ITRM20110049A1 - Dispositivo di potenza elettronico - Google Patents

Description

Dispositivo di potenza elettronico

Oggetto del presente trovato è un regolatore di flusso luminoso che consente grandi risparmi nel consumo di energia e nella gestione nonché risparmi sul consto dei materiali riducendo al contempo Γ inquinamento ed i rischi di black out.

E noto che da alcuni anni la richiesta di energia elettrica è andata sempre più aumentando e sono sempre più frequenti i rischi di black-out, in questa situazione è necessario disporre di regolatori che consentono il risparmio di energia permettendo, quando necessario, di sopportare sovraccarichi.

Per tentare di soddisfare queste necessità sono da tempo presenti sul mercato dei controllori elettromeccanici, a relè o a variac motorizzati che non consentono una stabilizzazione veloce ne una commutazione efficiente e priva di disturbi data la presenza di contatti meccanici mobili.

Oggetto del presente trovato è un regolatore che ovvi agli inconvenienti citati.

Secondo il presente trovato il regolatore è costituito da un sistema di regolazione digitale; un timer dedicato che consente di accendere e spegnere le lampade all’ora ottimale nelle varie stagioni; un circuito soft-start che regola l’accensione e consente una partenza senza sovracorrenti o stress per rimpianto; un sistema di by-pass automatico o manuale che in caso di situazione anomale di mal funzionamento, disconnette o permette di disconnettere il carico dal sistema continuando ad alimentare le lampade e permettendo il ritorno alla normalità a problema superato; un contatto dedicato all’ istallazione di un modem o di un dispositivo di visualizzazione dello stato dell’apparato; una porta di comunicazione che consente di comunicare con un microprocessore per modificare i parametri standard del programma e per verificare i dati di una anomalia esistente od avvenuta.

Il trovato verrà ora descritto con riferimento ai disegni che mostrano gli schemi di una forma di realizzazione preferita ma non limitativa in cui:

La fig. 1 mostra uno schema di massima del dispositivo

La fig. 2 mostra uno schema funzionale dettagliato del dispositivo.

Con riferimento a dette figure ed in particolare alla figura 2 è mostrata una rete elettrica costituita da una o più fasi ed un neutro, che alimenta tramite il dispositivo, un carico (2),- ad esempio costituito da lampade.

II carico (2) è alimentato direttamente dai commutatori statici (5) connessi alle prese dell’ autotrasformatore serie G.O. (4).

Detti commutatori statici (5) sono costituiti da interruttori elettronici statici tipo SCR o TRIAC che commutano allo zero di corrente e sono attraversati da tutta la corrente di carico.

In tal modo si ottengono commutazioni efficienti e prive di disturbi; inoltre con questi dispositivi si ottengono delle velocità di controllo non raggiungibili con gli analoghi elettromeccanici a relè.

I commutatori statici (5) sono pilotati attraverso degli optoisolatori (12), da una scheda a microcontrollore (6) che, tramite un rivelatore voltmetrico (10), controlla la presenza di tensione nel tempo sul carico (2).

Tali variazioni sono programmabili dalfestemo tramite una interfaccia seriale (15) che provvede anche alla trasmissione remota dello stato dell’ impianto.

La gestione giomo/notte stagionale è affidata ad un orologio astronomico in tempo reale programmabile (14) molto più preciso ed affidabile del classico crepuscolare e senza necessità di affaccio verso l’esterno.

La scheda a microcontrollore (6) inoltre controlla, tramite una prima commutazione di soft-start (8), che la potenza iniziale sia limitata di circa meno 10% della tensione di rete in modo da evitare stress al carico ad all’ impianto.

Qualora insorgessero situazioni anomale la scheda a microcontrollore (6) può, per evitare danni al dispositivo, commutare su rete tramite il commutatore di by-pass (7) che sarà disinserito automaticamente al ritorno della situazione normale; in questo caso il carico verrà pilotato in maniera opportuna per riprendere il profilo di potenza programmato senza subire variazioni significative o stressanti.

Tutte queste situazioni saranno comunicate dalla scheda a microcontrollore (6) sia all’interfaccia seriale (15) che al circuito di allarmi locale (16).

Il commutatore di by-pass (7) può essere attivato anche manualmente per permettere ad es. di lavorare sul dispositivo senza interrompere l’erogazione di energia elettrica.

La scheda a microcontrollore (6) è alimentata da un alimentatore isolato (13), costituito da un convertitore AC/DC e da un regolatore elettronico con protezione dalle sovratensioni tramite diodi limitatori.

Anche i sensori (10, 11) sono galvanicamente isolati e quindi Γ elettronica di controllo rimane completamente isolata da quella di potenza e della rete. Un semplice dispositivo di impostazione locale (17) permette di settare manualmente tutti i parametri quali, la tensione iniziale e finale del dispositivo, il tempo di scalatura e risalita della tensione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di potenza elettronico con commutatori statici controllato da microcontrollore caratterizzato dal comprendere: - un autotrasformatore serie (4) costituito da un avvolgimento su nucleo magnetico ad alta efficienza a grano orientato, percorso dalla corrente del carico (2) controllata da commutatori statici (3) pilotati da scheda a microcontrollore; - Una scheda elettronica a microcontrollore (6) isolata galvanicamente da rete programmabile sia localmente (17) che remotamente (15) per il controllo di tutte le funzioni del dispositivo incluso il dispositivo di by-pass (7) e di soft-start (8) il tutto posto sull’unica fase di un sistema monofase.
2. 2. Dispositivo di potenza elettronico con commutatori statici controllato da microcontrollore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i componenti sono posti su ciascuna delle fasi di un sistema polifase
3. 3. Dispositivo di potenza elettronico con commutatori statici controllato da microcontrollore secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che il controllo della potenza di uscita è ottenuto tramite commutatori elettronici statici (5) TRIAC pilotati da una scheda a microcontrollore (6) e protetti da sovratensioni tramite variatori.
4. 4. Dispositivo di stabilizzazione di potenza elettronico con commutatori statici controllato da microcontrollore secondo le rivendicazione 1 e 2 caratterizzato dal fatto che il controllo potenza di uscita è ottenuto tramite commutatori elettronici statici (5) TRIAC pilotati da una scheda a microcontrollore (6) e protetti da sovratensioni tramite variatori.
5. 5. Dispositivo secondo le rivendicazioni 2 e 3 caratterizzato dal fatto che le variazioni, rampe e profili, nel tempo, del controllo della potenza sono programmabili indipendentemente dall’esterno (17) nella memoria permanente del microcontrollore posto sulla scheda elettronica a microcontrollore posto sulla scheda microcontrollore (6) isolata galvanicamente dal circuito di potenza.
6. 6. Dispositivo secondo le rivendicazioni 5 caratterizzato dal fatto che i mezzi atti a garantire il corretto e sicuro funzionamento del dispositivo sono costituiti da un microcontrollore a memoria permanente e dal relativo software che sicura che il perfetto funzionamento indipendentemente dalle condizioni esterne e che le sue variazioni siano graduali e senza stress per il carico.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che il microcontrollore verifica in tempo reale lo stato del dispositivo tramite scheda a microcontrollore (6) verificando se tutti i valori sono ammissibili, escludendo il dispositivo qualora i valori siano superati o errati, riportando poi al funzionamento normale al rientro entro detti limiti, senza interrompere l’erogazione dell’energia elettrica.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i mezzi per isolare la scheda a microcontrollore (6) dal circuito di potenza sono costituiti da: - Un circuito di alimentazione isolato (13) a componenti elettronici costituito da un convertitore AC/DC e da un regolatore elettronico con protezione dalle sovratensioni tramite diodi limitatori - Sensori di tensione (10, 11) isolati galvanicamente - Circuiti di pilotaggio dei · commutatori statici (5) tramite optoisolatori (12) - Commutatori di uscita (7, 8) isolati galvanicamente
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che i segnali che provengono dall’ esterno e/o sono inviati all’ esterno sono controllati da un interfaccia seriale (15) posta sulla scheda elettronica a microcontrollore (6)
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che i segnali di temporizzazione sono generati da un orologi® astronomico in tempo reale.