ITBO20060086U1

ITBO20060086U1 - Unita' di regolazione della corrente in un circuito composto da sorgenti di illuminazione poste in serie

Info

Publication number: ITBO20060086U1
Application number: IT000086U
Authority: IT
Inventors: Giovanni Cannistra; Gianni Facchini
Original assignee: Ocem Spa
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-04-12
Also published as: WO2008043756A1; CN101554095A; US20100026207A1; EP2090141A1

Description

UNITA’ DI REGOLAZIONE DELLA CORRENTE IN UN CIRCUITO COMPOSTO DA SORGENTI DI ILLUMINAZIONE POSTE IN SERIE

DESCRIZIONE DELL'INNOVAZIONE

La presente innovazione rientra nel settore tecnico delle unità di regolazione a corrente costante atte ad alimentare sorgenti di illuminazione poste in serie, per esempio destinate a servire le piste aeroportuali.

Tali unità di regolazione sono previste, anche in un certo numero, all'interno di un aeroporto ed ognuna (vedasi figura 1 , arte nota) risulta allacciata ad esempio ad una rete di alimentazione trifase (o monofase) SE per alimentare un circuito elettrico E, nel quale sono disposte in serie una pluralità di sorgenti di illuminazione Sh, Sl2,

SIN! detta unità di regolazione URN comprende, sostanzialmente: un apparato di conversione ACN composto, a sua volta, da un raddrizzatore AC/DC, alimentato dalla rete trifase SE (o monofase), che converte la tensione alternata in una tensione continua ed un inverter DC/AC disposto in cascata allo stesso raddrizzatore AC/DC, atto a trasformare la tensione continua in una forma d'onda di tensione alternata avente caratteristiche (frequenza e/o ampiezza e/o valore efficace) pre-impostabili; un trasformatore elettrico TN avente l'avvolgimento primario collegato ai morsetti di uscita dello stesso inverter DC/AC ed il secondario collegato al circuito elettrico E; ed una centralina elettrica C che riceve in ingresso un segnale esterno EXT, trasmesso ad esempio dalla torre di controllo, ed un segnale di retroazione RET fornito da un sensore S (quale un trasformatore di corrente TA), rappresentativo della corrente z circolante nel circuito elettrico E, ed è destinata a comandare la modulazione della tensione erogata daH’inverter DC/AC mediante un corrispondente segnale KK.

Ciascuna sorgente di illuminazione Sij è costituita da un corrispondente dispositivo ausiliario Dj, di tipo noto, che alimenta una relativa lampada Lj, ad esempio un segnalatore luminoso a semilivello (anche noto al tecnico del settore come “segnale luminoso”).

Come precisato, la centralina elettrica C ha il compito di comandare la modulazione della tensione generata dairinverter DC/AC, ad esempio in termini di variazione del suo valore efficace, in funzione dell'esito del confronto fra il segnale esterno EXT ed il segnale di retroazione RET: il segnale esterno EXT, in particolare, contiene informazioni relative al livello di illuminazione richiesto in pista, per cui la centralina elettrica C, in altre parole, presiede al controllo ed alla regolazione della corrente z circolante nel circuito elettrico E, alla quale fanno seguito corrispondenti valori di corrente (non indicati) di alimentazione delle lampade LÌ, L2. Lj, ..., LN erogata attraverso i dispositivi ausiliari D1p D2. Dj . DN.

Il sistema di alimentazione appena descritto deve possedere elevati standard di affidabilità, onde garantire l’alimentazione continua e regolare delle sorgenti di illuminazione SU, Sl2, ...,Slj, .... SIN, per ovvie ragioni di sicurezza; di conseguenza, talune soluzioni (invero, poche in realtà) prevedono un’unità di regolazione ridondante (non illustrata), disposta in parallelo all’unità URN in servizio e destinata ad entrare in funzione in caso di malfunzionamento o manutenzione di quest'ultima. Tale soluzione salvaguarda, evidentemente, il funzionamento regolare di questo sistema di alimentazione, determinando tuttavia un sostanziale incremento dei costi complessivi e degli ingombri.

Alla luce di quanto sopra, è compito della presente innovazione proporre un'unità di regolazione della corrente in un circuito composto da sorgenti di illuminazione poste in serie, che sia di nuova concezione e tale da risolvere soddisfacentemente gli inconvenienti propri dell’arte nota, appena menzionati; s’intende con ciò prevedere un'unità che garantisca elevati standard di affidabilità ed i cui costi ed ingombri siano complessivamente inferiori rispetto alle soluzioni di tipo noto.

I suddetti scopi sono ottenuti in accordo con il contenuto delle rivendicazioni.

Le caratteristiche dell’innovazione, non emergenti da quanto appena detto, saranno meglio evidenziate nel seguito, in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni e con l'ausilio delle allegate tavole di disegno, nelle quali:

la figura 1 illustra uno schema elettrico a blocchi dell'unità di regolazione di tipo noto sopra descritta e del circuito elettrico da essa alimentato, composto da una pluralità di sorgenti di illuminazione poste in serie;

- la figura 2 mostra uno schema elettrico a blocchi dell'unità di regolazione oggetto della presente innovazione nonché del circuito elettrico da essa alimentato, composto dalla citata pluralità di sorgenti di illuminazione poste in serie;

la figura 3 è una vista frontale schematica dell’unità di regolazione in oggetto e del circuito elettrico alimentato da quest’ultima.

Nel seguito della descrizione, con riferimento alle figure 2, 3, verranno mantenuti alcuni riferimenti numerici già definiti in figura 1 (arte nota), in quanto attinenti a componenti, segnali elettrici o grandezze elettriche comuni sotto il profilo funzionale.

L’unità di regolazione UR oggetto dell’innovazione (vedasi in particolare figura 2) risulta allacciata ad esempio ad una rete di alimentazione trifase (o monofase) SE per alimentare il circuito elettrico E, nel quale sono disposte in serie la citata pluralità di sorgenti di illuminazione Sh, Sl2, -..Slj . SIN; tale unità di regolazione UR comprende, in sostanza: due apparati di conversione ACi, AC2 disposti in parallelo fra loro, ciascuno comprendente a sua volta un relativo raddrizzatore AC/DC, alimentato dalla rete SE, che converte la tensione alternata trifase o monofase in una tensione continua ed un inverter DC/AC disposto in cascata al corrispondente raddrizzatore AC/DC, atto a trasformare la tensione continua nuovamente in una forma d’onda di tensione alternata avente caratteristiche (frequenza e/o ampiezza e/o valore efficace) pre-impostabili; un trasformatore elettrico T avente l’avvolgimento primario collegato ai morsetti di uscita degli inverter DC/AC dei due apparati di conversione AC1t AC2 ed il secondario collegato al circuito elettrico E; ed una centralina elettrica CE che riceve in ingresso il segnale esterno EXT, trasmesso ad esempio dalla torre di controllo, ed il segnale di retroazione RET fornito dal sensore S (quale un trasformatore di corrente TA), rappresentativo della corrente z circolante nel circuito elettrico E, ed è destinata a comandare la modulazione della tensione erogata dagli inverter DC/AC mediante i corrispondenti segnali Ki, K2.

Come precisato anche in premessa, la centralina elettrica CE ha il compito di comandare la modulazione della tensione generata dall'inverter DC/AC dell’apparato di conversione ACi o AC2, ad esempio in termini di variazione del suo valore efficace, in funzione dell’esito del confronto fra il segnale esterno EXT, contenente appunto informazioni relative al livello di illuminazione richiesto in pista, ed il segnale di retroazione RET; la centralina elettrica CE presiede pertanto al controllo ed alla regolazione della corrente z circolante nel circuito E onde ottenere corrispondenti valori di corrente (non indicati) di alimentazione delle lampade LÌ, L2, .... Lj, ..., LN erogata attraverso i dispositivi ausiliari DÌ, D2I ..., Dj . DN.

Possono altresì essere previsti, secondo quanto riportato in figura 2, relativi interruttori li, l2 rispettivamente previsti, ad esempio, a monte degli apparati di conversione AC1, AC2 ed a valle del punto di derivazione D di questi ultimi; l’attivazione/disattivazione degli interruttori h, l2 sul corrispondente ramo in cui sono inseriti viene ad esempio regolato dalla centralina elettrica CE tramite i corrispondenti segnali di comando SÌ, S2.

L'unità di regolazione UR, vedasi figura 3, risulta contenuta all'interno di un involucro CA che presenta sulla parte frontale le feritoie di due slot SLi, SL2, per l'inserimento/estrazione di corrispondenti schede stampate SC-ι, SC2 sulle quali sono montati rispettivamente i citati apparati di conversione ACi, AC2. Queste schede stampate SC^, SC2 sono provviste di relativi contatti striscianti (non indicati in quanto di tipo noto) destinati ad impegnarsi, all’atto dell’inserimento delle schede SCi, SC2 medesime, entro corrispondenti sedi interne degli slot SLi, SL2 (anch’esse non indicate), in guisa da permettere la connessione elettrica degli apparati di conversione ACÌ, AC2 con la sorgente elettrica SE, il trasformatore T e la centralina elettrica CE, ottenendo così la piena funzionalità dell'unità di regolazione UR (figura 2).

La figura 2 riporta una possibile configurazione di funzionamento dell'unità di regolazione UR, nella quale l’interruttore h risulta chiuso, consentendo l'alimentazione dell’apparato di conversione ACi montato appunto sulla scheda SCi, e l’interruttore l2 risulta invece aperto; chiaramente, l'alimentazione delle sorgenti di illuminazione SL, Sl2. Slj . SIN avverrà esclusivamente attraverso lo stesso apparato di conversione ACi. Una situazione inversa si avrebbe nel caso in cui l'interruttore h fosse aperto e l'interruttore l2 fosse chiuso. La presenza degli interruttori l1t l2, in particolare, consente l'inserimento/estrazione di ciascuna scheda SCi, SC2 nell'apposito slot SL^ SL2 in condizioni di sicurezza per l’operatore; il trasferimento di energia attraverso l'uno o l’altro apparato di conversione AC1p AC2, appunto per alimentare le sorgenti di illuminazione Sh, Sl2. Slj . SIN, può invece essere ottenuto controllando il funzionamento del corrispondente raddrizzatore AC/DC e/o inverter DC/AC, come noto.

A partire dalla configurazione rappresentata in figura 2, in caso per esempio di malfunzionamento dell’apparato di conversione ACi è possibile perciò deviare il flusso di energia attraverso l’apparato di conversione AC2, avente funzione di ridondanza, previa chiusura dell’interruttore l2, garantendo così continuità di alimentazione delle sorgenti di illuminazione Sii, Sl2. Slj . SIN; una volta aperto l’interruttore U, l’operatore potrà estrarre agevolmente la scheda difettosa SCi riparandola o sostituendola con un’altra. L’operazione di estrazione della scheda difettosa ACÌ e di inserimento di una nuova richiede pochi istanti e può essere effettuata in un secondo tempo rispetto all'evento di malfunzionamento, senza particolare urgenza dato che l’unità di regolazione UR continuerà a funzionare regolarmente grazie all'awenuta attivazione dell’apparato di ridondanza AC2.

Vantaggiosamente, tale unità di regolazione UR si presenta pertanto compatta ed estremamente affidabile, dato che i suoi elementi più critici, appunto sotto il profilo affidabilistico, appartengono come noto ai due apparati di conversione ACi, AC2, l'uno di servizio e l'altro di riserva o ridondanza, i quali essendo, tuttavia, montati sulle rispettive schede SCi, SC2 possono essere estratti ed inseriti rapidamente dall'operatore in caso eventuale di malfunzionamento, guasto o manutenzione di uno di questi. Rispetto alle soluzioni di tipo noto, inoltre, ad una notevole diminuzione degli ingombri segue pure una consistente riduzione dei costi, grazie al minor numero di componenti funzionali (per esempio un solo trasformatore T) che l'unità di regolazione UR, oggetto dell'innovazione, presenta rispetto a due unità di tipo noto, una di servizio ed una di ridondanza in parallelo fra loro, sostanzialmente a pari grado di affidabilità. Si precisa che qualora la sorgente elettrica SE erogasse una tensione continua, verrebbe meno l’utilità dei dispositivi raddrizzatori AC/DC; ciascun apparato di conversione ACi, AC2, pertanto, sarebbe costituito sostanzialmente dal dispositivo inverter DC/AC (il solo ad essere montato sulle corrispondenti schede SC1, SC2).

E’ altresì possibile prevedere più di due apparati di conversione (non rappresentati), uno di servizio e gli altri di ridondanza, o viceversa, destinati ad impegnarsi entro corrispondenti slot ricavati nell'unità di regolazione UR, secondo una disposizione funzionale ed un funzionamento del tutto analogo a quanto descritto sopra, relativo alla forma di realizzazione rappresentata nelle figure allegate.

Non si esclude, inoltre, la possibilità di utilizzare contemporaneamente sia l'apparato di servizio ACi che quello (o quelli, nel caso di più di due apparati di conversione montati su corrispondenti slot) di ridondanza AC2, ai fini del funzionamento dell’unità di regolazione UR.

L’ambito protettivo della presente innovazione prevede anche un solo apparato di conversione AC-ι montato su apposita scheda SCi; in tal caso l’eventuale malfunzionamento o danneggiamento di un elemento dell’apparato ACi medesimo richiederà la sostituzione immediata della scheda SCi da parte dell’operatore, che avverrà in maniera rapida e semplice estraendo in sicurezza la scheda ACi difettosa e sostituendola con una nuova.

Si precisa, in generale, che i succitati apparati di conversione previsti, uno di ridondanza e due o più di servizio o viceversa, possono risultare collegati fra loro in serie e/o in parallelo.

Si intende che quanto sopra è stato descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, per cui eventuali varianti di natura pratico-applicativa si intendono rientranti nell’ambito protettivo dell’innovazione come sopra descritto e nel seguito rivendicato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Unità di regolazione della corrente in un circuito composto da sorgenti di illuminazione poste in serie, funzionalmente interposta fra una sorgente elettrica SE ed il circuito elettrico E di collegamento in serie delle citate sorgenti di illuminazione Sh, Sb, Slj, .... SIN, del tipo comprendente: almeno un apparato di conversione ACÌ, AC2, alimentato dalla citata sorgente elettrica SE, per la generazione di una tensione alternata di caratteristiche pre-impostabili; un trasformatore elettrico T disposto elettricamente in cascata all’apparato di conversione medesimo AC1t AC2 e connesso funzionalmente al suddetto circuito elettrico E di collegamento in serie di dette sorgenti di illuminazione Sii, Sl2, .... Slj . SIN, a consentire l’illuminazione di queste ultime; ed una centralina elettrica CE collegata ad almeno detto apparato di conversione AC1( AC2, a comandare la modulazione della tensione alternata erogata da quest'ultimo onde ottenere una corrente z circolante nello stesso circuito elettrico E, di collegamento in serie delle citate sorgenti di illuminazione Sl1r Sl2, .... Slj . SIN, avente caratteristiche elettriche prestabilite, caratterizzato dal fatto che detto apparato di conversione AC1f AC2 risulta montato su una scheda SC1, SC2 di tipo estraibile da un corrispondente slot SL-i, SL2 previsto nell'unità di regolazione UR medesima.
2. Unità di regolazione secondo la riv. 1 , caratterizzata dal fatto di prevedere almeno due citati apparati di conversione AC1, AC2 preposti alla generazione di una tensione alternata di caratteristiche pre-impostabili, funzionalmente interposti fra la citata sorgente elettrica SE e detto trasformatore elettrico T, ciascun citato apparato di conversione AC1, AC2 risultando montato su una corrispondente citata scheda SC-ι, SC2 di tipo estraibile da un corrispondente slot SL1p SL2 previsto nella citata unità di regolazione UR.
3. Unità di regolazione secondo la riv. 2, caratterizzata dal fatto che detti apparati di conversione ACi, AC2, funzionalmente interposti fra la citata sorgente elettrica SE e detto trasformatore elettrico T, risultano in parallelo fra di loro.
4. Unità di regolazione secondo la riv. 2, caratterizzata dal fatto che detti apparati di conversione AC-ι, AC2, funzionalmente interposti fra la citata sorgente elettrica SE e detto trasformatore elettrico T, risultano in serie fra di loro.
5. Unità di regolazione secondo la riv. 2, caratterizzata dal fatto che detti apparati di conversione ACi, AC2, funzionalmente interposti fra la citata sorgente elettrica SE e detto trasformatore elettrico T, sono l’uno di servizio e l’altro di ridondanza o di riserva, risultando altresì in parallelo fra di loro.
6. Unità di regolazione secondo la riv. 1 o 2, caratterizzata dal fatto che ciascuna citata scheda SCi, SC2, sulla quale è montato detto corrispondente apparato di conversione ACi, AC2, è del tipo stampata provvista di contatti striscianti, in modo che il suo inserimento od estrazione dal corrispondente slot SU, SL2 determini rispettivamente la connessione o la disconnessione elettrica della medesima con le corrispondenti parti della suddetta unità di regolazione UR.
7. Unità di regolazione secondo la riv. 1 o 2, in cui detta sorgente elettrica SE eroga una tensione continua, caratterizzata dal fatto che ciascun citato apparato di conversione ACi, AC2 comprende un dispositivo inverter DC/AC di trasformazione della tensione continua, fornita da detta sorgente elettrica SE, in tensione alternata di caratteristiche pre-impostabili erogata al citato trasformatore T.
8. Unità di regolazione secondo la riv. 1 o 2, in cui detta sorgente elettrica SE eroga una tensione alternata, caratterizzata dal fatto che ciascun citato apparato di conversione ACÌ, AC2 comprende: un dispositivo raddrizzatore AC/DC, energizzato dalla citata sorgente elettrica SE, atto a convertire la tensione alternata erogata dalla stessa sorgente elettrica SE in tensione continua resa disponibile ai suoi morsetti di uscita; ed un dispositivo inverter DC/AC di trasformazione della tensione continua, erogata da detto dispositivo raddrizzatore AC/DC, in tensione alternata di caratteristiche pre-impostabili erogata al citato trasformatore T.