ES2708549T3 - Procedimiento y dispositivo para la transmisión de datos para redes de tensión alterna - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para la modulación de la potencia activa mediante al menos un modulador (30) para comunicar información a través de una línea de suministro de energía (40) mediante la modificación selectiva de la potencia activa en al menos un consumidor conectado (54, 62) en una red de suministro de energía de corriente alterna en momentos arbitrarios de una oscilación sinusoidal que comprende una fuente de tensión de baja impedancia (32), caracterizado porque para la comunicación de la información se llevan a cabo variaciones del valor instantáneo de la potencia activa en un grado arbitrario que depende de la fuente de tensión (32), en donde el modulador (30) consiste en un conmutador (31), la fuente de tensión (32) y una unidad de control (33), en donde la unidad de control (33) detecta la trayectoria de la curva temporal de la tensión alterna de la red suministrada y controla el interruptor (31) en ángulos de fase fijos de la onda sinusoidal, de modo que la conexión entre un cable de alimentación del consumidor (40) y una línea de alimentación (20) se interrumpe y en su lugar se determina la fuente de tensión (32) en el cable de alimentación del consumidor (40) y la unidad de control (33) cambia al cable de alimentación del consumidor (40) según un tiempo determinado por diseño o por software, retornando luego la fuente de tensión (32) a la línea de alimentación ( 20), en donde se realiza un control de una emisión de interferencia provocada mediante la selección apropiada del momento de transición en el que se interrumpe una conexión entre un cable de alimentación del consumidor (40) y una línea de alimentación (20) y en su lugar determina la tensión de una fuente de tensión (32) en el cable de alimentación del consumidor (40) y viceversa (página 10, línea 32 hasta la página 11, línea 10), y en donde surge una interferencia por la variación de la potencia activa que afecta los consumidores conectados (54, 62) y el momento de transición se elige, de manera que la interferencia se mantenga por debajo de un valor umbral deseado.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento y dispositivo para la transmision de datos para redes de tension alterna.

Del estado actual de la tecnica se conocen procedimientos para el control individual de aparatos, en los que se transmiten datos de direccion y control durante los pasos por el punto cero de la tension alterna de suministro (vease el documento US 5491 463 A), lo cual tiene como desventaja el hecho de que en este procedimiento se requiere cada vez un generador propio de 120 kHz para generar senales de rafaga y el receptor debe estar equipado con circuitos detectores relativamente complejos.

Tambien se conoce un procedimiento que define diferentes tipos de bits en diferentes longitudes de circuitos de paso por cero o supresiones de tensiones de suministro y permite al receptor, mediante un circuito simple, detectar los tipos de bits y evaluar la informacion de control respectiva (vease el documento EP 1 134 910 A2). En este procedimiento de transmision de datos es tecnicamente posible transmitir informacion a una pluralidad de consumidores conectados a un suministro de tension alterna comun realizando una interrupcion de la lfnea (“supresion”) alrededor del paso por el punto cero de la tension. Sin embargo, debido al caracter sistemico, los consumidores no deben tener ningun componente de carga inductiva o capacitiva, ya que esto interferirfa en la supresion de tension descrita en el paso por el punto cero de la curva de tension. Por lo tanto, los consumidores en este sistema solo deben tener un comportamiento puramente resistivo, que se describe solo mediante la ecuacion (2) o un angulo de fase phi con valor cero o practicamente cero, ya que, de lo contrario, la supresion que se efectua en dicho procedimiento alrededor del paso por el punto cero de la tension, quedarfa oculta por la corriente reactiva aplicada por el consumidor.

Los procedimientos descritos en el estado de la tecnica tienen la desventaja de que no pueden efectuar ninguna transmision de datos si se trata de cargas inductivas o capacitivas, como por ejemplo, motores electricos, aparatos de cocina, herramientas electricas, lamparas fluorescentes, dispositivos electronicos como ordenadores, televisores y sistemas de alta fidelidad que deben operarse en la fase de red en la que debera realizarse la transmision de datos.

Como resultado, de acuerdo a las soluciones propuestas en el estado de la tecnica, la red electrica normal de un edificio no es o solo es limitadamente adecuada para la transmision de datos.

El documento EP 1756 681 A2describe un procedimiento para la modulacion de la potencia activa mediante al menos un modulador para variar de manera selectiva la potencia activa en al menos un consumidor conectado en cualquier momento de la oscilacion sinusoidal, que comprende una fuente de tension de baja impedancia en el caso de uno o mas consumidores en una red de suministro de energfa de tension alterna, con el fin de comunicar informacion sobre la lfnea de suministro de energfa a traves de una potencia activa especfficamente variada en el consumidor conectado, en donde para transmitir la informacion, se realizan variaciones de valor instantaneo de la potencia activa en cualquier grado, en donde el modulador consiste en un interruptor, la fuente de tension y una unidad de control, en donde la unidad de control detecta la trayectoria temporal de la curva de la tension alterna de la red suministrada y en angulos de fase establecidos de la onda sinusoidal, controla el interruptor, de tal manera que la conexion entre un cable de alimentacion del consumidor y una lfnea de alimentacion se interrumpe y, en cambio, la fuente de voltaje determina la tension que predomina en el cable de alimentacion del consumidor y la unidad de control cambia luego nuevamente el cable de alimentacion del consumidor despues de un tiempo de diseno o software especificado desde la fuente de tension a la lfnea de alimentacion.

Ademas, el documento US 2004/037221 A1describe un procedimiento para la modulacion de la potencia activa a traves de al menos un modulador, que comprende una fuente de tension de baja impedancia, en uno o mas consumidores en una red de suministro de energfa de tension alterna con el fin de transmitir informacion a traves de la lfnea de suministro de energfa mediante una potencia activa especfficamente variada en el consumidor conectado, en donde para la transmision de la informacion, pueden realizarse variaciones de cualquier grado en el valor instantaneo de la potencia activa.

El objeto es proporcionar un procedimiento y un dispositivo que permita una transmision de datos en la red de tension alterna en cualquier situacion de carga, como por ejemplo, a traves de una carga resistiva y / o capacitiva y / o inductiva y / u otras, en una red de tension alterna de consumidores habituales, en particular tambien fuera de los pasos por el punto cero, permitiendo asf, en cualquier momento, una activacion dirigida de los receptores conectados.

Este objeto es resuelto a traves de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones ventajosas resultan de las reivindicaciones secundarias.

Para el procedimiento de la transferencia de informacion, se requiere una unidad que imprime la informacion en una linea de suministro de energfa y de corriente alterna ("transmisor" o "modulador"), al menos otra unidad que evalua la informacion transmitida por el modulador ("receptor" o "demodulador"), donde el modulador y el demodulador estan conectados a traves de una linea electrica, que generalmente representa la linea de suministro de energfa de los consumidores, ademas de una conexion de tension alterna como fuente de energfa para los consumidores conectados.

La transicion de la potencia activa que favorece la transferencia de informacion se caracteriza porque en el procedimiento expuesto en el presente documento, en el momento de la transicion en el (los) consumidor(es) conectado(s) se modifica el valor instantaneo de la potencia activa a traves del modulador.

El receptor comprende la tecnica adecuada para detectar y evaluar la desviacion de la trayectoria sinusoidal normal de la potencia activa como modulacion impresa.

Para la transmision de la informacion, las variaciones del valor instantaneo de la potencia activa en cualquier grado se llevan a cabo por ampliacion o reduccion, de modo que estas modificaciones caracterfsticas son evaluadas por un receptor adecuado.

Un dispositivo o un sistema requerido para el funcionamiento del procedimiento puede consistir en una pluralidad de consumidores y demoduladores arbitrarios. La logica de la transferencia de informacion (protocolo) puede disenarse de modo que una sola unidad de informacion codificada por transicion o una pluralidad de las mismas tomadas en conjunto solo dirijan un demodulador individual o una pluralidad de demoduladores simultaneamente. Tambien es posible que una informacion transmitida no se corresponda con ningun demodulador o que, en un sistema especial, no se proporcione ningun demodulador, abordado de este modo.

Por lo tanto, la invencion se refiere a un procedimiento para la modulacion de la potencia activa en uno o mas consumidores en una red de suministro de energfa de tension alterna con el fin de transmitir informacion a traves de la linea de suministro de energfa mediante una potencia activa especfficamente variada en el consumidor conectado. El termino "modulacion" se entiende a continuacion como la modificacion del valor instantaneo de la potencia activa en un consumidor resistivo conectado a la linea electrica cargada con informacion de una manera caracterfstica que se desvfa de la trayectoria sinusoidal normal.

Este cambio esta limitado temporalmente a una fraccion de media onda sinusoidal y en la amplitud disenada para que no represente un cambio notable en la potencia de salida del consumidor en el medio temporal a traves de una media onda sinusoidal durante cierto tiempo. Esto quiere decir que esta variacion esta normalmente muy por debajo del uno por ciento de la potencia no modulada, pero en el momento de la modulacion, el valor instantaneo de la potencia normalmente cambia en mas del 10 %.

En este caso, la duracion de la modulacion durante la cual se cambia el valor instantaneo esta tfpicamente en el intervalo de 10 a 100 microsegundos.

Esto trae consigo la ventaja de que la potencia emitida por el consumidor no muestra ninguna fluctuacion debido a la modulacion.

Otra ventaja de esta modulacion es que, al aplicar una variacion del valor instantaneo de la potencia activa como se describe, la informacion se puede transportar de manera muy confiable a traves de la linea electrica y puede ser evaluada por un circuito receptor adecuado con el menor esfuerzo y al mismo tiempo con la misma fiabilidad.

En particular, esto permite evitar una modulacion en el rango de alta frecuencia que muestra regularmente dificultades e interacciones no deseadas debido a la interferencia y / o perdida de senal a causa de caracterfsticas de alta frecuencia de la linea electrica desfavorables en el campo de aplicacion descrito de la transmision.

Ademas, el circuito de evaluacion puede mantenerse de manera muy simple y, por lo tanto, resulta economico y compacto, ya que no utiliza componentes de alta frecuencia.

Por lo tanto, la invencion tambien se refiere a un procedimiento para controlar una pluralidad de consumidores conectados a una linea de suministro de energfa, en el que para la modulacion de la potencia activa en uno o mas consumidores

se varfa la potencia activa de forma selectiva en una red de suministro de energfa de tension alterna con el fin de transmitir informacion a traves de la lfnea de suministro de energfa. En este caso, se refiere al valor instantaneo de la potencia activa.

Para este proposito, el experto se basa en la siguiente comprension del termino “potencia activa”:

En la tecnologfa de la corriente alterna, una tension alterna se describe como una tension cuyo valor instantaneo varfa en el tiempo de acuerdo con la trayectoria de una curva sinusoidal:

(1) U(t) = U*sin(2*Pi*fH)

U(t) = valor instantaneo de la tension,

U = valor pico de la tension,

Pi = 3,141592654

f= frecuencia nominal de la tension alterna

t = el tiempo en segundos

sin = funcion sinusoidal

La funcion sinusoidal matematica esta calibrada con el angulo en radianes. Si se utiliza dicha tension para el suministro de energfa a los consumidores electricos, dichos consumidores se dividen basicamente en dos grupos: a) consumidores resistivos (las llamadas cargas activas),

b) consumidores inductivos o capacitivos (las llamadas cargas reactivas),

Los consumidores resistivos se distinguen por el hecho de que el valor instantaneo de la corriente I (t) recibida por los mismos siempre corresponde a la ecuacion de proporcionalidad

(2) I(t) - U*sin(2*Pi*?t)/R = U(t)/R

equivalente. Esta corriente se llama corriente activa.

I(t) = valor instantaneo de la corriente recibida por el consumidor,

R = resistencia ohmica del consumidor.

Los consumidores inductivos o capacitivos se caracterizan porque se debe insertar un valor de correccion en la ecuacion (2) para describir la curva de corriente:

(3) I(t) = U*sin(2*Pi*f*t+phi)/X

Esta corriente se llama corriente reactiva.

phi = angulo de fase,

X = reactancia del consumidor; ocupa el lugar de la resistencia ohmica en (2).

El llamado angulo de fase phi es para cargas capacitivas Pi / 2 y para cargas inductivas -Pi / 2. La reactancia X es una resistencia virtual que no es una magnitud constante, sino que, en contraste con la resistencia ohmica R, depende de la frecuencia f. Es una variable aritmetica que desempena un papel central en la teorfa de la tecnologfa de la corriente alterna. En la practica, ambas formas de carga a menudo se producen en combinacion. El valor instantaneo de la corriente puede describirse mediante la ecuacion,

(4) I(t) - U*sin(2*Pi*f*t+phi)/Z

en donde el angulo de fase phi ahora puede asumir valores arbitrarios. Esta llamada corriente aparente representa una combinacion de la corriente activa y la reactiva. Las respectivas fracciones de corriente activa y reactiva en la corriente aparente se pueden determinar mediante el calculo. Por lo tanto, basicamente se puede hablar de una corriente activa y una corriente reactiva contenidas en la corriente aparente.

Z = impedancia del consumidor.

La impedancia es tambien un factor importante en la teorfa de la tecnologfa de la corriente alterna. Si hay una pluralidad de consumidores resistivos, inductivos, capacitivos o combinaciones de los mismos conectados a un suministro de tension alterna, estos pueden resumirse de acuerdo con su efecto global sobre la fuente de alimentacion y en el contexto del procedimiento descrito en el presente documento como un consumidor cuyo consumo de energfa se describe mediante la ecuacion (4) con los valores apropiados para Z y phi. Es cierto que siempre que el angulo de fase phi no sea igual a cero, en el paso por el punto cero de la tension fluye una corriente diferente de cero a traves del consumidor. Esto es fundamental para el funcionamiento del procedimiento descrito en el presente documento y para la diferenciacion con respecto a otros procedimientos. En el procedimiento de acuerdo con la invencion, a traves de las medidas adecuadas conocidas por los expertos en la materia, se cambia de manera selectiva la potencia activa en el (los) consumidor(es) conectado(s) en cualquier momento de la onda senusoidal, de modo que un “demodulador” adecuado pueda seguir detectando luego esta “modulacion” incluso si el valor instantaneo de la corriente I (t) en el momento de la supresion debe ser diferente de cero.

De acuerdo con la invencion, de este modo se consigue que sea posible una transferencia de datos con cualquier consumidor, tanto resistivo, como inductivo y / o capacitivo, conectado a la red, mientras que en los sistemas existentes de acuerdo con el estado de la tecnica actual, solo pueden ser operados con cargas resistivas, por ejemplo, bombillas electricas especiales (vease el documento EP 1134910 A2). Por lo tanto, a partir del modo de proceder de acuerdo con la invencion, en donde se realiza la supresion de la potencia activa descrita en el presente documento, se suprime la limitacion requerida en el estado actual de la tecnica para una aplicacion especffica solo con cargas resistivas. El procedimiento de acuerdo con la invencion es capaz de llevar a cabo una transmision de datos incluso si se trata de cargas inductivas o capacitivas, como por ejemplo, motores electricos, aparatos de cocina, herramientas electricas, lamparas fluorescentes, dispositivos electronicos como ordenadores, televisores y sistemas de alta fidelidad que deben operarse en la fase de red en la que debera realizarse la transmision de datos.

Ademas, por “modulacion”, es decir, el cambio de la potencia activa en el (los) consumidor(es) conectado(s), se hace referencia a al menos un momento arbitrario de la onda sinusoidal de la corriente de suministro. Para este proposito, el valor instantaneo de la tension en el consumidor se fuerza a un valor modificado. El “modulador” incluye la tecnologfa de conmutacion requerida para este proposito, pudiendo realizar, por un lado, el cambio de tension lo suficientemente rapido y pudiendo guiar, por otro lado, la corriente aparente que fluye en el momento de la transicion. Esto evita la falsificacion de la modulacion por corrientes reactivas, que constituye un problema para el experto en la materia.

Con respecto al procedimiento de acuerdo con la invencion, hay diferentes soportes de informacion adecuados: La informacion analogica se puede codificar en este procedimiento a traves de la magnitud de las transiciones o a traves de su duracion. La informacion digital se puede codificar en un momento determinado de este procedimiento mediante la presencia o la ausencia de supresion. Se produce la transmision de informacion analogica o digital mediante la variacion de la intensidad de transicion y / o la duracion de la transicion, en donde con el fin de transmitir la informacion sobre la lfnea de suministro de energfa, se varfa la potencia activa, a saber, de forma evaluable, tal como se ha descrito anteriormente. Para transmitir la informacion, las variaciones del valor instantaneo de la potencia activa se llevan a cabo en este caso en cualquier grado como ampliacion o reduccion, en donde la magnitud de la variacion puede codificar una cantidad analogica y la presencia de una variacion puede incluso codificar la informacion digital. Por “informacion analogica” se entiende en el presente documento que la duracion y / o la intensidad de la variacion en si misma representa una variable numericamente evaluable. Por “informacion digital” se entiende en el presente documento que la circunstancia de la informacion en sf misma representa una variable evaluable.

Tambien se pueden utilizar en el procedimiento una pluralidad de moduladores asignando ventanas de fase a los moduladores individuales, dentro de las cuales puedan realizar su respectiva modulacion. Por lo tanto, el procedimiento de acuerdo con la invencion tambien permite operar simultaneamente una pluralidad de moduladores que, conectados en serie, cada uno realiza su propia tarea simultaneamente asignando a cada modulador su propia ventana de tiempo dentro de un perfodo sinusoidal durante el cual se les permiten realizar transiciones. En particular, al asignar ventanas de fase a los moduladores individuales se hace posible dicha operacion simultanea de una pluralidad de moduladores en serie, es decir, conmutados uno detras del otro.

Mediante una eleccion adecuada de los tiempos de transicion, entendiendose los mismos como tiempos de modulacion, se realiza un control de la emision de interferencia causada por otros consumidores en la red electrica afectada. Esto se realiza mediante la transicion de la potencia activa que puede efectuarse en el sentido de la modulacion descrita anteriormente en relacion con momentos arbitrarios en la trayectoria de la oscilacion sinusoidal, donde a traves de la eleccion adecuada de los tiempos de supresion, la interferencia generada de ese modo (interferencia electromagnetica) puede verse influenciada, de modo que se mantenga por debajo de un valor umbral deseado.

Por ejemplo, no resulta ventajoso efectuar la modulacion aumentando el valor instantaneo de la potencia activa en el vertice de la tension sinusoidal electrica, ya que esto puede generar picos de corriente muy altos en los consumidores conectados, lo que conducina a una emision de interferencia electromagnetica inadmisiblemente alta. Esto hace posible, en general, la eleccion adecuada de la modulacion para transmitir informacion analogica o digital mientras se mantienen los requisitos practicos (como la limitacion de la emision de interferencia electromagnetica, el mantenimiento de la potencia requerida del consumidor, la inmunidad a las corrientes reactivas) a traves de una lmea de suministro de energfa normal para poder conectarse a cualquier consumidor.

El modulador se puede construir en una unidad o en varias unidades distribuidas que pueden alojarse en diferentes puntos de la lmea. Si el modulador requerido para el procedimiento se integra en una sola unidad, es posible un cableado del sistema que ahorre espacio y este bien estructurado.

Si se usan uno o mas moduladores en el procedimiento en varias unidades distribuidas alojadas en diferentes ubicaciones en la lmea, entonces las diferentes partes, cada una tomada en conjunto para formar un modulador, pueden montarse en mas puntos favorables para el flujo de energfa de la lmea de suministro.

Un procesamiento de los datos recibidos tambien se puede integrar en la tecnologfa del demodulador, por ejemplo, un microcontrolador con funciones combinadas en el demodulador, como la decodificacion de los datos recibidos y el procesamiento adicional, como la evaluacion, la interpretacion y la emision como un control de conmutacion o una senal de datos. Esto tiene la ventaja de que, por ejemplo, la unidad de control de un consumidor, como por ejemplo, una lampara con atenuador, puede detectar al mismo tiempo una parte receptora y, por lo tanto, por ejemplo, puede controlarse de forma remota.

El procesamiento de los datos recibidos tambien se puede realizar fuera de la tecnologfa del demodulador.

Un demodulador puede estar acoplado a un consumidor para su control mediante la informacion transmitida por un modulador o puede estar conectado a la lmea para transmitir la informacion recibida de manera significativa, por ejemplo, senales de radio o infrarrojos, senales acusticas u opticas o similares. El modulador puede interconectarse con cualquier dispositivo de entrada, desde un simple interruptor de encendido / apagado hasta equipos de datos complejos que proporcionan la informacion que se debe transmitir. Un demodulador se puede acoplar a cualquier equipo de procesamiento que implemente o reprocese la informacion recibida.

Las realizaciones espedficas se describen en la figura. En el presente documento, la Fig. 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema de acuerdo con la reivindicacion.

La Fig. 1 muestra una estructura ejemplar de un sistema de acuerdo con la reivindicacion, en donde se ilustra una unidad de transmision (modulador 30) y varios tipos de unidades de recepcion (demoduladores) y consumidores. En el presente documento, 10 y 11 representan los polos de alimentacion de un circuito de corriente de consumidor, como podna ser, por ejemplo, un circuito de corriente protegido en una instalacion domestica.

En la Fig. 1, se muestra ademas un circuito ejemplar que puede construirse como un modulador 30 para poder realizar las variaciones de potencia activa de acuerdo con la presente invencion. Para este proposito, el modulador 30 esta conectado a los consumidores 54, 62 por medio de al menos el cable de alimentacion de dos conductores 40, en donde al menos un consumidor 62 se puede conectar directamente al cable de alimentacion 40 y / o al menos un consumidor 54 se puede conectar a traves de un circuito adicional de la unidad de recepcion 50 al cable de alimentacion 40.

El modulador 30 consiste en un interruptor 31, una fuente de tension ajustable o fija 32 y una unidad de control 33 que activa la modulacion descrita mediante transiciones de potencia activa en los momentos previstos de la onda sinusoidal de la tension alterna de la red.

El conmutador 31 esta disenado en el presente documento preferentemente como un conmutador electronico 31, por ejemplo, como un circuito semiconductor, para poder conmutar de forma rapida, precisa y sin desgaste.

La unidad de control 33 puede consistir, por ejemplo, en un microcontrolador y en un circuito para su suministro de corriente, ya que ambos resultan familiares para el experto en la materia con el fin de producir el efecto descrito. La unidad de control 33 detecta la trayectoria de la curva temporal de la tension alterna de la red suministrada a los polos de alimentacion 10 y 11, por ejemplo, con un interruptor de valor umbral y / o con un temporizador sincronizado con la tension alterna de la red y controla de este modo, en los angulos de fase de diseno o software especffico de la onda sinusoidal, el conmutador 31 (vease la linea de accion 31a), de modo que se interrumpe la conexion entre el cable de alimentacion del consumidor 40 y la linea de alimentacion de suministro 20 y, en cambio, la fuente de tension 32 determina la tension predominante en el cable de alimentacion del consumidor 40.

La fuente de tension 32 puede disenarse, por ejemplo, como una bateria, como un condensador suficientemente grande con un circuito de carga adecuado o como un circuito de suministro de energia electronico. En un sistema especial, a la fuente de tension 32 tambien se le puede asignar el valor cero.

Despues de un tiempo de diseno o software especificado, la unidad de control 33 cambia seguidamente el cable de alimentacion del consumidor 40 de nuevo a la linea de alimentacion 20.

De este modo, se logra que el control del cable de alimentacion del consumidor 40 pueda desacoplarse de las conexiones de alimentacion 10, 11 y transferirse a la fuente de tension ajustable o fija 32 durante un perfodo de tiempo arbitrariamente seleccionable en cualquier momento durante la trayectoria sinusoidal de la tension alterna de la red. Con la seleccion de dicha duracion de transicion corta y un ajuste adecuado del angulo de fase en donde esta tiene lugar, la tension en este momento se fuerza a traves de la fuente de tension ajustable o fija 32 del cable de alimentacion del consumidor 40, minimizando la interferencia de los consumidores 54, 62 conectados al cable de alimentacion del consumidor 40, mientras que al mismo tiempo, de este modo, se puede maximizar la legibilidad de dicha informacion.

Se han comprobado como valores particularmente favorables en el presente documento transiciones con saltos de tension de aproximadamente 20 V en el caso de un valor instantaneo de la tension sinusoidal de entre 20 V y 60 V y con una duracion de 10 a 100 microsegundos, en donde sin embargo el experto en la materia tambien puede utilizar valores mas grandes o mas pequenos.

La fuente de tension 32 esta sometida durante el tiempo de la transicion a la suma de las corrientes reactivas que fluyen en el cable de alimentacion del consumidor 40, asf como a la corriente generada a traves de la tension y la impedancia de los consumidores conectados 54, 62. Dicha fuente de tension puede construirse mediante un diseno correspondiente de baja impedancia, de modo que se puedan conducir estas corrientes facilmente y que el modulador 30 ejerza en todo momento un control completo sobre el cable de alimentacion del consumidor 40, y que en ultima instancia, con la ayuda del modulador 30, el operador de dicho circuito tambien ejerza el control total sobre el circuito. De esta manera, a traves del cable de alimentacion del consumidor 40 se puede ejecutar la informacion que puede ser transmitida.

Como resultado, por un lado, la senal de datos no se distorsiona, incluso sometida a componentes de corriente activa y reactiva alta en el cable de alimentacion del consumidor 40 y, por otro lado, el modulador 30 no distorsiona el comportamiento de los consumidores 54, 62 conectados al cable de alimentacion del consumidor 40 debido a la transicion momentanea con un salto de tension que es pequeno en relacion con la tension nominal de la red, de modo que, por ejemplo, una bombilla electrica, al igual que los consumidores 54, 62, incluso durante una modulacion de datos sobre varias o muchas ondas sinusoidales en el cable de alimentacion del consumidor 40, no muestra fluctuaciones de brillo aparentes. Esto significa que, de acuerdo con la invencion, ahora tambien se puede suministrar a dichos consumidores informacion sobre sus lfneas de suministro, que se sabe que son sensibles a los cambios en su fuente de alimentacion o que el operador por dicho cambio de comportamiento indicarfa inmediatamente dicho cambio en su fuente de alimentacion, como es el caso, por ejemplo, de una bombilla electrica. Si la fuente de tension 32 tambien esta disenada para ser ajustable, su tension tambien puede ser establecida por la unidad de control 33, como lo muestra la linea de accion 32a.

Ademas, el modulador 30 tambien puede tener una o mas interfaces de datos 34, a traves de las cuales puede recibir informacion de control de, por ejemplo, sistemas de control externos, dispositivos de datos o sensores, cuyo contenido de informacion se convierte en una modulacion al cable de alimentacion del consumidor 40 de acuerdo con una relacion funcional constructiva o definida por software.

Se podrfan construir interfaces de datos a modo de ejemplo para la adquisicion de datos a partir de interruptores simples, de pasarelas que proporcionan conexion a otros sistemas de control, de senales de control remoto por radio o infrarrojo o la adquisicion de informacion a partir de equipos informaticos, tal como conocen los expertos en la materia, en relacion con el suministro de datos.

En la Fig. 1, se ilustran a modo de ejemplo, tres elementos conectados al cable de alimentacion del consumidor 40: la unidad de recepcion 50, la unidad receptora 55 y el interruptor 61. Ademas, se muestran los consumidores 54, 62, que en su conjunto proporcionan un efecto de conmutacion o control en funcion de los datos recibidos.

A modo de ejemplo, se muestra para este proposito, una unidad de recepcion 50 que esta conectada a un actuador 53. El subscriptor 61 es un conmutador convencional que conmuta una bombilla electrica 62 conectada al cable de alimentacion del consumidor 40 como consumidor.

La combinacion de 61 y 62 simboliza cualquier consumidor convencional 54 que puede ser operado por el sistema sin verse influenciado por el mismo tal como en un cable de alimentacion del consumidor normal 40, es decir no modulado.

Dentro de la unidad de recepcion 50, un consumidor de potencia activa 51 esta conectado a la tension alterna de la red adyacente al cable de alimentacion del consumidor 40.

Una unidad de decodificacion 52 detecta el valor instantaneo de la potencia activa convertida en el consumidor de potencia activa 51 y evalua su trayectoria temporal, de manera que las desviaciones de esta trayectoria se detectan de acuerdo con una funcion definida por el diseno o el software a causa de la modulacion de la forma sinusoidal normal de la tension alterna de la red .

De acuerdo con un procedimiento adicional o con un protocolo de datos, la unidad de evaluacion filtra seguidamente la informacion que se le destina y, segun su significado definido, activa el actuador 53, que enciende y apaga un consumidor 54 como, por ejemplo, una bombilla electrica o cualquier otro consumidor, de modo que se pueda controlar de forma remota a traves de la modulacion de datos llevada a cabo en el cable de alimentacion del consumidor 40. Otros ejemplos de dichos actuadores tambien pueden ser reguladores de luz o dispositivos similares que influyen en la accion de un consumidor.

Otros dispositivos de influencia que influyen, por ejemplo, en la atenuacion de la lampara o la influencia de la velocidad de, por ejemplo, motores de ventiladores u otros efectos de consumidores electricos o actuadores electromecanicos, pueden ser controlados de manera remota de acuerdo con la invencion, mediante el actuador o su actuador correspondiente al actuador 53 conectandose a traves de la unidad de decodificacion 52 a la unidad de recepcion 50.

La deteccion del valor instantaneo de la potencia activa liberada en el consumidor de potencia activa 51 puede efectuarse, por ejemplo, mediante un dispositivo analogico electronico o electromecanico de medicion o tambien en un microcontrolador de alto rendimiento mediante la digitalizacion de los valores de tension en el cable de alimentacion del consumidor 40 y su evaluacion numerica, en donde, en este ultimo caso, el consumidor de potencia activa 51 ya no tiene que proporcionarse objetivamente en el circuito, sino que su comportamiento ffsico se puede simular numericamente, por ejemplo, en un microcontrolador contenido en la unidad de decodificacion 52.

Como ejemplo de un suscriptor, sin consumidor o unidad de accionamiento 53, se muestra la unidad receptora 55. Esta unidad receptora 55 incluye solo lo conocido por la unidad de recepcion 50 y en este caso esta conectada a un actuador 53, a un consumidor de potencia activa 51 y a la unidad de decodificacion 52, en donde ahora la unidad decodificadora 52 aplica los datos recibidos del cable de alimentacion del consumidor 40 de acuerdo con un esquema fijo y selectivo o sigue transmitiendo exhaustivamente a otro medio, tal como, por ejemplo, a un diodo de transmision de infrarrojos, cuyas senales de un dispositivo correspondiente, como el receptor de infrarrojos de un televisor, pueden ser evaluadas. Otras interfaces a las que los datos recibidos por dicha unidad receptora 55 pueden enviarse son, por ejemplo, sistemas de radio, sistemas informaticos, pasarelas de otros sistemas de control o interfaces especfficas del dispositivo, de modo que el procesamiento se pueda realizar en el sentido de evaluar los datos en otra ubicacion, es decir, fuera de la unidad receptora 55.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para la modulacion de la potencia activa mediante al menos un modulador (30) para comunicar informacion a traves de una lfnea de suministro de energfa (40) mediante la modificacion selectiva de la potencia activa en al menos un consumidor conectado (54, 62) en una red de suministro de energfa de corriente alterna en momentos arbitrarios de una oscilacion sinusoidal que comprende una fuente de tension de baja impedancia (32), caracterizado porque para la comunicacion de la informacion se llevan a cabo variaciones del valor instantaneo de la potencia activa en un grado arbitrario que depende de la fuente de tension (32), en donde el modulador (30) consiste en un conmutador (31), la fuente de tension (32) y una unidad de control (33), en donde la unidad de control (33) detecta la trayectoria de la curva temporal de la tension alterna de la red suministrada y controla el interruptor (31) en angulos de fase fijos de la onda sinusoidal, de modo que la conexion entre un cable de alimentacion del consumidor (40) y una lfnea de alimentacion (20) se interrumpe y en su lugar se determina la fuente de tension (32) en el cable de alimentacion del consumidor (40) y la unidad de control (33) cambia al cable de alimentacion del consumidor (40) segun un tiempo determinado por diseno o por software, retornando luego la fuente de tension (32) a la lfnea de alimentacion ( 20), en donde se realiza un control de una emision de interferencia provocada mediante la seleccion apropiada del momento de transicion en el que se interrumpe una conexion entre un cable de alimentacion del consumidor (40) y una lfnea de alimentacion (20) y en su lugar determina la tension de una fuente de tension (32) en el cable de alimentacion del consumidor (40) y viceversa (pagina 10, lfnea 32 hasta la pagina 11, lfnea 10), y en donde surge una interferencia por la variacion de la potencia activa que afecta los consumidores conectados (54, 62) y el momento de transicion se elige, de manera que la interferencia se mantenga por debajo de un valor umbral deseado.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque se opera simultaneamente una pluralidad de moduladores (30) conectados en serie.

3. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el modulador (30) requerido para el procedimiento se construye en una unidad.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento emplea una pluralidad de moduladores (30) en una pluralidad de unidades distribuidas, alojadas en diferentes ubicaciones del cable de alimentacion del consumidor (40).

5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procesamiento de los datos recibidos tiene lugar en la tecnica del demodulador (50, 55).

6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procesamiento de los datos recibidos tiene lugar fuera de la tecnica del demodulador (50, 55).

7. Modulador (30) que comprende una fuente de tension de baja impedancia (32), un conmutador (31) y una unidad de control (33), en donde la unidad de control (33) detecta la trayectoria de la curva temporal de la tension alterna de red suministrada a los polos de alimentacion (10, 11) e impulsa al conmutador (31) en angulos de fase fijos de la onda sinusoidal a interrumpir la conexion entre un cable de alimentacion del consumidor (40) y una lfnea de alimentacion (20), en donde durante la interrupcion, la fuente de tension (32) determina la tension que predomina en el cable de alimentacion del consumidor (40) y la unidad de control (33) luego cambia nuevamente el cable de alimentacion del consumidor (40) de la fuente de tension (32) a la lfnea de alimentacion (20) despues de un tiempo de diseno o de un tiempo definido por el software, en donde la informacion se transmite desde la unidad de control (33) a los consumidores conectados (54, 62) como resultado del cambio en la potencia activa y se realiza un control de una emision de interferencia a traves de una eleccion adecuada del momento de transicion, en el que se interrumpe una conexion entre un cable de alimentacion del consumidor (40) y una lfnea de alimentacion (2) y, en cambio, la fuente de tension de baja impedancia (32) determina la tension aplicada al cable de alimentacion del consumidor (40) y viceversa (pagina 10, lfnea 32 hasta la pagina 11, lfnea 10), y en donde se origina una interferencia causada por la variacion de potencia activa que afecta a los consumidores conectados (54, 62) y el momento de transicion se elige de modo que la interferencia se mantenga por debajo de un valor umbral deseado.

8. Modulador de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado porque comprende la fuente de tension de baja impedancia (32) en forma de una baterfa o un condensador o un circuito electronico de suministro de energfa cuya tension puede imponerse en el momento de la conexion del cable de alimentacion (40).

9. Modulador de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado porque comprende la fuente de tension de baja impedancia (32) que puede forzar saltos de tension de aproximadamente 20 V a un valor instantaneo de la onda sinusoidal entre 20 V y 60 V del cable de alimentacion (40).

10. Modulador de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado porque la unidad de control (33) detecta la trayectoria de la curva temporal de la tension alterna de la red suministrada a los polos de alimentacion (10, 11) con un interruptor de valor de umbral y / o con un temporizador sincronizado con la tension alterna de la red.

11. Modulador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque la unidad de control (33) conmuta luego el cable de alimentacion del consumidor (40) a la lfnea de alimentacion (20) desde la fuente de tension (32) despues de un tiempo de diseno o software especificado.

12. Uso del modulador de acuerdo con las reivindicaciones 7 a 11 en el circuito de corriente protegido de una instalacion domestica.