ES2217651T3 - Dispositivo adaptador para la conexion de cargas electricas a un circuito de corriente controlado. - Google Patents
Dispositivo adaptador para la conexion de cargas electricas a un circuito de corriente controlado.Info
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Abstract
La invención se refiere a un dispositivo adaptador (1) para la inserción de una carga eléctrica en un circuito de corriente controlada, con esta carga (3) conectada a un bucle de alimentación (49 a través del cual fluye una corriente de alimentación. Incluye un primer detector (5b), que emite una señal que es proporcional a la tensión de carga (VC) existente a través de la carga (3), y una unidad de control (c) que controla dicho dispositivo adaptador (1) de manera a mantener constante dicha tensión de carga (VC). El dispositivo también incluye un grupo operativo (7) conectado en paralelo a través de la bobina secundaria de un transformador (3ª) previsto para acoplarse con el bucle de alimentación. El grupo operativo (7) es puesto en marcha por la unidad de control (c) a través de un terminal de control, de acuerdo con los ciclos operativos predeterminados.
Description
Dispositivo adaptador para la conexión de cargas
eléctricas a un circuito de corriente controlado.
La presente invención se refiere a dispositivos
adaptadores para la conexión de una carga eléctrica a cualquier
tipo de circuito de corriente eléctrica controlado.
Se sabe que, en sistemas de alumbrado de potencia
media-alta, las cargas (lámparas) de preferencia
están conectadas en serie, de tal forma que forman una llamada
malla de carga.
Las cargas eléctricas también pueden estar
conectadas en serie por medio de transformadores de conexión que
tienen su devanado primario conectado en serie para formar un
circuito de suministro de carga (figura 1).
Esto permite que una fuente de suministro, de la
cual se conocen los valores, alimente al circuito de suministro con
una corriente que se controla para tener una entidad deseada, en
relación con el número de cargas.
Sin embargo, cada carga puede requerir un nivel
diferente de potencia, debido a los ciclos de
conexión-desconexión y en relación con su condición
operacional.
Estas variaciones combinadas del suministro de
tensión y voltaje y en consecuencia de potencia, pueden traer
problemas de operación a algunos tipos de cargas.
De WO-A-9104647
se conoce una instalación de alumbrado de campo que incluye una
pluralidad de accesorios de alumbrado conectados en serie,
alimentados de una red de suministro de corriente alterna a través
de una unidad de convertidor, que está adaptada para convertir la
tensión sustancialmente constante obtenida de la red principal a
una corriente sustancialmente constante en líneas de partida que
contienen los accesorios de alumbrado. Una unidad de regulación de
corriente controlada está asociada con cada accesorio de luz o
grupo de accesorios para regular la corriente a través de la
lámpara o lámparas
\hbox{asociada(s).}
Sin embargo, la tensión de salida no está
regulada y la malla de suministro es operada por medio de un
circuito Boucherot, para crear un generador de corriente y
controlar la corriente por medio de tiristores y tiristores
bidireccionales. El circuito Boucherot es un circuito de resonancia
de serie formado por una inductancia y un capacitor y está
sintonizado a la frecuencia de la red principal, de modo que cuando
una lámpara se rompe la tensión podría subir a unos valores muy
elevados.
Por tanto la instalación es peligrosa en la
operación y debe estar provista con medios protectores, que
incrementan el coste del aparato.
El circuito no se puede montar en instalaciones
ya existentes porque requiere un circuito Boucherot en la malla de
suministro, lo que significaría cambiar o modificar toda la
instalación, añadiendo dispositivos de protección adicionales,
etcétera, lo que no siempre es posible y es más bien caro.
Los circuitos de carga simples de instalaciones
ya existentes no se pueden modificar, manteniendo los otros sin
cambiar.
No se lleva a cabo ninguna modificación de
frecuencia de la corriente y no se controla la tensión a través de
la carga.
El objeto principal de la presente invención es
proponer un dispositivo adaptador para conectar una carga eléctrica
a un circuito de corriente controlado, que permite mantener
constante la tensión o la potencia a través de la misma carga,
mientras que varia la corriente en el circuito.
Es otro objeto de la presente invención proponer
un dispositivo adaptador que permite modular tanto la amplitud
como la frecuencia de la corriente que pasa a través de la misma
carga.
Es otro objeto de la presente invención proponer
un dispositivo adaptador llevado a cabo por una solución técnica
de alta funcionalidad y normas de fiabilidad sencillas y baratas,
que se puede usar en las instalaciones ya existentes y/o
obsoletas.
Los objetos mencionados se obtienen de acuerdo
con el contenido de las reivindicaciones.
Las características propias de la invención se
harán claras de la siguiente descripción de una forma preferida,
con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 muestra uno de los diagramas del
circuito aplicado en el tipo previo, usado por ejemplo para
sistemas de alumbrado o para suministrar una tensión constante a
cargas remotas;
- la figura 2 muestra un diagrama de circuito del
dispositivo propuesto.
Con referencia a las figuras mencionadas, el
símbolo (GAC) de referencia indica un generador de corriente
alterna, por ejemplo un generador monofásico, aunque se podría usar
cualquier otro tipo de generador. El generador está conectado a un
circuito de suministro (4) que suministra una serie de cargas
eléctricas (3). Una corriente de suministro (I1) fluye en el
circuito de suministro.
Las cargas están conectadas al circuito de
suministro (4) por transformadores de conexión (3a) que tienen sus
bobinas primarias conectadas en serie a lo largo del mismo circuito
de suministro (4).
Los devanados secundarios de los transformadores
de conexión (3a) están directamente conectados a las cargas (3),
de modo que los circuitos de carga (6) relacionados están
definidos, y una corriente principal (I2) fluye en cada circuito de
carga (figura 1). El número de referencia (1) indica un circuito
adaptador que está conectado al circuito de suministro (4) por la
bobina secundaria de un transformador de conexión (3a). Los
terminales de salida del dispositivo adaptador (1) están conectados
directamente a través de una carga (3) (véase la figura 2).
Un primer detector (5b) está también conectado a
través de la carga (3) y una corriente (I5) fluye a través de él.
El primer detector (5b) está conectado a una unidad de control (C),
que opera el dispositivo adaptador (1) de acuerdo con las señales
de tensión que proceden del primer detector (5b).
Un segundo detector (5a) está conectado en serie
con la carga (3), y por tanto, la corriente de carga (IC) que fluye
a través de la carga es la misma corriente que fluye a través del
segundo detector (5a). También, el segundo detector (5a) está
conectado a la unidad de control (C), de modo que el dispositivo
adaptador (1) se puede operar de acuerdo con la corriente que fluye
a través de la carga (3).
De esta forma, se puede operar el dispositivo
adaptador (1) por la unidad de control (C) como consecuencia de las
señales combinadas que proceden de los medios detectores primero y
segundo (5b, 5a).
Básicamente, el dispositivo adaptador (1) consta
de un grupo operador (7) y un grupo (D) de conversión del
semi-conductor. El grupo operador (7) está conectado
a través de los terminales de entrada del dispositivo y una
corriente derivada (IG) fluye a través de él.
El grupo (D) de conversión del semiconductor se
coloca a través del mismo grupo de operación (7) y tiene la tarea
de procesar la onda de entrada sinusoidal para generar una señal de
salida de corriente continua variable, de acuerdo con unos modos
predeterminados (por ejemplo, por medio de un puente de diodo
simple o doble controlado o semi-controlado). Esto
ocurre de acuerdo con las señales que proceden de la unidad de
control (C).
El valor efectivo de la corriente derivada (IG)
se ajusta con la unidad de control (C) que controla el grupo de
operación (7), por los terminales de control relacionados, de
acuerdo con el valor efectivo de la corriente (I2) que fluye en el
circuito de carga (6) correspondiente.
Por tanto, la carga (3) conectada a los
terminales de salida del dispositivo adaptador (1) se cruza por una
corriente de carga (IC) y tiene una tensión de carga (VC) a través
de ella, y ambas dependen de la corriente de suministro (I1). La
relación entre la corriente de suministro (I1) y la corriente
principal (I2) depende de la relación de rotaciones del
transformador de conexión (3a) relacionado, de la corriente
derivada (IG) impuesta por el grupo de operación (7) y, en menor
proporción, de la corriente de detección (I5).
Se establece una
retro-alimentación entre el circuito de suministro
(4) y el circuito de carga (6) en cuestión, ya que se puede ajustar
la corriente derivada (IG) por el grupo de operación (7) de acuerdo
con las señales procedentes de la unidad de control (C).
Esto tiene el objetivo de mantener a unos valores
constantes la tensión de carga efectiva (VC), la corriente de
carga efectiva (IC) y los efectos térmicos relacionados que se
derivan de ella.
El grupo de operación (7) es capaz de ajustar la
corriente derivada (IG) de acuerdo con los ciclos de operación
definidos por una frecuencia de operación (F), que es variable
dentro de una amplia gama.
Por ejemplo, si el valor de la corriente de
suministro (I1) oscila debido a la conexión o la desconexión de una
pluralidad de cargas (3) al circuito de suministro (4), estas
oscilaciones también afectan, a través del transformador de
conexión (3a), a la corriente principal (I2) en el circuito de
carga (6), donde está montado el dispositivo adaptador (1).
Sin embargo, estas oscilaciones de corriente de
suministro (I1) no tienen ningún efecto sobre la carga (3) en
cuestión, que siempre está sujeta a los valores efectivos deseados
de la corriente (IC) y la tensión (VC), debido a la acción de
retroalimentación llevada a cabo por el grupo de operación (7) en
el circuito de carga (6).
De hecho, como consecuencia de las señales
procedentes de la unidad de control (C), el grupo de operación (7),
opera de acuerdo con los ciclos de operación que tienen una
frecuencia de operación (F) de tal forma que la corriente derivada
(IG) es modulada de modo adecuado de tal forma que las oscilaciones
de la corriente principal (I2) quedan amortiguadas de modo
adecuado.
Por ejemplo, si estas oscilaciones de la
corriente de suministro (I1) provocaran un incremento del valor
efectivo de la corriente principal (I2), la unidad de control (C)
mandaría para los ciclos de operación del grupo de operación (7) a
la frecuencia de operación (F) deseada, con el objetivo de
incrementar la corriente derivada (IG), de modo que la corriente a
través de la carga (IC) y la tensión a través de la carga (VC) se
estabilizarían.
De la misma forma, si las oscilaciones en la
corriente de suministro (I1) provocaran una reducción del valor
efectivo de la corriente principal (I2), la unidad de control (C)
mandaría para los ciclos de operación del grupo de operación (7)
con la frecuencia de operación (F) deseada, con el objetivo de
reducir la corriente derivada (IG) y en consecuencia la corriente a
través de la carga (IC) y la tensión a través de la carga (VC).
Las operaciones de estabilización mencionadas
llevadas a cabo por el grupo de operación (7) del dispositivo
adaptador (1), a través de la acción intermedia de la unidad de
control (C), tienen lugar de acuerdo con los ciclos de operación
que tienen una frecuencia de operación (F) predeterminada que se
elige de modo adecuado de acuerdo con las características de la
carga (3).
En resumen, el dispositivo adaptador descrito es
capaz de estabilizar, con una gama de variación estricta, el valor
eficaz de la corriente (IC) y/o la tensión (VC) a través de una
carga eléctrica (3).
Esto ocurre independiente de las oscilaciones que
afectan a la corriente de suministro (I1) que fluye a través del
circuito de carga (4) al que la carga (3) en cuestión está
conectada, por un transformador de conexión (3a) relacionado.
Como ejemplo, el grupo de operación (7) puede
incluir componentes semi-conductores que tienen tres
terminales, usualmente usados en los componentes electrónicos
industriales, tales como "GTO", "BJT" y "IGBT".
También se debería observar que los componentes
del dispositivo adaptador (1) son muy pocos y sencillos. Esto es
una ventaja sustancial en lo que se refiere a los costes de
construcción, que en consecuencia son muy bajos.
Claims (9)
1. Dispositivo adaptador para la inserción de una
carga eléctrica en un circuito de corriente controlado, con esta
carga conectada a un circuito de suministro de potencia, a través
del cual fluye una corriente de suministro, por medio de un
transformador de conexión (3a), cuya bobina primaria está conectada
en serie con el circuito de suministro mencionado y cuya bobina
secundaria, a través de la cual fluye una corriente principal, está
conectada a la carga indicada, con un grupo de conversión (D) que
actúa sobre la corriente que fluye a través de cada carga (3) y un
grupo de operación (7) conectado en paralelo a través de la bobina
secundaria del transformador de conexión mencionado (3a), el grupo
de operación (7) indicado tiene una corriente derivada (IG) que
fluye a través de él, y con una unidad de control (C) que controla
el dispositivo adaptador indicado; el mencionado dispositivo está
caracterizado por el hecho de que:
el grupo de conversión (D) está conectado en
paralelo a través de los terminales de entrada del dispositivo
adaptador corriente abajo del mencionado grupo de operación
(7);
un primer detector (5b) está conectado a través
de la mencionada carga (3) y corriente abajo del mencionado grupo
de conversión (D) de modo que una corriente derivada (I5) fluye a
través del primer detector, el mencionado primer detector (5b)
emite una señal que es proporcional a la tensión de carga (VC)
existente a través de la carga (3) y es enviada a la mencionada
unidad de control;
la unidad de control (C) controla el grupo de
operación (7) indicado, a través de un terminal de control y de
acuerdo con unos ciclos de operación predeterminados, de modo que la
corriente derivada (IG) es ajustada a través del grupo de
operación;
la unidad de control opera el grupo de conversión
(D) para convertir la forma de onda de entrada, de modo que, en
cooperación con la variación de la corriente determinada por el
grupo de operación (7), la tensión de carga (VC) aplicada a la
mencionada carga (3) se mantiene constante.
2. Dispositivo adaptador de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que incluye
al menos un segundo detector (5a), conectado en serie con la
mencionada carga eléctrica (3) y cruzado por una corriente de carga
(IC), el mencionado segundo detector es capaz de emitir una señal
proporcional a la corriente de carga (IC) indicada, dicha señal se
envía a la unidad de control (C) mencionada.
3. Dispositivo adaptador de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los
ciclos de operación mencionados para el grupo de operación (7)
indicado tienen una frecuencia de operación (F) que se puede
ajustar por medio de la unidad de control indicada (C).
4. Dispositivo adaptador de acuerdo con la
reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el
mencionado grupo de operación (7) incluye un componente
semi-conductor de tres terminales conocido como
"IG-BT".
5. Dispositivo adaptador de acuerdo con la
reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el
mencionado grupo de operación (7) incluye un componente
semi-conductor de tres terminales conocido como
"BJT".
6. Dispositivo adaptador de acuerdo con la
reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el
mencionado grupo de operación (7) incluye un componente
semi-conductor de tres terminales conocido como
"GTO".
7. Dispositivo adaptador de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el
mencionado grupo de conversión (D) incluye componentes
semi-conductores.
8. Dispositivo adaptador de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que los
componentes semi-conductores indicados son
componentes semi-conductores controlados.
9. Dispositivo adaptador de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que los
componentes semi-conductores indicados son
componentes semi-conductores
semi-controlados.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| IT1998BO000422A IT1306314B1 (it) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | Dispositivo adattatore per l' inserzione di un carico in un circuito acorrente impressa |
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1998
- 1998-07-08 IT IT1998BO000422A patent/IT1306314B1/it active
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