ITLU960010A1

ITLU960010A1 - INDICATOR FOR IDENTIFYING VARIATIONS IN SINGLE-PHASE MAINS VOLTAGE 220 V 50 HZ HIGHER THAN 242 V AND LOWER THAN 198 V

Info

Publication number: ITLU960010A1
Application number: IT96LU000010A
Authority: IT
Inventors: Silvio Giurlani
Original assignee: Silvio Giurlani
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1996-09-27
Also published as: IT1289588B1

Description

Domanda per conseguire il brevetto per invenzione industriale avente per titolo: "Indicatore atto Application to obtain the patent for an industrial invention entitled: "Deed indicator

alla identifreazione delle variazioni della tensione di rete monofase 220 V 50 Hz superiori a the identification of variations in the single-phase 220 V 50 Hz mains voltage greater than

242 V ed inferiori a 1-96 V con mantenimento della memorizzazione dell'evento anche con successiva mancanza della tensione di rete" 242 V and lower than 1-96 V with maintenance of the event memorization even with subsequent power failure "

Il dispositivo consente l'ìdentifica zione di variazioni della tensione di rete che siano esterne all'intorno 220 τ 10% V mantenendo in memoria l'evento anche con successiva mancanza della tensione di rete. Naturalmente é possibile la disattivazione dell'alimentazione dell'impianto se la tensione di rete dovesse permanere per un tempo prefissato all'esterno di tale intorno, ottenendo la relativa attivazione solamente quando la tensione risulterà essere interna all'intorno. Attualmente in commercio esistono apparati che consentono la disattivazione dell'impianto in caso di sovraccarico ma non esistono protezioni che determinanol'interruzione dell'erogazione dell'energia elettrica nel caso che la tensione esuli dall'intorno precedentemente menzionato. Infatti esistono al limite apparati che disattivano la tensione di rete se dovesse scenuere sotto un certo limite ponendo in funzione un'eventuale gruppo elettrogeno, ma non esiste apparato che segnali, disattivi l'erogazione dell'energia elettrica qualora superi i 242 V; ovviamente se dovesse esistere all'insaputa dello scrivente un apparato con la medesima,funzioni, credo che sia alquanto remota la possibilità che sia costruito con la medesima configurazione. The device allows the identification of variations in the mains voltage which are external to around 220 τ 10% V, keeping the event in memory even with subsequent mains voltage failure. Naturally, it is possible to deactivate the power supply of the system if the mains voltage should remain outside this neighborhood for a predetermined time, obtaining the relative activation only when the voltage is inside the neighborhood. Currently on the market there are apparatuses that allow the deactivation of the system in the event of an overload but there are no protections that cause the interruption of the electricity supply in the event that the voltage goes beyond the aforementioned environment. In fact, there are apparatuses that deactivate the mains voltage if it should fall below a certain limit by starting an eventual generator set, but there is no apparatus that signals, deactivates the supply of electricity if it exceeds 242 V; obviously if an apparatus with the same function should exist without the writer's knowledge, I believe that the possibility that it is built with the same configuration is quite remote.

FUNZIONAMENTO OPERATION

La tensione di rete giunge sul primario di due trasformatori, il primo deve manifestare in uscita,una tensione di 12 Vca, mentre il secondo 1δ Vca. Il primo risulta essere collegato ad un ponte di greatz che ha il compito di convertire la Ca in una corrente pulsante unidirezionale che risultando liv ven ata dal condensatore CI da 100 uF (35+100 V), si presenta ai capi dei partitori R1R2, R3R4 praticamente continua con un ripple praticamente trascurabile. Ai capi del trimmer R2 dovrà essere presente una tensione di 4,54 V mentre sul trimmer R4 5,55 V. Idue operazionali fungono da comparatori pertanto essendo impostate le tensioni precedentemente menzionate quando la tensione di rete risulta essere 220 Vca ottenendo ai capi dì C1.una tensione in corrente continua di 15,6 Vcc, è evidente che essendo la tensione di riferimento di 5 Vcc, entrambi i comparatori manif esteranno all'uscita una tensione di entità trascurabile. In questa condizione le uscite di entrambi i flip flop set reset risulteranno essere basse presentando entrambi i transistor interdetti con relativa non accensione dei due diodi led..Se la tensione di rete dovesse assumere valori leggermente superiori a 242 Vca, dopo un tempo stimato di circa un secondo ( con trimmer R11 completamente cavallottato), si ottiene il settaggio del primo flip flop determinando l'accensione del primo diodo led. Nel caso si ottenga un abbassamento della tensione leggermente inferiore a 198 V dopo un periodo di tempo inferiore al secondo si ottiene il settaggio del secondo flip flop con conseguente accensione del relativo led. Il resettaggio di entrambi ίf lip flορ è possibi le solamente dopo il ritorno del valore della tensione di rete all'interno dell'intorno precedentemente menzionato. Se fosse necessario aumentare i tempi d'intervento é possibile impostando i trimmer collocati all'ingresso dei rispettivi flip flop determinando la variazione della costante di carica del relativo gruppo re costituito dal trimmer medesimo e dalla rispettiva capacità da 10 uF 16 V. Dopo il ristabilirsi della tensione di rete all'interno dell'intorno 220+10% V, la capacità si scaricherà repentinamente attraverso il diodo 1n4148 che risulterà avere il catodo a massa mediante l'uscita dell'operazionale che essendo ad anello aperto manifesterà alla sua uscita un valore resistivo estremamente ridotto e pertanto praticamente trascurabile (75) ohm. In questa situazione l'utente potrà resettere il corrispondente flip flop potendo così risalire all'event© che si é manifestato nell'impianto che potrebbe aver danneggiato le apparecchiature elettriche ed elettroniche connesse alla rete elettrica potendone rilevare la causa. The mains voltage reaches the primary of two transformers, the first must show a voltage of 12 Vac at the output, while the second 1δ Vac. The first is connected to a greatz bridge which has the task of converting the Ca into a unidirectional pulsating current which, being leveled by the 100 uF (35 + 100 V) capacitor CI, appears at the ends of the dividers R1R2, R3R4 practically continues with a practically negligible ripple. At the ends of the trimmer R2 there must be a voltage of 4.54 V while on the trimmer R4 5.55 V. The two operational lamps act as comparators therefore the voltages previously mentioned being set when the mains voltage is 220 Vac obtaining at the ends of C1 .a voltage in direct current of 15.6 Vcc, it is evident that since the reference voltage is 5 Vcc, both comparators show a negligible voltage at the output. In this condition the outputs of both flip flops set reset will be low as both transistors are disabled with relative non-ignition of the two LED diodes. a second (with trimmer R11 completely bridged), the setting of the first flip flop is obtained, determining the switching on of the first LED diode. If a voltage drop slightly below 198 V is obtained after a period of time less than one second, the setting of the second flip flop is obtained with consequent lighting of the relative LED. The reset of both ίf lip flορ is possible only after the return of the mains voltage value within the aforementioned neighborhood. If it is necessary to increase the intervention times, it is possible by setting the trimmers located at the input of the respective flip flops, determining the variation of the charge constant of the relative re group consisting of the trimmer itself and the respective 10 uF 16 V capacity. of the mains voltage within around 220 + 10% V, the capacitance will suddenly discharge through the diode 1n4148 which will result in the cathode being grounded through the output of the operational which, being open loop, will show a value at its output extremely low resistive and therefore practically negligible (75) ohm. In this situation, the user will be able to reset the corresponding flip flop, thus being able to trace the event that occurred in the system that could have damaged the electrical and electronic equipment connected to the electrical network, being able to detect the cause.

Ovviamente é buona norma prevedere per quanto concerne l'alimen tazione dell'apparecchio i seguenti valori : Obviously it is good practice to provide the following values for the power supply of the appliance:

Vi, 10 Vcc 80 mA ; V2, 5 Vcc mA. Sarà pertanto possibile utilizzare un trsformatore da VA con primario a 220 Vca e secondario da 18 Vca consentendo il corretto funzionamento dell'alimentatore rappresentato nella prima tavola, anche con 110 Vca sul primario. Il diodo posto in serie all'alimentazione degli operazionali, evita la lóro alimentazione in assenza della tensione di rete mediante la batteria da 9Vcc che consentirà invece l'alimentazione del.flip flop consentendo il mantenimento in memoria di qualunque evento che possa verificarsi prima di un'eventuale mancanza della tensione di rete. I morsetti contraddistinti dalle lettere A,B risultano essere collegati alla porta norU2A che risulterà manifestare alla sua uscita un livellologico alto quando la tensione di rete risulterà essere presente all'interno dell'intorno essendo gli ingressi A,B entrambi a livello logico basso. Nàscita del monostabilecollegato alla medesima risulterà essere bassa e pertanto il relativo relè non eccitato presentando i morsetti di uscita c,d non collegati tra loro. L'uscita della seconda porta logica risultando essere bassa, determinerà la presenza di uno stato logico alto all’uscita della terza determinando la carica della capacità c15 che dopo aver superato i 2/3 Ycc, porterà a livello logico basso la relativa uscita attivando per circa un secondo il relativo relè ponendo in conduzione i contatti e f del relativo scambio. Per ottenere la protezione degli apparati collegati alla rete é sufficiente collegare in parallelo ai pulsanti di start e di stop rispettivamente i terminali e,f ed c,d ottenendo tramite un contattore alimentato con tensione . in corrente continua mediante alimentatore stabilizzato che manifesti la stessa tensione in uscita anche con 110 Vca sul primario del relativo trasformatore, l'attivazione dell'impianto con un ritardo impostabile tramite il trimmer R 15 ( da circa 1MS a circa 2 S). Pertanto se l'uscita di uno dei due comparatori ( ο entrambi) dovesse permanere alta a causa di uno sbalzo di tensione che risulti essere esterno all'intorno per un periodo di tempo impostabile tramite i rispettivi trimmer da 220 k, presenteremo a massa la capacità c14 inviando un impulso negativo di tensione al multivibratore monostabile determinando l'eccitazione del relè con conseguente disattivazione dell'impianto presentandosi in contatto i terminali a,b. Solamente dopo il ristabilirsi della tensione di rete nel relativo intorno otterremo nuovamente la carica della capacità c15 che quando avrà raggiunto i 2/3 Vcc tramite l'uscita della rispettiva porta porrà a massa la capacità c18 inviando tramite la sua scarica un impulso negativo sull'ingresso del multivibratore ponendo in conduzione nuovamente il relè e conseguentemente i terminali e,f determinando, tramite il contattore l'alimentazione dell'impianto. Vi, 10 Vdc 80 mA; V2, 5 Vdc mA. It will therefore be possible to use a VA transformer with primary at 220 Vac and secondary at 18 Vac allowing the correct operation of the power supply represented in the first table, even with 110 Vac on the primary. The diode placed in series to the operational power supply, avoids their power supply in the absence of mains voltage by means of the 9Vdc battery which will instead allow the power supply of the flip flop allowing the maintenance in memory of any event that may occur before a '' possible lack of mains voltage. The terminals marked with the letters A, B are connected to the norU2A gate which will show a high level at its output when the mains voltage will be present inside the surroundings since inputs A, B are both at a low logic level. Output of the monostable connected to it will be low and therefore the relative relay not energized having the output terminals c, d not connected together. The output of the second logic gate being low, will determine the presence of a high logic state at the output of the third, determining the charge of the capacitance c15 which, after exceeding 2/3 Ycc, will bring the relative output to a low logic level by activating for the relative relay for about one second, putting the contacts e f of the relative exchange into conduction. To obtain the protection of the equipment connected to the mains, it is sufficient to connect in parallel to the start and stop buttons respectively the terminals e, f and c, d obtaining through a contactor powered with voltage. in direct current by means of a stabilized power supply that shows the same output voltage even with 110 VAC on the primary of the relative transformer, the activation of the system with a delay that can be set using the trimmer R 15 (from about 1MS to about 2 S). Therefore, if the output of one of the two comparators (or both) should remain high due to a voltage fluctuation that appears to be external to the surroundings for a period of time that can be set using the respective 220 k trimmers, we will present the capacitance to ground. c14 by sending a negative voltage pulse to the monostable multivibrator causing the relay to be energized with consequent deactivation of the system when terminals a, b are in contact. Only after the mains voltage has been re-established in its surroundings will we get the charge of the capacitance c15 again which when it has reached 2/3 Vcc through the output of the respective gate will ground the capacitance c18 by sending a negative impulse on the input of the multivibrator putting the relay in conduction again and consequently the terminals e, f determining, through the contactor, the power supply of the system.

Naturalmente é possibile realizzare anche solamente la prima parte dell'apparato utilizzandolo come semplice "sentinella elettronica per impianto,elettrico" .per la realizzazione pratica del dispositivo potrà essere usata una semplice basetta forata in bachelite con interasse dei fori da 1/10 di pollice oppure, volendo diminuire i tempi di realizzazione pratica,mediante la realizzazione di un master che consentirà la realizzazione di un circuito stampato mediante la tecnica della fotoincisione. Of course, it is also possible to realize only the first part of the apparatus by using it as a simple "electronic sentinel for electrical system". For the practical realization of the device, a simple bakelite perforated base with 1/10 inch hole spacing can be used or , wanting to reduce the time of practical realization, through the realization of a master that will allow the realization of a printed circuit through the photoengraving technique.

Claims

CLAIMS 1) The indicator suitable for the identification of variations in the mains voltage is characterized (a) by the fact that it allows the identification of anomalous voltages on the electrical network that are outside the voltage range of 220 ± 10% V, allowing the event to be stored even with subsequent lack of mains voltage; 2) The indicator suitable for the identification of the variations of the mains voltage is characterized (b) by the fact that it allows the setting of a time threshold determining the relative identification of the voltage surge that goes beyond 220 + 10% V, only if this voltage variation persists for a period of time greater than or equal to that set; 3) The indicator suitable for identifying variations in the mains voltage is characterized (c) by the fact that it allows the possible counting of voltage variations less than 1S8 V and greater than 242 V through the possible insertion of two digital meters with the respective clock inputs connected to the respective outputs of the single bistable multivibrators; 4) The indicator suitable for identifying variations in the mains voltage is characterized (d) by the fact that it allows the deactivation of the mains voltage from the electrical system when the voltage is outside around 220 + 10% V, determining the relative insertion when the same returns to be inside the surroundings again