 (US 530496), CIRCUITOS ELÉTRICOS PARA ATIVAR SELETIVAMENTE UM MOTOR BIDIRECIONAL EM UMA PRIMEIRA OU UMA SEGUNDA DIREÇÃO E PARA CONTROLAR A JANELA DO PASSAGEIRO EM UM VEÍCULO DE PASSEIO, descreve um circuito elétrico para um comutador dotado de uma característica de bloqueio. O circuito permite tanto a um operador primário, como um operador auxiliar, operarem um motor bidirecional (30), ativando-se interruptores de baixa amperagem separados (sw1, sw2, sw3, sw4). O conjunto de circuito habilita o operador primário a desabilitar a capacidade do operador-auxiliar de operar o motor, ativando um comutador de bloqueio (l/o). Com o comutador de bloqueio ativado, o operador primário pode operar o motor sem interferência do operadorauxiliar. Interruptores elétricos de alta amperagem (50,52), ativados via circuitos lógicos (70,90), mais exatamente do que pelos operadores, são usados para completar um circuito elétrico para excitar o motor.

[016] O documento de patente PI 9403441-9, DISPOSITIVO DE CONTROLE DE CARREGAMENTO DE BATERIA trata-se de um dispositivo de controle de

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5/8 carregamento de bateria, o qual inclui um subsistema de carregamento de suprimento de energia externo que compreende um regulador automático de entrada de energia, um circuito de destravamento de controle de entrada de corrente, um primeiro retificador de onda completa de alta frequência e um circuito integrado de controle principal, e operado de modo a carregar um conjunto de bateria de acordo com a tensão do conjunto de bateria, e um subsistema de carregamento de energia luminosa que compreende um conversor de energia luminosa em energia elétrica, um circuito de controle de proteção contra sobretensão, um segundo retificador de onda completa de alta frequência, um indutor de corrente, um circuito de destravamento de controle de temperatura e o circuito integrado de controle principal acima mencionado, controlado para carregar o conjunto de bateria de acordo com o nível de energia e a temperatura do conjunto de bateria.

[017] O documento de patente PI 102012024613-9, DISPOSITIVO ELETRÔNICO PARA SISTEMA DE CONTROLE DE CARGA DE ENERGIA NO ACIONAMENTO DE PORTÕES AUTOMÁTICOS, em que um microcontrolador (6) com software dedicado é desenvolvido para o projeto, integrado à central de comando eletrônico (1), para controle de motor de portão automático, em caso de falta de energia da rede de abastecimento (r), passando a administrar a carga armazenada na bateria (2), permitindo a energização do sistema em tensão mínima, durante o período de blackout. Sobre a não necessidade de abertura ou fechamento do portão (5), o microprocessador mantém em stand by o conversor (3) da bateria (2). No momento em que o usuário acionar o sistema, para a abertura do portão (5), o microprocessador acorda e aciona o conversor (3) que, por sua vez, se alimenta da carga armazenada na bateria (2), transformando-a em corrente alternada de tensão de 127v, 220v monofásico, bifásico ou trifásico, para que o motor seja acionado para a movimentação de abertura. Após a abertura, o microcontrolador entende que o sistema deve voltar à condição de stand by, sendo consumida, novamente a corrente em tensão mínima exigida da bateria (2), economizando energia.

[018] O documento de patente PI 112012031569-2 (EP2010058630, WO2011/157300), CONVERSOR ELETRÔNICO E POTÊNCIA PARA USO NA TRANSMISSÃO DE POTÊNCIA EM CORRENTE CONTÍNUA EM ALTA TENSÃO E COMPENSAÇÃO DE

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POTÊNCIA REATIVA E MÉTODO DE OPERAÇÃO DO CONVERSOR ELETRÔNICO DE POTÊNCIA

Descrição das figuras [019] A seguir faz-se referência às figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, em que se vê:

Figura 1: mostra um esquema do dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente, destacando os detalhes da configuração do circuito que o compõe.

Figura 2: mostra um esquema do diagrama de blocos do dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente.

Descrição da invenção [020] O dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente, trata-se de um módulo eletro-eletrônico para ser colocado internamente, ou utilizado junto com equipamentos elétricos, ou eletro-eletrônicos, sendo composto por um circuito que contém um bloco de potência (BP) com entrada 50/60Hz e 220-127(110) V e saída 50/60 Hz e 127(110) V e um bloco sensor de tensão (BST) automático ligado em série.

[021] O bloco de potência (BP) trata-se de um circuito eletrônico apresentando um divisor de leitura da entrada (R2, R3) contendo um diodo (D1) e um capacitor (C1) em paralelo, uma passagem direta em 127(110)V (R1), uma passagem em 50% da tensão 220V (R4), um componente circuito integrado MOC emissor, em paralelo com o divisor de leitura de entrada (R2, R3 que atua como chave de acionamento da passagem no circuito de 50% de 220V, mediante a leitura da tensão de entrada, e em série com um transistor (TR1) que comanda a passagem de correte, com este conjunto tendo, por sua vez, em paralelo com um diodo condutor (D5) e um capacitor eletrônico polarizado (C2).

[022] O bloco sensor de tensão (BST) automático trata-se de um circuito eletrônico apresentando um circuito integrado MOC receptor, em paralelo com a passagem de 50% da tensão de 220V (R7) e em série com a passagem direta de 110V (R6), este arranjo, por sua vez, em paralelo com um TRIAC e um diodo (D5) e em paralelo com

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7/8 um capacitor eletrônico polarizado (C4), em seguida, tudo em paralelo com um dispositivo (R5) e um capacitor eletrônico polarizado (C3).

[023] Assim, através deste módulo eletrônico, conforme descrito acima, de tamanho reduzido, é possível obter equipamentos com detector automático de voltagem, com o mesmo sendo adaptado dentro de equipamentos, máquinas ou aparelhos que possuam motor universal de escovas, como por exemplo: ferramentas elétricas, eletrodomésticos que funcionam com o motor citado, fabricados em voltagem 110V ou 127V, os quais, com aplicação deste conversor acoplado aos seus circuitos de funcionamento, permitirão transformar automaticamente a voltagem detectada na tomada, podendo ligar estes equipamentos ou máquinas em 110V, 127V ou 220V, sem se preocupar com a voltagem, e ainda podendo ser usado para cargas resistivas.

[024] O dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente, então se resume a um conversor bi-volt que, ao ser conectado em uma tomada 110V a 127V, reconhece a tensão automaticamente em 2 (dois) décimos de segundos e deixa passar direto os mesmos 110V ou 127V. Quando o mesmo procedimento é feito em uma tomada 220V, deixa passar apenas os 127V, não danificando de forma alguma o equipamento ou máquina, pois o tempo de conexão é extremamente curto, uma vez que quem recebe primeiro a tensão é o conversor e depois aciona o interruptor ou chave do aparelho, ligando-o.

Vantagens [025] Desta forma, o dispositivo conversor eletrônico automático de corrente alternada com voltagem controlada de tamanho reduzido, objeto da presente patente, conforme descrito acima, apresenta uma configuração nova e única que lhe configura grandes vantagens para sua aplicação, podendo ser utilizado com um dispositivo independente, ou podendo ser integrado aos circuitos de funcionamento dos equipamentos a que se destina. Dentre essas vantagens, podem-se citar: o fato de poder utilizar o mesmo produto fabricado com conversor eletrônico, em qualquer lugar do Brasil, ou até mesmo em qualquer país, independente da voltagem do local 110V, 127V ou 220V; o fato de proporcionar menor estoque dos fabricantes e revendedores em manter produtos elétricos eletrônicos industriais nas voltagens 110V ou 127V ou 220V,

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8/8 fabricando/mantendo apenas produtos bi-volt em estoque; e o fato de evitar erros de logística de entrega de equipamentos com voltagem errada/trocada, já que converter os produtos em bi-volt quando estes forem fabricados juntamente com o dispositivo conversor eletrônico aqui proposto, evita transtornos para clientes, revendedores e fabricantes.

[026] Assim, pelas características de configuração e funcionamento acima descritas, pode-se notar claramente que o DISPOSITIVO CONVERSOR ELETRÔNICO AUTOMÁTICO DE CORRENTE ALTERNADA COM VOLTAGEM CONTROLADA DE TAMANHO REDUZIDO trata-se de um dispositivo novo para o Estado da Técnica, o qual reveste-se de condições de inovação, atividade inventiva e industrialização inéditas que o fazem merecer o Privilégio de Patente de Modelo de Utilidade.

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÃO

   1. DISPOSITIVO CONVERSOR ELETRÔNICO AUTOMÁTICO DE CORRENTE ALTERNADA COM VOLTAGEM CONTROLADA DE TAMANHO REDUZIDO, caracterizado por se tratar de um módulo eletro-eletrônico para ser colocado internamente, ou utilizado junto com equipamentos elétricos, ou eletro-eletrônicos, sendo composto por um circuito que contém um bloco de potência com entrada 50/60Hz e 220-127(110) V e saída 50/60 Hz e 127(110) V e um bloco sensor de tensão automático ligado em série; dito bloco de potência sendo um circuito eletrônico apresentando um divisor de leitura de entrada (R2,R3), contendo um diodo (D1) e um capacitor (C1) em paralelo, uma passagem direta em 127(110)V, (R1), uma passagem em 50% da tensão 220 V (R4), um componente circuito integrado MOC emissor, em paralelo com o divisor de leitura de entrada (R2,R3) que atua como chave de acionamento da passagem no circuito de 50% de 220V, mediante a leitura da tensão de entrada, e em série com um transistor (TR1) que comanda a passagem de corrente, com este conjunto tendo em paralelo um diodo (D5) condutor de um diodo e um capacitor eletrônico polarizado (C2); e dito bloco sensor de tensão automático sendo um circuito eletrônico apresentando um circuito integrado MOC receptor, em paralelo com a passagem de 50% da tensão de 220V (R7) e em série com a passagem direta de 110V (R6), este arranjo por sua vez em paralelo com um TRIAC e um diodo (D5) e em paralelo com um capacitor eletrônico polarizado (C4), em seguida tudo em paralelo com um dispositivo (R5) e um capacitor eletrônico polarizado (C3).