BRPI0803139A2

BRPI0803139A2 - electro-electronic device

Info

Publication number: BRPI0803139A2
Authority: BR
Inventors: Washington Corsi Pereira
Original assignee: Washington Corsi Pereira
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2010-08-03
Also published as: AR072644A1; WO2010015049A1

Abstract

Compreende um equipamento de baixo peso, à prova d'água, que atua na entrada de energia de motores trifásicos, entre outras características, convertando a energia monofásica em energia trifásica, e que permite a otimização da infra-estrurura de oferta de energia em localidades antes não acessíveis a este serviço.It comprises a lightweight, waterproof equipment that acts on the power input of three-phase motors, among other features, converting single-phase energy into three-phase energy, and which allows the optimization of energy supply infrastructure in localities. previously not accessible to this service.

Description

DISPOSITIVO ELETROELETRÔNICOELECTRONIC DEVICE

A presente invenção refere-se a um dispositivoeletroeletrônico, o qual compreende um equipamento de baixopeso, à prova d'água, que atua na entrada de energia de motorestrifásicos, entre outras características, convertando a energiamonofásica em energia trifásica, e que permite a otimização dainfra-estrurura de oferta de energia em localidades antes nãoacessíveis a este serviço.The present invention relates to an electro-electronic device, which comprises a waterproof bass guitar equipment that acts on the input power of three-phase motors, among other features, converting the monophasic energy into three-phase energy and allowing the optimization of the infrared. - energy supply structure in locations not previously accessible to this service.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

O aumento da demanda por energia é uma questãoextremamente atual. Em vários setores é sentido o aumento doconsumo de energia ao mesmo tempo que a capacidade degeração de tal recurso é ampliada em um nível abaixo dosatisfatório. Em alguns segmentos do setor energético, como opetroquímico, a geração torna-se cada vez mais intensa ao mesmotempo que as reservas tornam-se cada vez mais escassas.Increasing demand for energy is an extremely current issue. In many sectors the increase in energy consumption is felt at the same time as the generation capacity of such a resource is increased to a below-satisfactory level. In some segments of the energy sector, such as the electrochemical generation, generation becomes increasingly intense at the same time as reserves become increasingly scarce.

No segmento de energia elétrica, tem sido externado umparadoxo; ao mesmo tempo que a demanda aumenta, váriaslimitações no que diz respeito a impacto ambiental e formasanternativas de geração de energia se tornam obstáculos maisfortes.In the electric power segment, a paradox has been externalized; As demand increases, several limitations on environmental impact and alternative forms of power generation become stronger obstacles.

Em grande parte os recursos energéticos têm sido malaproveitados, muito em função de uma avaliação incipiente dosdesdobramentos da oferta dado pela grande disponibilidade inicialdo recurso energético explorado. Em conseqüência disso,paralelamente à ampliação da oferta de energia, deveria ser revistaas atuais formas de utilização da energia já disponível.O recente alerta pela renovação das fontes de energia emnível mundial levou a uma busca por energia limpa, em quantidadee a um baixo custo, entretanto, tal pensamento não se estendeu atéà melhor utilização dos recursos disponíveis.To a large extent energy resources have been misused, largely due to an incipient assessment of supply developments given the large initial availability of the exploited energy resource. As a result, in parallel with the expansion of energy supply, current ways of utilizing the energy already available should be reviewed. The recent warning for renewal of energy sources worldwide has led to a search for clean energy, in quantity and at low cost, however, such thinking did not extend to the best use of available resources.

É certo que a questão da renovação das fontes de energianão possui uma solução única, mas sim vários componentes quecomplementarmente podem vir a solucionar a questão em períodode tempo relativamente curto (pequeno e médio prazos).Admittedly, the issue of renewal of energy sources does not have a unique solution, but several components that can additionally address the issue in relatively short time (short and medium term).

Nesse sentido, dentre os ensinamentos verificados na técnica,alguns são relacionados a seguir:In this sense, among the teachings verified in the technique, some are related as follows:

O documento de patente PI0602096-8 refere-se a MÉTODODE COMPENSAÇÃO DO DESEQUILÍBRIO E DA DISTORÇÃODAS TENSÕES TRIFÁSICAS DE ENTRADA DE UM CONVERSORTRIFÁSICO-TRIFÁSICO EM MATRIZ, que utiliza controle decorrente para compensar o desequilíbrio e as distorções dastensões trifásicas, e possibilita a obtenção de tensões e correntestrifásicas senoidais na carga; o método apresentado se trata de umsistema de processamento e conta com os seguintes componentes:conversor em matriz (1.1); módulo vetor espacial Is (1.2); reguladorPI (1.3); sincronizador de tensão (1.4); e modulador por vetoresespaciais (1.6); o método de controle de corrente proposto consisteem manter constante o módulo do vetor espacial das correntes desaída do conversor em matriz por meio de um regulador PI quealtera dinamicamente a razão cíclica de acionamento das chavesbidirecionais que compõem o conversor em matriz compensando osdesequilíbrios e distorções das tensões trifásicas de entrada; ométodo de controle de corrente proposto requer pouco esforçocomputacional e circuitos eletrônicos de baixo custo em suaimplementação.Patent document PI0602096-8 relates to the method of compensating for the disequilibrium and distortion of three-phase input voltage of a three-phase matrix converter, which uses control to compensate for the imbalance and the distortion and voltage distortion. and sinusoidal currents in the load; The method presented is a processing system and has the following components: matrix converter (1.1); spatial vector module Is (1.2); PI regulator (1.3); voltage synchronizer (1.4); and space vector modulator (1.6); The proposed current control method consists of keeping the spatial vector module of the matrix converter output current constant by means of a PI regulator that dynamically changes the cyclic drive ratio of the two-way switches that make up the matrix converter compensating for the disequilibrium and distortion of the three-phase voltages. input; The proposed current control method requires little computational effort and low cost electronic circuits in its implementation.

O documento de patente PI0602718-0 refere-se aCONVERSOR ESTÁTICO MONOFÁSICO PARA TRIFÁSICO COMPONTO DE NEUTRO, no qual é descrito um conversor estáticomonofásico para trifásico pertence ao campo dos sistemas deconversão elétricos, mais especificamente, aos conversoresestáticos de potência baseados na eletrônica de potência, para aconversão de potência monofasica em trifásica com neutro (quatrofios), objetivando a alimentação de cargas monofásicas, bifásicas,trifásicas e trifásicas com neutro. As tensões de saída de talconversor caracterizam-se por serem mantidas nos valoresnominais previstos nas normas que regulam o sistema elétrico depotência no qual encontra-se inserido, mesmo sob a ocorrência devariações momentâneas de tensão (VTCDs) na sua entrada. Já acorrente na entrada de tal conversor e controlada de forma a mantê-la: senoidal, evitando a introdução de componentes harmônicas nosistema; e em fase com a tensão de entrada, tornado o fator depotência na entrada monofasica próximo á unidade.Patent document PI0602718-0 refers to the NEUTRAL COMPOUND MONOPHASE STATIC CONVERTER FOR THREE PHASE, in which a three phase to single phase static converter is described belongs to the field of electrical conversion systems, specifically to power electronics-based static converters for single-phase power conversion in three-phase with neutral (four-wires), aiming at the supply of single-phase, two-phase, three-phase and three-phase with neutral loads. Talconverter output voltages are characterized by being maintained at the nominal values provided for in the rules governing the power system in which it is inserted, even under the occurrence of momentary voltage variations (VTCDs) at its input. Already current at the input of such converter and controlled to maintain it: sine, avoiding the introduction of harmonic components in the system; and in phase with the input voltage, making the single phase input power factor near the unit.

O documento de patente PI0201377-0 refere-se a umCONVERSOR CC-CA TRIFÁSICO COM COMUTAÇÃO EM BAIXAFREQÜÊNCIA E BAIXA DISTORÇÃO HARMÔNICA, caracterizadopelo fato de que o conversor CC-CA trifásico ora tratado utiliza umcircuito que é uma estrutura em ponte, possuindo seis transistores,que podem ser do tipo bipolar, IGBT, MOSFET, ou qualquer outrotipo de interruptor controlável na condução e no bloqueio, e seisdiodos em anti-paralelo, fazendo a condução de corrente no sentidooposto ao dos transistores; os interruptores sendo denominados deT~ 1- a T~ 6~. Adiciona-se um circuito auxiliar composto porinterruptores bidirecionais eletrolíticos, tendo como função melhorara forma de onda.Patent document PI0201377-0 relates to a three-phase low-frequency switching and low-harmonic dc-converter, characterized in that the three-phase dc-ac converter treated here uses a circuit which is a bridge structure, having six transistors, which may be bipolar, IGBT, MOSFET, or any other type of controllable switch in conduction and lockout, and six anti-parallel diodes, conducting current in the opposite direction to that of transistors; the switches being named from T ~ 1- to T ~ 6 ~. An auxiliary circuit consisting of two-way electrolytic switches is added to improve the waveform.

O documento de patente PI9902668-6 refere-se aCONVERSOR DE IMPULSO TRIFÁSICO QUE POSSUICAPACITORES DE ENTRADA CONECTADOS EM ESTRELA E OMÉTODO DE OPERAÇÃO DO MESMO, tendo um conversor deimpulso trifásico que possui capacitores de entrada conectados emestrela e um método operacional do mesmo. O conversor deimpulso inclui a primeira, a segunda e a terceira entradas de fase euma saída. Em uma modalidade, o conversor de impulso inclui oprimeiro, o segundo e o terceiro indutores acoplados à primeira, asegunda e a terceira entradas de fase, respectivamente, e éoperável em um modo de condução descontínuo (DCM). Oconversor de impulso além dissso inclui o primeiro e o segundointerruptores acoplados entre os apoios correspodentes da saída. Oconversor de impulso além disso ainda inclui o primeiro, o segundoe o terceiro capacitores acoplados entre a primeira, a segunda e aterceira entradas de fase, respectivamente, e uma ligação entre oprimeiro e o segundo interruptores. O primeiro e o segundointerruptores cooperam progressivamente para empregar umavoltagem através dos apoios sem uma voltagem através doprimeiro, do segundo e do terceiro capacitores para descarregar ascorrentes através do primeiro, do segundo e do terceiro indutores,respectivamente, e desta forma reduzir a corrente de entrada THDem todas as três entradas de fase.Patent document PI9902668-6 relates to a THREE-PHASE PUSH CONVERTER WHICH HAS STARTED INPUT CAPACITORS AND THE SAME OPERATING METHOD, having a three-phase surge converter that has star-connected input capacitors and an operating method thereof. The pulse converter includes the first, second and third phase inputs and output. In one embodiment, the pulse converter includes the first, second and third inductors coupled to the first, second and third phase inputs, respectively, and is operable in a discontinuous conduction mode (DCM). The pulse converter further includes the first and second switches coupled between the corresponding output supports. The pulse converter further further includes the first, second and third capacitors coupled between the first, second and third phase inputs, respectively, and a connection between the first and second switches. The first and second switches cooperate progressively to employ a voltage across the supports without a voltage across the first, second, and third capacitors to discharge current through the first, second, and third inductors, respectively, and thereby reduce the THDem input current. all three phase inputs.

O documento de patente PI9303255-2 refere-se aRETIFICADOR TRIFÁSICO A DIODOS, COM CORREÇÃO DEFATOR DE POTÊNCIA, USANDO CHAVES AUXILIARES NAENTRADA DO CONVERSOR, que, através do uso de chavescomandadas auxiliares, proporciona a correção de fator depotência, visto pela rede, em retificador trifásico a diodos em ponte,assegurando também a possibilidade de controle do ganho detensão entre a entrada e a saída do conversor. O retificador trifásicoa diodos, com chaves auxiliares, é constituído por um retificadortrifásico a diodos convencional (D~ 1~ , D~ 2~ , D- 3~ , D~ 4~ , D~5~ , D~ 6~ ), ao qual se adiciona um indutor de filtragem (L) naentrada, um capacitor de filtragem (C~ 0~ ) na saída e um conjuntoconstituindo a chave auxiliar comandável e bidirecional em corrente(d~ 1~ , d~ 2~ , d~ 3~ , d~ 4~ , M~ 1~ , D~ S~ , R~ S~ , C~ S~ ), emparalelo com cada fase da tensão trifásica de alimentaçãoproveniente da rede comercial.Patent document PI9303255-2 refers to a three-phase diode reciprocator with power defect corrector using auxiliary inverter auxiliary keys, which, through the use of auxiliary command keys, provides the correction of the power factor seen by the network in rectifier. three-phase to diode bridges, also ensuring the possibility of controlling the gain gain between the input and output of the converter. The three-phase diode rectifier with auxiliary switches consists of a conventional three-phase diode rectifier (D ~ 1 ~, D ~ 2 ~, D-3 ~, D ~ 4 ~, D ~ 5 ~, D ~ 6 ~). which includes an input filtering inductor (L), a filtering capacitor (C ~ 0 ~) at the output and a set constituting the current two-way steerable auxiliary switch (d ~ 1 ~, d ~ 2 ~, d ~ 3 ~ , d ~ 4 ~, M ~ 1 ~, D ~ S ~, R ~ S ~, C ~ S ~), parallel to each phase of the three-phase supply voltage coming from the commercial network.

O documento de patente PI0505375-7 refere-se aCONVERSOR ESTÁTICO MONOFÁSICO PARA TRIFÁSICO COMPONTO DE NEUTRO, e descreve um conversor estáticomonofásico para trifásico pertence ao campo dos sistemas deconversão elétricos, mais especificamente, aos conversoresestáticos de potência baseados na eletrônica de potência, para aconversão de potência monofásica em trifásica com neutro (quatrofios), objetivando a alimentação de cargas monofásicas, bifásicas,trifásicas e trifásicas com neutro. As tensões de saída de talconversor caracterizam-se por serem mantidas nos valoresnominais previstos nas normas que regulam o sistema elétrico depotência no qual encontra-se inserido, mesmo sob a ocorrência devariações momentâneas de tensão (VTCDs) na sua entrada. Já acorrente na entrada de tal conversor e controlada de forma a mantê-Ia: senoidal, evitando a introdução de componentes harmônicas nosistema; e em fase com a tensão de entrada, tornado o fator depotência na entrada monofásica próximo á unidade.Patent document PI0505375-7 refers to the NEUTRAL COMPOUND MONOPHASE STATIC CONVERTER for TRIPHASE, and describes a three phase to single phase static converter belongs to the field of electrical conversion systems, more specifically, to power electronics-based static converters for power conversion. single-phase power in three-phase with neutral (four-wire), aiming to supply single-phase, two-phase, three-phase and three-phase with neutral loads. Talconverter output voltages are characterized by being maintained at the nominal values provided for in the rules governing the power system in which it is inserted, even under the occurrence of momentary voltage variations (VTCDs) at its input. Already present in the input of such converter and controlled to keep it: sinusoidal, avoiding the introduction of harmonic components in the system; and in phase with the input voltage, becoming the single phase input power factor near the unit.

Os ensinamentos acima destacados são presentementeincorporados como referência em seu inteiro teor. Do que foi acimaexposto, nota-se que há uma preocupação no estado da técnicacom o aumento do desempenho dos diversos dispositivosconversores, entretanto, não se verifica no estado da técnica umapreocupação com uma melhor utilização da oferta de energiadisponível. Uma outra questão não contemplada na arte é a doalcance dessa mesma oferta de energia a populações ainda nãocontempladas com uma rede de eletrificação comuns nos grandescentros. A geração e a oferta de energia é em muitos lugares ummarco inicial para o desenvolvimento de uma localidade e dapopulação que lá vive, pois uma vez garantida a oferta de energia,outros serviços poderão ser proporcionados os quais dependem demáquinas, motores e outros equipamentos. Portanto, a melhoria daqualidade de vida de populações das localidades não alcançadaspela eletrificação está intimamente ligada à melhor disponibilidadede energia.The teachings outlined above are presently incorporated by reference in their entirety. From the above, it is noted that there is a concern in the state of the art with the increased performance of the various converting devices, however, there is no concern in the state of the art with a better use of available energy supply. Another issue not contemplated in the art is the reach of this same energy supply to populations not yet contemplated with a common electrification network in large centers. The generation and supply of energy is in many places an initial milestone for the development of a locality and the population living there, once the supply of energy is guaranteed, other services may be provided which depend on machines, motors and other equipment. Therefore, improving the quality of life of populations in locations not reached by electrification is closely linked to better energy availability.

OBJETIVOS DA INVENÇÃOOBJECTIVES OF THE INVENTION

Um objetivo da presente invenção é proporcionar umdispositivo conversor monofásico-trifásico de baixo custo, feito commateriais de baixo peso, adaptável a qualquer tipo de motor elétricotrifásico.An object of the present invention is to provide a low cost single-phase three-phase converter device made of low weight materials, adaptable to any type of three-phase electric motor.

Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar umdispositivo conversor monofásico-trifásico que otimiza a potêncianominal do transformador.Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar umdispositivo conversor monofásico-trifásico que opera em motoreselétricos trifásicos, recebendo energia monofásica em apenas umafase e um neutro, permitindo liberar a energia de uma fase dotransformador para fornercer energia para outros fins.Another object of the present invention is to provide a single-phase three-phase converter device that optimizes transformer nominal power. Another object of the present invention is to provide a single-phase three-phase converter device that operates on three-phase electric motors, receiving single-phase power in one phase and one neutral, allowing release energy from a transformer phase to provide energy for other purposes.

DESCRIÇÃO DAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

A Fig. 1 ilustra um diagrama de blocos de um sistema paraoperação do dispositivo da presente invenção;Fig. 1 illustrates a block diagram of a system for operating the device of the present invention;

A Figura 2 ilustra um diagrama esquemático da circuitagem dodispositivo da presente invenção.Figure 2 illustrates a schematic diagram of the device circuitry of the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDADETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

A presente invenção será descrita em termos de suamodalidade preferida, entretanto, certas modificações e/ouvariações se tornarão aparentes para aqueles versados na técnicaa partir da presente descrição, porém tais modificações e/ouvariações são incorporadas à invenção pelo escopo orareivindicado.The present invention will be described in terms of its preferred mode, however, certain modifications and / or hearings will become apparent to those skilled in the art from the present disclosure, but such modifications and / or hearings are incorporated into the invention by the claimed scope.

Em linhas gerais, o dispositivo eletroeletrônico da presenteinvenção compreende uma placa controladora microprocessada,um circuito montado com a técnica SMD (referido comocircuitagem), invólucro em resina epóxi, com apenas uma entradapara tomada de energia em uma fase e um neutro e saída parafornecimento da energia das fases (meios de fiação), meios defornecimento de protocolo específico para leitura de dados para quesejam feitas as leituras relativas ao processo de transformação defase elétrica que ocorre dentro do reator de energia acoplado aomotor e cujo circuito e as etapas de transformação ou divisão defases ocorrem dentro do reator elétrico. O dispositivo possui aindasensores microprocessados que controlam ações indesejáveis,impróprias ou provocadas pela aproximação de instrumentos oupessoas não autorizadas para bloqueio imediato do processo assimque detectada a ação não autorizada.Generally speaking, the electro-electronic device of the present invention comprises a microprocessor controller board, a SMD (referred to as circuitry) assembled circuit, epoxy resin housing, with only one input for one phase power outlet and one neutral and one power supply output phase-specific means (wiring means), protocol-specific data reading means for readings of the electrical phase transformation process that takes place within the motor-coupled energy reactor and whose circuit and phase transformation or division steps occur inside the electric ballast. The device has microprocessor-controlled sensors that control undesirable, improper, or unintended actions by approaching instruments or unauthorized persons to immediately block the process as soon as unauthorized action is detected.

O presente dispositivo eletroeletrônico compreende um corpoou alojamento, no qual se insere a circuitagem que será descrita emacompanhamento à Figura 2. O dispositivo possui ainda meios defiação e meios de controle para efetivamente operar a conversãomonofásica-trifásica.The present electro-electronic device comprises a housing or housing, into which the circuitry which will be described in accordance with Figure 2 is inserted. The device further has stripping means and control means for effectively operating the three-phase to three-phase conversion.

O presente dispositivo eletroeletrônico compreende ainda umaarmadura, que poderá ser feita de material resistente e de baixopeso, como, por exemplo, o policarbonato, no qual será alojado odispositivo da presente invenção. Além da resistência mecânica, aarmadura deve possuir ainda resistência à corrosão, bem comoisolamento contra infiltração de água, o que permite o uso imersoem água.The present electro-electronic device further comprises an armor, which may be made of sturdy, low-end material such as, for example, polycarbonate in which the device of the present invention will be housed. In addition to mechanical strength, the armor must also have corrosion resistance as well as waterproofing insulation, which allows the use in water immersion.

Em observação à Figura 1, é descrito o sistema da presenteinvenção. O referido sistema define as funções de operação dodispositivo da presente invenção, conforme será mostrado a seguir:Referring to Figure 1, the system of the present invention is described. Said system defines the operating functions of the device of the present invention as shown below:

O sistema possui um primeiro conjunto de memória em fluxocom meios de controle de pulsos e uma condição de estado emoperação (busy). Os meios de controle de pulsos estão, por suavez, em fluxo com os meios de eliminação de erros e com meios deportadora de programação. Os meios de portadora de programaçãoestão em fluxo com os meios de inicialização e de carregamento /preparação, retornando a partir daí em fluxo para os meios deeliminação de erros. Por fim, os meios de eliminação de erros estãoem fluxo com um primeiro conjunto de Unidade Central deProgramação do qual deriva um fluxo para um segundo conjunto deUnidade Central de Programação e para uma condição de estadoem operação.The system has a first set of flow memory with pulse control means and a busy state condition. The pulse control means are in turn in flux with the debugging means and the deporting means of programming. The carrier carrier means are streamed with the initialization and loading / staging means, returning thereafter to the error elimination means. Finally, the debugging means is streamed with a first set of Central Programming Unit from which a stream is derived for a second set of Central Programming Unit and a state condition in operation.

Claims

1. An electro-electronic device characterized by the fact that it comprises: a microprocessor controller board, a circuit using the SMD technique (referred to as circuitry), an epoxy resin housing with one input for single phase and one neutral power outlet for phase power supply (wiring means), protocol-specific means for reading data so that readings can be made concerning the electrical phase transformation process that takes place within the motor coupled power reactor and whose closed circuit and the phases of transformation or phase division occur within of the electric reactor.

Device according to claim 1, characterized in that it comprises microprocessor sensors that control undesirable actions, improper or caused by the approach of instruments or unauthorized persons for immediate blocking of the process as soon as unauthorized action is detected.

Device according to Claim 1, characterized in that it comprises a housing into which a circuit, wiring means and control means are inserted.

Device according to Claim 3, characterized in that it comprises a reinforcement made of resistant and lightweight material.

5. An electro-electronic device control system comprising: a) a first set of stream memory with pulse control means and a busy state condition b) pulse control means are in turn in flow with the debugging means and with the carrier carrier means c) the carrier carrier means are in flux with the initialization and loading / staging means, returning thereafter to the deer eliminator means; ) debugging means are in flow with a first set of Central Programming Unit, which derives a flow to a second set of Central Programming Unit and to an operating state condition.