IT8320203A1 - Dispositivo isolato di trasmissione d'informazione binaria per linea elettrica - Google Patents
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Description
Descrizione di una invenzione avente titolo:
"DISPOSITIVO ISOLATO DI TRASMISSIONE D' INFORMAZIONE BINARIA PER LINEAA ELETTRICA"
RIASSUNTO
Il dispositivo secondo l'invenzione riguarda il settore della protezione contro le sovratensioni, in particolare quelle dovute ai fulmini, dei sistemi di trasmissione di informazioni binarie, utilizzanti una linea elettrica.
Esso comprende un emettitore ed un ricevitore, ciascuno dotato di un trasformatore a forte isolamento, alimentato tramite un oscillatore incluso in un blocco cilindrico di resina sintetica isolante. L'emettitore e il ricevitore sono collegati tramite una l?nea di trasmissione normale.
L' invenzione pu? essere utilizzata per tutti i dispositivi dotati di telecomando a distanza, suscettibili di essere colpiti dai fui mini .
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda i sistemi di protezione contro le sovratensioni, dei dispositivi di trasmissione, mediante linea elettrica, di informazioni binarie.
In tali dispositivi, le informazioni vengono tradotte, in corrispondenza dell 'emissione o della ricezione, nell'apertura o chiusura di un rel?. Gli impianti associati risultano quindi collegati alla linea, e il loro funzionamento pu? essere fortemente danneggiato nel caso di brusca variazione del potenziale? di quest 'ultima.
Nel caso il fulmine abbia a colpire un punto qualsiasi della linea 0 anche nel caso abbia a cadere nelle vicinanze, tale fulmine provoca un'onda di sovratensione la quale si propaga dal punto colpito sino alle due estremit?.
Gli impianti collegati possono a loro volta essere influenzati da tale sovratensione, e possono essere provocati danni notevoli.
Per questo tipo di impianto, per garantire lo scarico della corrente possono essere previste prese di terra. Tale misura di sicurezza si rivela tuttavia insufficiente, a causa dell ' impedenza presentata generalmente da queste prese. di terra. Quando il fulmine colpisce solo uno degli impianti, ci? pu? determinare un aumento momentaneo del potenziale dell ' impianto. Una differenza di potenziale si verifica quindi fra la linea e impianto.
Per eliminare tali inconvenienti , l ' invenzione propone di realizzare un sistema trasmettitore di informazioni binarie, utilizzante una linea elettrica; l 'emettitore ed il ricevitore essendo entrambi sufficientemente isolati rispetto alla linea e agli impianti, da sopportare tensioni arrivanti sino a 100.000 volts.
In queste condizioni, il potenziale della linea ? indifferente.
E1 possibile collegare la linea a terra, oppure non collegarla.
L' Invenzione sar? meglio descritta facendo riferimento ad una sua forma di realizzazione illustrata, a titolo indicativo, ma non limitativo, negli acclusi disegni, in cui:
Le figure 1 e 2 illustrano l 'emettitore associato al dispositivo secondo l 'invenzione;
Le figure 3 e 4 illustrano il ricevitore' del dispositivo secondo l ' invenzione;
La figura 5 illustra in modo? dettagliato lo schema elettrico genera le dell 'emettitore; e
La figura 6 illustra in modo pi? dettagliato lo schema circuitale generale del ricevitore.
Con riferimento alle citate figure, la presenza di una corrente a tensione normale di 24 o 48 volt, raddrizzata tramite i diodi 3, nel caso essa sia alternata, in corrispondenza dell 'entrata 2 dell'emettitore, innesca il funzionamento di un oscillatore 4 costituito dai transistor 5 e 6, e dagli avvolgimenti 7 e 8 del trasformatore 9.
Questo oscillatore fornisce una tensione alternata avente una frequeniza di 20 KHz la quale alimenta il trasformatore ad alto isolamento 10. Il ponte raddrizzatore 11 produce una tensione continua, a partire dall -la tensione alternata presente all'uscita del trasformatore 10. Questa; tensione continua aziona il rel? 12 il cui contatto, protetto dagli elementi di protezione a scarica 13 e 14 consente l 'apertura o la cortocircuitazione della linea.
L'isolamento dell 'emettitore ? ottenuto impiegando ferrite, le cui propriet? isolanti sono note nella costruzione dei circuiti magnetici; del trasformatori.
D'altro canto, il complesso dell 'emettitore ? incluso in un blocco cilindrico, di resina sintetica isolante, il materiale impiegato nella forma di realizzazione preferita dell ' invenzione essendo costituito da una resina epossidica.
I pericoli di propagazione della corrente lungo isolante, fra i morsetti d'entrata 2 e i morsetti di uscita 15 sono eliminati grazie alla lunghezza del cilindro che ? superiore alla distanza di propagazione, i fili corrispondenti alle uscite e del trasformatore 10 essendo previsti conseguentemente.
Infine, l'esterno del cilindro ? dotato di gole, previste per allungare il percorso di propagazione della corrente.
In un'altra forma di realizzazione dell' invenzione pu? essere utilizzato un trasformatore a circuito aperto.
In questo caso, il circuito magnetico del trasformatore 10 ? sosti tuito da un nucleo di ferrite, sul quale ? avvolto il circuito primario. Tale nucleo ? successivamente disposto in un contenitore iso-1 ante , ad esempio un semplice cilindro cavo chiuso a tenuta in corri spondenza di una delle sue estreipit? e realizzato in resina isolante, che viene successivamente riempito con resina, cosi da chiudere a tenuta l 'altra estremit?.
Attorno a questo cilindro viene successivamente avvolto il circuito secondario, concentricamente al circuito primario.
La corrente disponibile all 'uscita del circuito secondario non ?, in questa forma di realizzazione sufficiente ad azionare il rel? 12.
La tensione alternata presente ai morsetti del cricuito secondario dovr? quindi essere raddrizzata tramite un diodo ed un condensatore per mandare in saturazione la base di un transistor, l 'impedenza divenendo in tal caso molto piccola.
Analogamente, l 'oscillatore pu? essere sostituito da un generatore sinusoidale.
Il ricevitore 18 ? simile, per il suo aspetto e la maggior parte dei propri elementi, all 'emettitore.
Esso comprende un oscillatore 21 costituito dai transistor 22 e 23 e dagli avvolgimenti 24 e 25, alimentato permanentemente con una tensione di 24 oppure 48 volts, raddrizzata, se necessario tramite i diodi 20 ed un trasformatore 26, identico al trasformatore 9.11 trasformatore di isolamento 27 ? simile, per la sua concezione, ma non per la sua funzione, al trasformatore 10.
L'entrata 32 del ricevitore, collegata al raddrizzatore 28, ? prot?t ta tramite l'elemento di protezione a scarica parafulmine 32. Il raddrizzatore 28 ? collegato alle uscite del circuito secondario del tra -sformatore 27.
La tensione alternata presente, alle uscite del trasformatore 26 ? applicata ad un circuito comprendente, in un montaggio in serie, il circuito primario del trasformatore 27, il ponte raddrizzatore 30 ed un circuito di rivelazione a soglia costituito dai transistor 16 e 17 la cui funzione ? quella di comandare il rel? 29.
Quando il circuito secondario del trasformatore 27 ? aperto, l 'imp?denza del circuito primario ? sufficientemente elevata da limitare la corrente ai morsetti del circuito a soglia. Il rel? 29 non ? quindi eccitato.
La cortocircuitazione della linea di trasmissione provoca la chiusura del circuito secondario del trasformatore 27. L' impedenza del suo circuito primario decresce quindi in. grado sufficiente a far si che l'energia fornita da tale circuito sia ?n grado di azionare il rel? 29.
L' informazione trasmessa ? disponibile ai morsetti di detto rel?. Il ponte raddrizzatore 28 ed il condensatore 31 hanno come scopo quello di impedire che la capacit? parassita della linea abbia a cortocircuitare il circuito secondario del trasformatore 27 e evitare, d'altro canto, di perturbare altri impianti , cosa che potrebbe essere provocata dall 1 irraggiamento elettro-magnetico della linea.
L'isolamento del complesso del ricevitore ? ottenuto secondo le medesime procedure impiegate per l 'emettitore .
Il trasformatore 27 pu? essere modificato nello stesso modo del trasformatore 10 dell 'emettitore.
L'oscillatore del ricevitore pu? pure essere sostituito con un generatore di segnali sinusoidali .
Il dispositivo cosi realizzato ? particolarmente idoneo per la sicurezza delle apparecchiature di telecomando, in particolare per le teleferiche o telecabine, che durante il loro impiego non possono essere arrestate e che, per questo motivo, possono essere colpite dai fulmini , duranteil funzionamento, con i conseguenti pericoli di distruzione degli impianti di comando che ci? implica.
Claims (8)
1.- Dispositivo di trasmissione di informazioni binarie, caratterizzato dal fatto di comprendere un emettitore di informazioni, una linea di trasmissione ed un ricevitore di informazioni, in cui l 'isolamento, sia dell'emettitore che del ricevitore, ? sufficiente a sopportare tensioni di 100.000 volts.
2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l 'emettitore comprende un rel? (12) consentente di cortocircuitar la linea, detto rel? (12) essendo comandato da un trasformatore (10) ad alto isolamento fra primario e secondario.
3.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, prese assieme, carati terizzato dal fatto che il ricevitore comprende un trasformatore (26) ad alto isolamento fra primario e. secondario con un accoppiamento suf ficiente a far s? che l ' impedenza del primario abbia a variare quando la linea col legata al secondario ? cortocircuitata, tale variazione azionando il ricevitore.
4.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 , 2 e 3 prese assieme, caratterizzato dal fatto che i trasformatori ( 10) e (26) sia dell'emettitore che del ricevitore possono essere realizzati in ferrite, per migliorare l ' isolamento.
5.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 , 2, 3 e 4 prese assieme, caratterizzato dal fatto che un isolamento supplementare pu? essere ottenuto tramite l' inclusione dell 'avvolgimento secondario in un bloc co di resina sintetica isolante in maniera tale che fra avvolgimenti e il nucleo magnetico, Io spessore della resina sintetica sia sufficiente a garantire un isolamento di 100.000 volts.
6.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 , 2 e 3 prese assieme, caratterizzato dal fatto che il trasformatore del ricevitore (26) ed il trasformatore dell 'emettitore ( 10) possono essere del tipo a circuito magnetico aperto, costituito da un nucleo di ferrite, sul quale ? avvolto il circuito primario disposto al centro di un cilindro cavo realizzato in resina sintetica isolante, con uno spessore sufficiente a garantire un isolamento di 100.000 volts, il circuito secondario essendo avvolto all 'esterno di detto cilindro, concentricamente al circuito primario.
7.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3 prese assieme, caratterizzato dal fatto che i trasformatori ( 10) e (26), sia dello emettitore che del ricevitore, sono ciascuno alimentato con una tensione sinusoidale o di forma quadra, ottenuta a partire da una tensione di 24 oppure 48 volts mediante un oscillatore sinusoidale od un generato di onde quadre.
8.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1, 2 e 3, prese assieme, caratterizzato dal fatto che i due complessi , emettitore e ricevitore sono ciascuno incluso in un blocco di resina sintetica isolante avente la configurazione di un cilindro dotato esternamente di gole, di lunghezza sufficiente a evitare qualsiasi rischio di propagazione, la linea di trasmissione essendo collegata ad una estremit? di detto cilindro, l 'uscita delle informazioni essendo ottenuta dall 'altro lata 9.- Dispositivo secondo le rivendicazioni 1,2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8, caratterizzato dal fatto che la chiusura della linea che aziona il ricevitore si traduce in una variazione dell 'impedenza del cricuito primario del suo trasformatore ad alto isolamento (10) .
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