MX2013003610A - Sistema y metodo para manejar el uso de energia. - Google Patents

Sistema y metodo para manejar el uso de energia.

Info

Publication number
MX2013003610A
MX2013003610A MX2013003610A MX2013003610A MX2013003610A MX 2013003610 A MX2013003610 A MX 2013003610A MX 2013003610 A MX2013003610 A MX 2013003610A MX 2013003610 A MX2013003610 A MX 2013003610A MX 2013003610 A MX2013003610 A MX 2013003610A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
voltage
energy
igbt
fet
transformer
Prior art date
Application number
MX2013003610A
Other languages
English (en)
Other versions
MX339118B (es
Inventor
John L Lumsden
Rafael E Zaga
Original Assignee
Powerwise Group Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/893,539 external-priority patent/US8619443B2/en
Priority claimed from PCT/US2010/050714 external-priority patent/WO2012044289A1/en
Application filed by Powerwise Group Inc filed Critical Powerwise Group Inc
Publication of MX2013003610A publication Critical patent/MX2013003610A/es
Publication of MX339118B publication Critical patent/MX339118B/es

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14—Balancing the load in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

Se proporcionan un sistema y método para manejar el uso de energía eléctrica. Durante un período de tiempo predeterminado, tal como durante condiciones de apagón, un procesador de señal digital (DSP) controla un dispositivo basado en IGBT/FET para suministrar una cantidad distribuida de energía. Cuando la cantidad consumida de energía excede a la cantidad distribuida, el DSP corta la energía. Alternativamente, el sistema proporciona una señal para reducir la energía consumida. Si no se ha reducido una carga suficiente después de una cantidad predeterminada de tiempo, la energía es cortada. Más aún, alternativamente, o además, el DSP puede cortar la energía a salidas eléctricas predeterminadas, mientras proporciona energía a otras salidas eléctricas, para reducir el uso de energía a la cantidad predeterminada. Durante otros períodos de tiempo, el DSP controla el dispositivo IGBT/FET para proporcionar un voltaje predeterminado que es menor que el voltaje de línea de entrada AC. Cuando el voltaje cae por abajo del voltaje predeterminado, tal como durante condiciones de apagón, un microprocesador controla un interruptor eléctrico en el lado de devanados primarios de un sistema de transformador para proporcionar un voltaje de salida suplementario.

Description

SISTEMA Y METODO PARA MANEJAR EL USO DE ENERGIA ANTECEDENTES DE LA INVENCION 1. Campo de la Invención Esta invención se refiere al manejo del uso de energía eléctrica. 2. Descripción de la Técnica Relacionada Desde la revolución industrial, el consumo de energía mundial ha crecido a una velocidad constante. La mayoría de la energía generada y la energía consumida es de la combustión de combustibles fósiles, que es un recurso natural no renovable que rápidamente se está agotando. A medida que continúa el agotamiento de recursos naturales de la tierra, la generación de energía y la conservación de energía se han vuelto un problema creciente cada vez más importante con gobiernos tanto en este país como en el extranjero. Además, los negocios y los consumidores también están preocupados ya que los c ostos para tales recursos están creciendo rápidamente.
No solamente existen preocupaciones mundiales con la generación de energía y conservación de energía, sino también existen preocupaciones con distribución de energía, especialmente en economías que emergen. Aunque la generación de energía y la conservación de energía son de gran importancia, el problema de distribución de energía también es de gran preocupación ya que involucra infraestructura existente que usualmente es inadecuada para distribuir apropiadamente la energía. Además, aún no es adecuada para mejorarse.
La electricidad para uso residencial e industrial típicamente se genera en una estación de generación de energía eléctrica, y se envía a través de líneas de transmisión en una red de electricidad a un sistema de distribución, que transporta la electricidad del consumidor. En muchas partes del mundo, el suministro de energía eléctrica no se ha mantenido con la demanda, lo que frecuentemente resulta en restricciones y algunas veces apagones. Una reducción es una caída en el voltaje en el suministro de energía eléctrica, que frecuentemente resulta en la reducción de eliminación cuando el voltaje cae. Los voltajes de reducción algunas veces caen lo suficiente para hacer que los aparatos o el equipo dejen de operar. Tales aparatos o equipos pueden sostener daño permanente como un resultado de la condición de bajo voltaje.
En ocurrencias extremas de suministro que excede una demanda de energía eléctrica, pueden ocurrir apagones. Un apagón ocurre cuando el voltaje de suministro no puede sostenerse en lo absoluto, o se reduce a un nivel peligrosamente bajo, para hacer que los motores eléctricos se detengan y sobrecalienten. Los tiempos de apagones generalmente se conocen por la compañía eléctrica de registros históricos de gran demanda.
Una reducción puede ser causada por (1) generación inadecuada de energía, (2) capacidad insuficiente de transmisión de energía, y/o (3) capacidad insuficiente de distribución de energía. La generación inadecuada de energía y la transmisión insuficiente energía son más fáciles de remediar que la capacidad insuficiente de distribución de energía. Tanto la demanda de generación de energía como la capacidad de transmisión de energía pueden calcularse y cumplirse de forma comparativamente fácil dentro de presupuestos fiscales.
El principal obstáculo de proporcionar suficiente energía a consumidores es la capacidad insuficiente de distribución de energía. La necesidad de capacidad de distribución de energía no puede planearse fácilmente o implementarse económicamente. Además, a medida que la población mundial crece, y la participación industrial en economía mundial aumenta, la infraestructura de distribución de energía será cada vez más demandada y sobrecargada por las cargas adicionales colocadas sobre ésta. Los problemas de distribución pueden atribuirse frecuentemente a pérdidas de cobre dentro del cableado que forma la infraestructura de distribución.
Actualmente, entidades gubernamentales y compañías de energía intentan remediar situaciones de reducción al elevar el voltaje AC o al agregar generación de liberación de energía en ubicaciones apropiadas en la red de energía. Este método usualmente resulta en una gran disparidad de voltajes disponibles para consumidores en casas y/o negocios. Los aumentos de voltaje pueden variar de diez porciento a quince porciento (10%-15%) y, ya que la energía se calcula por Voltaje2/carga, el resultado del "remedio" de las entidades gubernamentales y las compañías de energía puede resultar en cargas aumentadas al consumidor de hasta veinticinco porciento (25%). De esa forma, en lugar de conservar la energía, las entidades gubernamentales y las compañías de energía están gastando energía.
Además, aunque la mayoría de los aparatos y el equipo utilizado en negocios y casas son capaces de desempeñarse, exactamente a especificación, al voltaje nominal de menos diez porciento (10%), la mayoría de los dispositivos que ahorran energía no explotan esta característica. De esa forma, frecuentemente se ignora un potencial adicional de ahorros de energía.
Un transformador transfiere energía eléctrica desde un circuito a otro través de conductores inductivamente acoplados. Una corriente variable en el primer devanado o el primario crea un flujo magnético variable en el núcleo del transformador, y de esa forma un campo magnético variable a través de los devanados secundarios. Si una carga está conectada al secundario, una corriente eléctrica fluida en los devanados secundarios y la energía eléctrica se transferirá del circuito primario a través del transformador a la carga. La relación del transformador es el número de giros en los devanados secundarios al número de giros en los devanados primarios.
La solución del problema de distribución de energía frecuentemente empleada es para impulsar el voltaje entrante para permitir que los aparatos sensibles continúen operando. Una solución ha sido utilizar transformadores tipo Variac impulsados por motor que ajustan continuamente el voltaje al voltaje principal. Sin embargo, esta solución requiere implementación mecánica que es propensa a falla. Una segunda solución ha sido emplear impulsores de estado sólido eléctricos que ajustan continuamente el voltaje al voltaje nominal. Sin embargo, esta solución es costosa e ineficiente. Una tercera solución es utilizar transformadores conmutados de relé. El problema con esta solución es que los contactos mecánicos son propensos a falla con las altas corrientes que se conmutan. Finalmente, se han intentado transformadores manualmente conmutados. Esta solución no es deseable debido a que requiere que una persona esté presente, y el transformador puede dejarse inadvertidamente en la posición de sobrealimentación. Cada una de las situaciones anteriores del pasado tiene problemas de seguridad, eficiencia, costo, complejidad y/o confiabilidad. Las soluciones del pasado que utilizan transformadores y conmutación realizan la conmutación en el lado de devanados secundarios de transformador, en donde están presentes altas corrientes desventajosas. También existe una interrupción desventajosa de corriente con tales soluciones previas durante el periodo de conmutación.
Publicación de E.U.A. No. 2009/0051344 propone un dispositivo de ahorros de energía basado en TRIA/SCR, sistema y método en donde una cantidad predeterminada de voltaje por abajo de un voltaje de línea nominal y/o por abajo de un voltaje de aparato nominal se ahorra. La Publicación de E.U.A. No. 2009/0200981 propone un sistema y método para proporcionar carga constante en aplicaciones de energía AC en donde al menos un punto de encendido de al menos un ciclo medio de una onda de seno de modulación se determina, al menos un punto de apagado de al menos un ciclo medio de la onda de seno de modulación se determina, y al menos un fragmento localizado entre al menos un punto de encendido y al menos un punto de apagado se remueve. La Publicación de E.U.A. No. 2010/0033155 propone un suministro de energía para impulsores IGBT/FET que proporcionan energía separada, aislada a cada impulsor IGBT/FET.
La Patente de E.U.A. No. 6,489,742 propone un controlador de motor que incluye transportación de energía a un motor de inducción con un procesador de señal digital que calcula y optimiza el suministro de corriente para carga de motor existente desde un suministro de energía y voltaje principal a través de un elemento de control. La Publicación de E.U.A. No. 2010/0117588 propone un controlador de motor para maximizar los ahorros de energía en un motor de inducción AC a cada carga en donde se calibra el motor en dos o más puntos de carga para establecer una línea de control, que entonces se programa en una memoria no volátil del controlador de motor. La Publicación de E.U.A. No. 2010/0320956 propone un controlador de motor de bucle cerrado para reducir el voltaje de suministro a un motor eléctrico de enchufe de bomba cuando el motor generaría energía en modo de bucle abierto.
La Patente de E.U.A. discutida anteriormente No. 6,489,742 y las Publicaciones de E.U.A. Nos. 2009/0051344; 2009/0200981; 2010/0031155; 2010/0117588; y 2010/0320956 se incorporan aquí para referencia para todos los propósitos en su totalidad.
Existe una necesidad de un sistema y método para manejar el uso de energía que disminuyan reducciones, apagones, y costos.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Durante un primer período de tiempo predeterminado, tal como cuando no se anticipan tales apagones, un procesador de señal digital (DSP) controla un dispositivo basado en IGBT/FET para suministrar un voltaje predeterminado que es menor que el voltaje de línea entrante AC o voltaje de entrada principal. Se proporcionan conexiones de entrada de fase para ingresar señales análogas en el dispositivo y sistema. Un conector de flujo magnético o un transformador de corriente percibe la señal análoga entrante y un detector de punto de cruce cero determina el punto de cruce de cero voltios de la señal. El ciclo medio positivo y el ciclo medio negativo de la señal se identifican y se dirigen al DSP para procesar la señal. La señal se reduce por un control impulsado a través de la modulación de ancho de pulso y se envía la cantidad reducida de energía, generando consecuentemente ahorros de energía para un usuario final.
Un microprocesador mide el voltaje de línea entrante AC, y lo compara con el voltaje predeterminado. Cuando el voltaje de línea entrante AC es superior al voltaje predeterminado, el microprocesador controla un interruptor en el lado de devanados primarios de un transformador para anular los devanados primarios. Cuando el voltaje medido es menor que el voltaje predeterminado, y se necesita aumento de voltaje, tal como durante una condición de reducción, el microprocesador controla el interruptor para controlar un extremo de los devanados primarios a neutral, remover el cortocircuito del transformador y permitir que el voltaje secundario se agregue al voltaje de línea entrante AC para proporcionar un voltaje de energía suplementario al voltaje predeterminado a través de la línea de salida caliente del lado de devanados secundarios del transformador. Los devanados secundarios no se conmutan.
Durante un segundo periodo de tiempo predeterminado, tal como cuando se anticipan condiciones de apagón, el DSP controla el dispositivo basado en IGBT/FET para suministrar una cantidad distribuida de energía. El DSP y/o el microprocesador verifica el consumo de energía, que puede presentarse. Cuando el consumo de energía excede la cantidad distribuida de energía, el DSP puede cortar la energía.
Alternativamente, cuando la energía consumida excede la energía distribuida, puede enviarse una señal que alerta la necesidad de reducir el uso de energía. La señal puede ser audible, visible, u otros medios. El consumidor de energía puede reducir la carga para satisfacer el requisito de energía distribuida. En una modalidad, pueden utilizarse salidas eléctricas inalámbricamente controladas para reducir selectivamente la carga en respuesta a la señal. Si la carga no ha sido reducida adecuadamente después de una cantidad de tiempo predeterminada, el DSP puede cortar la energía. El consumidor entonces puede reducir alguna carga, e iniciar un comando para encender la energía. El comando puede iniciarse al cambiar la condición de un interruptor, incluyendo manual y/o inalámbricamente. Si la carga aún no ha sido reducida adecuadamente después que se ha restaurado la energía, entonces el DSP puede cortar de nuevo la energía. Alternativamente, el DSP puede proporcionar otra señal que de nuevo puede alertar que la carga debe ser reducida. Si la energía consumida no se reduce lo suficiente después de una cantidad de tiempo predeterminada, entonces el DSP puede cortar la energía por la duración del segundo periodo de tiempo predeterminado.
Además, alternativamente, cuando la energía consumida excede la energía distribuida, el DSP puede cortar la energía a salidas eléctricas predeterminadas, mientras proporciona energía a otras salidas eléctricas, para reducir el uso de energía a la cantidad de energía distribuida. Pueden implementarse preferencias de consumidor predeterminadas. El sistema puede utilizar salidas eléctricas inalámbricamente controladas que pueden apagarse automáticamente para satisfacer la cantidad de energía predeterminada. El sistema puede verificarse, operarse y ajustarse inalámbricamente.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS En la siguiente descripción detallada, se hará referencia a los dibujos anexos en donde: La Figura 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo y sistema basado en IGBT/FET para usarse en un sistema eléctrico de tres fases.
La Figura 2 es una vista en planta en perspectiva de un medio de detección.
La Figura 3 es un diagrama de circuito de un medio de detección.
La Figura 4 es un diagrama de circuito de un medio de acondicionamiento de señal.
La Figura 5 es un oscilograma para un medio de determinación de punto de cruce de cero voltios.
La Figura 6 es un diagrama de circuito para un medio de determinación de punto de cruce de cero voltios.
La Figura 7 es un diagrama de circuito de un medio de detección de pérdida y un medio de determinación de rotación de fase y medio de rotación.
La Figura 8 es un diagrama de circuito de un medio de identificación de ciclo medio.
La Figura 9 es un oscilograma de un medio de identificación de ciclo medio.
La Figura 10 es un oscilograma de un medio de identificación de ciclo medio.
La Figura 11A es un diagrama de circuito de medio de enrutamiento.
La Figura 11 B es una continuación del diagrama de circuito de la Figura 11A.
La Figura 11 C es un diagrama de circuito de un programador de puertos de las Figuras 11A y 11B.
La Figura 11D es un diagrama de circuito de un soporte de resistor de las Figuras 11A y 11B.
La Figura 11 E es un diagrama de circuito de un conector de las Figuras 11 A y 11 B.
La Figura 12A es un oscilograma de un medio de reducción de voltaje.
La Figura 12B es un oscilograma de un medio de reducción de voltaje de la invención basada en IGBT.
La Figura 12C es un diagrama de circuito de un medio de reducción de voltaje basado en IGBT.
La Figura 12D es un diagrama de circuito de un circuito impulsor para el medio de reducción de voltaje basado en IGBT de la Figura 12C.
La Figura 12E es un oscilograma de un medio de reducción de voltaje de la invención basada en FET.
La Figura 12F es un diagrama de circuito de un medio de reducción de voltaje basado en FET.
La Figura 12G es un diagrama de circuito de un sistema de circuito impulsor para el medio de reducción de voltaje basado en FET de la Figura 12F.
La Figura 13 es un diagrama de circuito de un medio de restablecimiento combinado y medio de indicador.
La Figura 14A es un diagrama de circuito de una unidad de suministro de energía de un medio de energía.
La Figura 14B es una continuación del diagrama de circuito de la Figura 14A.
La Figura 15A es un diagrama de circuito de un medio de comunicación.
La Figura 15B es un diagrama de circuito de una interfase USB de un medio de comunicación de la Figura 15A.
La Figura 15C es un diagrama de circuito de un bloque aislador de un medio de comunicación desde la Figura 15A.
La Figura 15D es un diagrama de circuito de un primer conector de un medio de comunicación de la Figura 15A en un procesador de señal digital.
La Figura 15E es un diagrama de circuito de un segundo conector de un medio de comunicaciones de la Figura 15A.
La Figura 16 es una captura de pantalla de una interfase de ventanas.
La Figura 17 es una captura de pantalla de una interfase de ventanas.
Las Figura 18A es un diagrama de circuito parcial de una primera modalidad de un aparato impulsor de voltaje que muestra un transformador y un interruptor electrónico con dos relés de estado sólido.
La Figura 18B es un diagrama de circuito parcial de una primera modalidad de un aparato impulsor de voltaje que muestra un suministro de energía de DC.
La Figura 18C es un diagrama de circuito parcial de una primera modalidad de un aparato impulsor de voltaje que muestra un microprocesador.
La Figura 19 es un diagrama de circuito parcial de una segunda modalidad de un aparato impulsor de voltaje que muestra la disposición de cableado para un transformador de 120V ilustrativo.
La Figura 19A es una diagrama de circuito parcial de una segunda modalidad de un aparato impulsor de voltaje que muestra la disposición de cableado para un transformador de 230V ilustrativo.
La Figura 19B es un diagrama de circuito parcial de una segunda modalidad de un aparato impulsor de voltaje que muestra suministros de energía DC y sistema de circuitos relacionados.
La Figura 19C es un diagrama de circuito parcial de una segunda modalidad de un aparato impulsor de voltaje que muestra un microprocesador y dos circuitos de puente de diodo cada uno conectado con un dispositivo IGBT.
La Figura 20 es un diagrama de bloques de un módulo de señal conectado con el DSP mostrado en la Figura 1.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La terminología utilizada con referencia a los componentes numerados en las Figuras 1-17 es como sigue: 1. Dispositivo y sistema de ahorros de energía basados en IGBT/FET, generalmente 2. Conexión de entrada de fase 3. Concentrador de flujo magnético 4. Dispositivo de acondicionamiento de señal análoga 5. Detector de punto de cruce de cero voltios 6. Dispositivo de detección de fase perdida 7. Dispositivo de rotación de fase 8. Identificador de ciclo medio 9. Dispositivo de lógica 10. Procesador de señal digital 11. Convertidor A/D 12. Unidad de suministro de energía 13. Interruptor de restablecimiento 14. Diodo emisor de luz 15. Control impulsor de IGBT/FET 16. Dispositivo de cómputo 17. Conexión de salida de fase 18. Neutral 19. Energ ía entrante 20. Señal análoga 21. Punto de cruce de cero voltios 22. Ciclo medio positivo 23. Ciclo medio negativo 24. Energía reducida 25. Interfase de comunicaciones de USB 26. Tarjeta de circuitos 27. Alojamiento 28. Conductor 29. Mitad superior de alojamiento 30. Mitad inferior alojamiento 31. Bisagra 32. Primer filtro 33. Segundo filtro 34. Comparador 35. Amortiguador de Schmidt 36. Señal de cruce cero absoluto 37. Chip concentrador de flujo magnético 38. Apertura 39. Onda de seno entrante 40. Interfase de ventanas 41. Pantalla de verificación principal 42. Campo, generalmente 43. Campo de modo operativo 44. Campo de fase 45. Campo de arranque 46. Campo de calibración 47. Campo de puntos de ajuste 48. Indicadores 49. Reloj en tiempo real 50. Medidor de electricidad digital 51. Amortiguador de inversión activado por Schmidt 52. Dispositivo transorb 53. Diodo 54. Transistor de control ciclo medio positivo 55. FET 56. Capacitor 57. Transformador 58. Transistor de ciclo medio negativo 59. Primer transistor de control de derivación IGBT 60. Segundo transistor de control de derivación IGBT 61. Dispositivo de derivación 62. circuito integrado 63. Resistor 64. Generador de riel de división 65. Aislador óptico 66. Impulsor ópticamente acoplado 67. Primer transistor de control de derivación FET 68. Segundo transistor de control de derivación FET 69. Onda cuadrada 70. Amplificador operativo 71. Aislador 72. Rectificador 73. Transistor 74. Puerto USB 75. Diodo de Zener 76. Primer conector 77. Segundo conector 78. Inductor 79. Soporte de resistor 80. Conector de dispositivo de lógica 81. Regulador de voltaje lineal 82. Señal impulsora de ciclo medio positivo aplicada al transistor de control de ciclo medio positivo 83. Señal positiva de ciclo medio negativo aplicada al transistor de control de ciclo medio negativo 84. Señal impulsora aplicada a transistor de control de ciclo medio positivo durante ciclo medio negativo 85. Señal impulsora aplicada al transistor de control de ciclo medio negativo durante ciclo medio positivo 86. Señal impulsora aplicada al primer transistor de control de derivación IGBT durante el ciclo medio negativo 87. Señal impulsora aplicada al segundo transistor de control de derivación IGBT durante el ciclo medio positivo 88. Señal impulsora aplicada al primer transistor de control de derivación FET durante el ciclo medio negativo 89. Señal impulsora aplicada al segundo transistor de control de derivación FET durante el ciclo medio positivo 90. Regulador de conmutación Con referencia a la Figura 1, se muestra un diagrama de bloques de un dispositivo y sistema de ahorros de energía 1 para usarse en un sistema eléctrico de tres fases. El dispositivo de sistema de ahorros de energía 1 incluye varios componentes y medios para reducir la cantidad de energía ingresada en donde la energía reducida genera un efecto virtualmente inexistente o mínimo sobre el desempeño de un dispositivo electrónicamente operado.
Una cantidad predeterminada de energía entrante 19 que tiene al menos una señal análoga 20 se ingresa ahí en el dispositivo y sistema 1 a través de un medio de entrada, que es preferiblemente al menos una c onexión de entrada de fase 2. También se proporciona una línea neutral 18 en el dispositivo y sistema 1. Como se muestra en la Figura 1, el sistema y dispositivo 1 se utiliza en un sistema eléctrico de tres fases que tiene una fase A-B-C más neutral para usarse como un punto de referencia y como un disipador para un EMF trasero sujetado que se produce con la corriente cuando se interrumpe la corriente en una carga de factor de energía de retraso. Sin embargo, el sistema de ahorros de energía 1 puede utilizarse en un sistema de fase individual y/o un sistema bifásico también, en donde la única diferencia en la estructura es la cantidad de conexiones de entrada de fase 2 (por ejemplo, en un sistema de fase individual, únicamente se utiliza una conexión de entrada de fase 2 además de una conexión neutral (A) y en un sistema bifásico, se utilizan dos conexiones de entrada de fase 2 (A y B) además de la conexión neutral).
Al menos una conexión de entrada de fase 2 se conecta al menos a un medio de detección, que es al menos un concentrador de flujo magnético 3 que detecta la cantidad predeterminada de la energía entrante 19. También se contempla que puede utilizarse un transformador de corriente en lugar de al menos un concentrador de flujo magnético 3 para todas las modalidades. El concentrador de flujo magnético 3 aisla galvánicamente la corriente de la energía entrante 19 y reporta cualquier condición de sobre-corriente a un medio de enrutamiento, que preferiblemente es al menos un dispositivo de lógica 9. Si existe cualquiera de las condiciones de sobre-corriente, entonces las condiciones de sobre-corriente se reportan simultáneamente al dispositivo de lógica 9 y un medio de procesamiento, que es preferiblemente un procesador de señal digital 10, en donde el procesador de señal digital 10 inmediatamente apaga el dispositivo y sistema 1. Esta acción de interruptor electrónico está hecha para proteger el mismo dispositivo y sistema 1, así como el equipo de terminal utilizado en conjunto con el dispositivo y el sistema 1 en el caso de cortocircuito o sobrecarga. De esa forma, el dispositivo de lógica 9 proporciona protección total de los dispositivos de control de energía en el caso de falla de software/firmware y/o falla de línea de energía o emerger en tiempo real a medida que el tiempo de reacción del dispositivo de lógica 9 intercede entre las señales impulsoras aplicadas a los transistores de control de ciclo medio de IGBT/FET 54 y 58 y las señales aplicadas a los transistores de control de derivación de IGBT/FET 59, 60, 67 y 68. Por lo tanto, evita que los transistores de control de ciclo medio de IGBT/FET 54 y 58 y los transistores de control de derivación de IGBT/FET 59, 60, 67 y 68 se impulsen simultáneamente a una condición de encendido que llevaría a la falla del control de energía y/o elementos de derivación. El procesador de señal digital 10 preferiblemente incluye al menos un convertidor de A/D 11.
Antes de reportar el valor análogo de la corriente de fase de la conexión de entrada de fase 2 al procesador de señal digital 10, el concentrador de flujo magnético 3 o el transformador de corriente primero transmite la energía entrante 19 a través de al menos un medio de acondicionamiento de señal, que es preferiblemente al menos un dispositivo de acondicionamiento de señal análoga 4. Después que se ha acondicionado la señal(es), un método que se describe a continuación, las señales acondicionadas entonces se envían a un medio de determinación de punto el cruce de cero voltios, que es preferiblemente al menos un detector de punto de cruce de cero voltios 5, para detectar el punto en donde el voltaje AC pasa a través de cero voltios con relación al neutral 18, que se denomina comúnmente como un punto de cruce cero.
Después que se detecta el punto de cruce cero y si se utiliza un sistema eléctrico trifásico, la señal acondicionada entonces se ingresa al menos a un medio de detección, que es preferiblemente al menos un dispositivo de detección de fase pérdida 6 y al menos un medio de determinación y rotación de la rotación de fase, que es preferiblemente al menos un dispositivo de rotación de fase 7, para preparar la señal para entrada apropiada en al menos un medio d e identificación de ciclo medio, que es preferiblemente al menos un identificador de ciclo medio 8, y entonces el dispositivo de lógica 9 y el procesador de señal digital 10. Se discuten a continuación detalles del identificador de ciclo medio 8.
Se ejecuta el control de energía a través de al menos un medio de reducción de voltaje, que preferiblemente incluye al menos un control impulsor de IGBT/FET 15, en conexión eléctrica con el procesador de señal digital 10 para reducir la energía una cantidad predeterminada. Antes de que las señales procesadas ingresen al medio de reducción, sin embargo, las señales una vez más pueden acondicionarse a través de al menos un dispositivo de conexión acondicionamiento de señal análoga 4 para limpiar una señal para remover cualquier señal falsa o señales transitorias. Las señales de comando para ejercer control del control impulsor de IGBT/FET 15 del medio de reducción de voltaje se determinan por el procesador de señal digital 10 y se mitigan por el dispositivo de lógica 9.
La energía reducida 24 entonces ingresa al menos a un concentrador de flujo magnético 3 o transformador de corriente y entonces ingresa preferiblemente a un medio de salida, que es preferiblemente al menos una conexión de salida de fase 17, y se envía a un dispositivo eléctricamente operado para consumo.
El sistema y dispositivo 1 se energizan a través de un medio de alimentación, que es preferiblemente una unidad de suministro de energía 12 en conexión eléctrica con el procesador de señal digital 10. Un medio de restablecimiento, que es preferiblemente un interruptor de restablecimiento 13, se proporciona preferiblemente para permitir a un usuario restablecer el dispositivo y sistema 1 como se desee. Además, un medio indicador, tal como un diodo emisor de luz 14, puede estar en conexión eléctrica con el interruptor de restablecimiento 13 para alertar a un usuario si el dispositivo y sistema 1 necesitan restablecerse.
El dispositivo y sistema 1 pueden incluir opcionalmente al menos un medidor de electricidad digital 50 y al menos un medio de comunicación, tal como una interfase de comunicaciones de USB 25, capaz de .interconectarse con al menos un dispositivo de cómputo 16 que tiene al menos un puerto USB 74 y al menos una interfase de ventana 40, a través de transmisión por cable o inalámbrica. La interfase de comunicaciones de USB 25 permite a un usuario verificar, presentar y/o configurar el dispositivo y sistema 1 a través de su dispositivo de cómputo 16. Sin embargo, la inclusión de la interfase de comunicaciones de USB 25 no es necesaria en la implementación del dispositivo y sistema 1. Además, puede incorporarse opcionalmente un reloj en tiempo real 49 dentro del procesador de señal digital 10 o de otra forma conectarse al dispositivo de sistema de ahorros de energía 1.
Un usuario puede determinar la forma operativa en la cual utilizar el dispositivo y sistema de ahorros de energía 1, por ejemplo, un usuario puede seleccionar como le gustaría ahorrar energía al ingresar el valor RMS deseado, ingresar el voltaje de porcentaje deseado o ingresar la reducción de ahorros de porcentaje deseada en un dispositivo de computo 16. Por ejemplo, si un usuario elige reducir el voltaje entrante por un porcentaje fijo, el dispositivo y sistema de ahorros de energía 1 permite tal reducción de porcentaje de voltaje y d isminuye automáticamente el voltaje para ser consistente con un contenido armónico permitido máximo al establecer un umbral de voltaje inferior. El umbral de voltaje inferior asegura que en condiciones inferiores o de reducción, el sistema y dispositivo 1 no continúa intentado reducir el voltaje disponible por la reducción de porcentaje especificada.
La Figura 2 es una vista en planta en perspectiva de un medio de detección. El medio de detección, que es al menos un concentrador de flujo magnético 3 o al menos un transformador de corriente, mide la corriente AC galvánicamente cuando se conecta al sistema de circuitos activo del dispositivo y sistema 1 de la presente invención. Un alojamiento 27, que está preferiblemente hecho de plástico, incluye una mitad superior de alojamiento 29 y una mitad inferior de alojamiento 30 y una bisagra 30 que conecta las dos mitades 29 y 30, transporta una tarjeta de circuitos 26 que tiene un chip de concentrador de flujo magnético 37 montado sobre el lado inferior de la mitad superior de alojamiento 29. Cada mitad 29 y 30 incluye al menos una porción con muescas en donde, cuando las mitades 29 y 30 se unen, se forma al menos una apertura 38 para permitir a un conductor 28 extenderse a través de ésta. La utilización de dicho alojamiento 27 realmente define la distancia entre el chip de concentrador de flujo magnético 37 y el centro de núcleo del conductor 28. Un detector de ventana asociado con el chip concentrador de flujo magnético 37 determina de forma precisa cuando la corriente, dentro de los medios ciclos positivo o negativo, está fuera de rangos normales. Además, el concentrador de flujo magnético 3 utiliza un amortiguador de Schmidt de colector abierto para permitir que se conecten múltiples concentradores 3 tanto al dispositivo de acondicionamiento de señal análoga 4 como al dispositivo de lógica 9.
El alojamiento 27 se adapta y se soporta sobre el conductor 28, que es preferiblemente un cable, para asegurar que el conductor 28 se está sosteniendo firmemente contra el alojamiento 27. La mitad de alojamiento superior 29 puede formarse en varios tamaños para incorporarse a diferentes calibres de cable. Una pluralidad de aperturas 38 de varios tamaños puede formarse cuando las mitades 29 y 30 se encajan para incorporarse a conductores 28 de varios anchos. El concentrador de flujo magnético 3 proporciona aislamiento galvánico de la energía entrante 19, realiza medición de corriente precisa, es adaptable a cualquier rango de corrientes a través de múltiples pasajes de cable localizados dentro del alojamiento 27, proporciona aislamiento galvánico de alto voltaje, tiene distorsión armónica cero y excelente linealidad. Además, ya que el rango de medición de corriente se determina por medios mecánicos, no son necesarios cambios a la tarjeta de circuito impresa 26. La siguiente ecuación determina la sensibilidad aproximada: VSaiida = 0.06*l/(D + 0.3mm) en donde I = corriente en el conductor 28 y D = distancia en mm desde la superficie superior del chip concentrador de flujo magnético 37 al centro del conductor 28.
Ya que no se hace ninguna conexión eléctrica al objetivo de medición, se logra aislamiento galvánico completo. Además, existe pérdida de inserción cero y, por lo tanto, ningún calor se disipa y se pierde energía ya que no hay conexión eléctrica hecha ni se utiliza una derivación o un transformador.
La Figura 3 es un diagrama de circuito del medio de detección. El concentrador de flujo magnético 3 mide el flujo magnético generado cuando una corriente eléctrica alterna fluye dentro del conductor 28. La sobre-corriente se realiza mediante comparadores 34 que forman un comparador de ventana. Cuando los umbrales establecidos por los resistores 63 se exceden por una entrada del concentrador de flujo magnético 3, que puede generar una señal de "Current_Hi", las salidas de colector abiertas de comparadores 34 van hacia abajo y pasan el dispositivo de lógica 9 y una entrada no cubrible del microprocesador para apagar el dispositivo y sistema 1. Para evitar problemas de bucle a tierra, el concentrador de flujo magnético 3 preferiblemente incluye un circuito integrado 62 que regula el voltaje operativo del concentrador de flujo magnético 3 a 5VCD.
Con referencia a la Figura 4, se muestra un diagrama de circuito de un medio de acondicionamiento de señal. El medio de conexión de señal, que es preferiblemente al menos un dispositivo de acondicionamiento de señal análoga 4, limpia o acondiciona una señal análoga de onda de seno de 50/60 Hz para remover cualquier señal falsa o señales transitorias antes de su transmisión al identificador de ciclo medio 8. Si la onda de seno tiene cualquier punto de distorsión de suficiente amplitud esto puede, bajo ciertas circunstancias, dar surgimiento a detecciones de cruce cero falsas. De esa forma, la inclusión de tal dispositivo de acondicionamiento de señal análoga 4 es de importancia.
Para acondicionar apropiadamente la señal de onda de seno, se utilizan amplificadores operativos 70. Un amplificador operativo 70 está configurado como un filtro de paso bajo activo, de segundo orden para remover o reducir señales armónicas y cualquiera de las transitorias o de interferencia que pueden estar presentes. Cuando se utiliza tal filtro, sin embargo, ocurre un retraso de grupo en donde el retraso del grupo se desplaza, en tiempo, el cruce cero de la señal filtrada del punto de cruce cero real de la onda de seno AC entrante. Para remediar el retraso, se proporcionan amplificadores operativos 70 para permitir el cambio de fase necesario para corregir el punto de cruce cero realmente en tiempo como se requiera. La salida de los amplificadores operativos 70 es la señal de onda de seno de 50/60 Hz completamente acondicionada que está conectada al convertidor A/D 11 del procesador de señal digital 10 (ver Figura 1) para la medición de valor de raíz cuadradita media (RMS). Esta señal es exactamente la mitad del riel de suministro que es necesario para permitir la medición de ciclos medios positivo y negativo. El convertidor A/D realiza la matemática de cumplimiento bien conocida 2s p ara permitir lo mismo y requiere la señal AC p ara desviar para desviarse tanto positiva como negativamente con respecto al centro o el voltaje de riel dividido. La señal también ingresa al identificador de ciclo medio 8.
Las Figuras 5 y 6 muestran un oscilograma y diagrama de sistema de circuitos, respectivamente, para un medio de determinación de punto de cruce de cero voltios. El medio de determinación de punto cruce de cero voltios, que es preferiblemente al menos un detector de punto de cruce de cero voltios 5 en donde se determina de forma precisa el punto de cruce cero 21. Un amplificador operativo 70 está configurado como un comparador 34 con su referencia exactamente a la mitad del voltaje de suministro utilizando la mitad del riel de suministro. Un comparador 34 opera a una ganancia muy alta y, como un resultado, cambia entre pocos milivoltios del voltaje de riel dividido.
El acondicionamiento adicional de la señal de cruce cero además se realiza por un amortiguador de Schmidt 35. Subsecuente al procesamiento de señal adicional, se produce una onda cuadrada muy precisa 69 precisa para pocos milivoltios del punto de cruce de cero voltios real 21 de la onda de seno.
La Figura 7 muestra un diagrama de circuito de un medio de detección de pérdida y determinación de rotación de fase y medio de rotación. El medio de detección de pérdida, que es preferiblemente al menos un dispositivo de detección de fase perdida 6, y el medio de determinación de rotación de fase y de rotación, que es preferiblemente al menos un dispositivo de rotación de fase 7, trabajan juntos para preparar apropiadamente la señal para transmisión en el dispositivo de lógica 9 y el procesador de señal digital 10 cuando se utiliza el sistema eléctrico trifásico. El sistema de circuitos de dispositivo de detección de fase perdida 6 incluye amplificadores operativos 70 configurados como comparadores 34 en donde cada uno utiliza un valor alto de resistores en serie, que comprenden dos resistores de 0.5 eg Ohm en serie, que es necesario para lograr el voltaje de trabajo requerido de los resistores 63, y dos diodos 53 c onectados en paralelo inverso. Los diodos 53 cada uno está centrado alrededor del punto de cruce de cero voltios 21 de la onda de seno entrante 39 a aproximadamente la caída hacia adelante del voltaje de los diodos 53, que a su vez se aplica al comparador 34 que además acondiciona la señal adecuada para pasar al dispositivo de lógica 9 y el procesador de señal digital 10, resultando que el sistema se apague en la ausencia de cualquiera de las señales.
En un sistema eléctrico trifásico, la fase de rotación por cualquiera de A-B-C o A-C-B. Para permitir que el procesador de señal digital 10 funcione apropiadamente, la rotación de fase debe valorarse primero. Los comparadores 34 se utilizan para detectar el punto(s) del cruce de cero voltios 21 y reportar el punto(s) 21 del procesador de señal digital 10. El procesador de señal digital 10, a su vez, hace el cronometraje de rotación a través de lógica del cronometraje. Cada uno de los amplificadores operativos 70 actúa como un comparador simple 34 con la señal de entrada, en cada caso proporcionada por los pares de paralelo inverso de diodos 53 en conjunto con los resistores en serie 63.
Las Figuras 8, 9 y 10 muestran un diagrama de circuito y oscilogramas, respectivamente, de un medio de identificación de ciclo medio. El medio de identificación de ciclo medio, que es preferiblemente al menos un identificador de ciclo medio 8, proporciona datos adicionales al dispositivo de lógica 9 y procesador de señal digital 10 al identificar si el ciclo medio de la señal análoga es positivo o negativo. Esto es de gran importancia para evitar una situación en donde si los transistores de control de ciclo medio IGBT/FET 54 y 58 y los transistores de control de derivación de IGBT/FET 59, 60, 67 y 68 se accionan simultáneamente, ocurriría un cortocircuito a través de la energía de entrada.
Los amplificadores operativos 70, que están configurados como comparadores de ventana 34, tienen umbrales de conmutación separados de determinados por al menos un resistor 63. Como se muestra en la Figura 9, existen tres señales, una señal de cruce cero absoluto 36 y dos señales coincidentes en donde una señal coincidente tiene un ciclo medio propositivo 22 y una señal coincidente tiene un ciclo medio negativo 23 de una onda de seno entrante 39. El diseño permite que la ventana se ajuste para proporcionar, cuando se requiera, la "banda muerta".
Con referencia a las Figuras 11A, 11 B , 11C, 11D y 11E, se muestran diagramas de circuito de los medios de enrutamiento. Los medios de enrutamiento, que es preferiblemente al menos un dispositivo de lógica 9, funciona en tiempo real, fuera del procesador de señal digital 10, para intervenir entre los tiempos encendidos de los transistores de control de ciclo medio de IGBT/FET 54 y 58 y los transistores de control de derivación de IGBT/FET 59, 60, 67 y 68.
El dispositivo de lógica 9 realiza la función de enrutamiento para asegurar que todas las señales sean apropiadas para el requisito instantáneo y la polaridad de la onda de seno entrante 39 y realiza la función de modulación de ancho de pulso para asegurar la operación segura del dispositivo y sistemas de ahorros de energía 1, sin importar el estado del procesador de señal digital 10, presencia de ruido, interferencia o transitorios. El sistema de circuitos del aislador 71, como se muestra en la Figura 11C, permite la programación del dispositivo de lógica 9. El sistema de circuitos del soporte de resistor 79 del dispositivo de lógica 9, como se muestra en la Figura 11D, es necesario para operar el dispositivo de lógica 9. Como se muestra en la Figura 11E, el sistema de circuitos del conector de dispositivo de lógica 80 permite la activación y desactivación de ciertos aspectos del dispositivo de lógica 9.
El tratar con una carga resistiva es mucho menos demandante que tratar con una carga reactiva, en particular, una carga inductivamente reactiva. Actualmente, la modulación de ancho de pulso (PW ) se define como la modulación de un portador de pulso en donde el valor de cada muestra instantánea de una onda de modulación produce un pulso de duración proporcional al variar los bordes delanteros, trasero, o ambos de un pulso y que también se conoce como modulación de duración de pulso. Sin embargo, para propósitos de esta invención y aplicación, PWM se define como la modulación de un portador de pulso en donde se remueve al menos un fragmento de un área bajo la curva de una onda de modulación. Cuando se aplica la PWM directamente a la energía entrante, el componente inductivo reacciona cuando se remueve energía e intenta mantener la corriente en curso y elevará su voltaje autogenerado hasta que la corriente ha encontrado una trayectoria de descarga. Esta circunstancia, sin el sistema de circuitos de derivación, destruiría los transistores de control de ciclo medio.
Por lo tanto, el dispositivo de lógica 9 es un "supervisor" en donde toma la acción apropiada debe "colgar" el procesador de señal digital 10, si existe una condición de sobre-corriente y si existe una pérdida de fase. En cualquiera de estas situaciones, el dispositivo de lógica 9 responde inmediatamente, en tiempo real, para proteger los transistores de control de ciclo medio y los dispositivos de derivación y el equipo conectado a éstos.
Adicionalmente, el dispositivo de lógica 9 mitiga los requisitos de impulso complejos de los transistores de control de ciclo medio de IGBT/FET 54 y 58 y los transistores de control de derivación de IGBT/FET 59, 60, 67 y 68 y, a un grado, carga el procesador de señal digital 10 de su tarea. Ya que el dispositivo de lógica 9 controla esta función, puede realizarse en tiempo real y por lo tanto, el control de cronometraje de los requisitos impulsores puede mantenerse a límites mucho más estrictos que lo que se lograría por el procesador de señal digital 10. La capacidad de responder en tiempo real es importante para la operación segura, confiable del dispositivo y sistemas de ahorro de energía 1 de la presente invención.
Las Figuras 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F y 12G muestran los oscilogramas y diagramas de circuito de un medio de reducción de voltaje. El medio de reducción de voltaje, que preferiblemente incluye al menos un control impulsor de IGBT/FET 15, reduce las señales análogas de la onda de seno entrante 39, que es la cantidad de energía ingresada en el dispositivo y sistema de ahorros de energía 1, por modulación de ancho de pulso en donde se remueve al menos un fragmento de un área bajo la curva de la onda de seno de modulación 39, reduciendo consecuentemente energía y sin la armónica acompañante previamente asociada con tal control de voltaje. Esta técnica, como se muestra en la Figura 12A, funciona en conjunto con las características inherentes de los dispositivos de IGBT/FET que permite el punto de activación de encendido y apagado para controlarse. Toda la energía potencial está contenida en cada ciclo medio y, en el caso de un ciclo medio completo, tiene la mayor área bajo la curva. SI se modula cada ciclo medio en una relación de estación de marca de 90%, el área bajo la curva se reduce por 10% y, como un resultado, se reduce la energía proporcionalmente como se observa en la Figuras 12A.
La forma original de la onda de seno de entrada se retiene y, la modulación puede hacerse alta, posiblemente 10's de kHz, la filtración de la salida es posible debido al tamaño más pequeño de los componentes enrollados que se vuelven una proposición práctica. El efecto general se realiza cuando el valor de raíz cuadrática media (RMS), que es la raíz cuadrada del promedio de tiempo del cuadrado de una cantidad o, por una cantidad periódica, se toma el promedio sobre un ciclo completo y que también se denomina como el valor efectivo, se mide correctamente y el voltaje de salida se observa para reducirse por un porcentaje similar a la relación de espacio de marca empleada. El voltaje reducido resulta en corriente reducida, resultando consecuentemente en energía reducida consumida por un usuario final.
Ya que los dispositivos de IGBT y FET son unipolares por naturaleza, en el caso de control de AC, es necesario proporcionar al menos un control impulsor de IGBT/FET 15 para controlar cada ciclo medio. Además, para evitar la desviación inversa, sé utilizan diodos de dirección para enrutar cada ciclo medio al dispositivo apropiado. Adicionalmente, muchos dispositivos de IGBT y FET tienen un elemento principal de derivación de diodo parásito en donde conectar dos dispositivos de IGBT o FET en paralelo inverso resultaría en tener dos de los diodos parásitos en paralelo inverso, representando consecuentemente la disposición no operativa como un elemento de control.
Los diodos 53 están conectados a través del transistor de ciclo medio propositivo 54 y el transistor de control de ciclo medio de control 58 y funciona idealmente para una carga puramente resistiva o u na carga reactiva de guía de corriente. Sin embargo, cuando se impulsa una carga con un factor de energía de retraso de corriente, cuando la corriente en un componente inductivamente reactivo se remueve repentinamente, como es el caso cuando ocurre la modulación, el campo magnético que colapsa intenta mantener la corriente en curso, similar a un volante electrónico, y produce un EMF que elevará en voltaje hasta que encuentre una trayectoria de descarga que permitirá la liberación de energía. Con esta disposición, este "EMF trasero" causaría que fallaran los componentes activos del elemento de control de ciclo medio. Para prevenir que esto ocurra, se colocan transistores de control de derivación de IGBT/FET adicionales 59, 60, 67 y 68 en una configuración de derivación.
Durante el ciclo medio positivo, el transistor de control de ciclo medio positivo 54 modula y un diodo 53 está activo durante el ciclo medio positivo completo. El segundo transistor de control de derivación de IGBT 60 se enciende finalmente y un diodo 53 está activo. Por lo tanto, cualquiera de los voltajes de polaridad que resultan del EMF trasero de la carga se sujetan automáticamente.
Durante el ciclo medio negativo, los otros dispositivos comprendidos en serie y redes de derivación se activan en una forma similar.
Durante las transiciones de conmutación, puede estar presente un pico que puede durar por un periodo de tiempo corto. El pico se sujeta por los dispositivos transorb 52, que son capaces de absorber grandes cantidades de energía por un periodo de tiempo muy corto y permiten el tiempo de respuesta muy rápido. Los dispositivos transorb 52 también sujetan muchas señales transitorias delimitadas principales debido a golpes de luz u otras fuentes que podrían dañar de otra forma los componentes activos de los transistores de ciclo medio o los transistores de derivación. Además, cada transistor de ciclo medio es modulación de ancho de pulso, el otro transistor de ciclo medio se enciende completamente para la duración precisa del ciclo medio. Los trabajos de estos transistores de ciclo medio se invierten durante el siguiente ciclo medio. Este procedimiento proporciona protección completa contra las señales de EMF trasero discutidas anteriormente. Esta disposición es necesaria, especialmente cerca del tiempo de cruce cero cuando ambos elementos de derivación están en transición.
Cada uno de los transistores de control de ciclo medio de IGBT/FET 54 y 58 y los transistores de control de derivación de IGBT/FET 59, 60, 67 y 68 tienen características de puerta aislada que requieren que los dispositivos mejoren para permitirles encenderse. Este voltaje de mejora es preferiblemente de 12 Voltios de magnitud y es preferiblemente suministrado por un suministro de energía flotante, preferiblemente uno para cada par. Esto es únicamente posible ya que los dispositivos de IGBT/FET operan en el modo de emisor común en el caso de los IGBT y en el modo de fuente común en el caso FET; de otra forma, se requerirían cuatro suministros de energía aislada para cada pulso. Cada uno de los pares requiere una señal impulsora separada que se proporciona por los impulsores ópticamente acoplados aislados 66. Estos impulsores 66 hacen uso de suministros aislados y sirven para encender y apagar muy rápidamente cada dispositivo de energía. Estos impulsores 66 son activos en ambas direcciones, lo cual es necesario ya que la capacitancia de entrada de los dispositivos de energía es alta y tiene que descargarse rápidamente en el punto de apagado y cargarse rápidamente en el punto de encendido.
El problema con la modulación de ancho de pulso directo es cuando se impulsa una carga inductivamente reactiva como cuando modula el IGBT apagado, existe un EMF trasero que necesita sujetarse. Haciendo referencia a la Figura 12B, se muestra una onda de seno entrante 39 que se aplica al transistor de control de ciclo medio positivo 54 y el transistor de control de ciclo medio negativo 58. Normalmente, estos transistores de control de ciclo medio 54 y 58 están en la condición de "apagado" y necesitan impulsarse. Durante el ciclo medio positivo, el transistor de control de ciclo medio positivo 54 se modula y funciona en conjunto con un diodo 53 para pasar el ciclo medio positivo modulado a una terminal de salida de línea. El segundo transistor de control de derivación de IGBT 60 está encendido por la duración de ciclo medio y opera en conjunto con un diodo 53 para sujetar el EMF trasero a la tierra. Durante el ciclo medio positivo, el transistor de control de ciclo medio negativo 58 se enciende completamente y su condición encendida se soporta por un diodo 53. Estos diodos 53 realizan la dirección apropiada de las señales.
Debido a la modulación del ciclo medio positivo, ocurre una señal de EMF trasero. Ya que el transistor de control de ciclo medio negativo 58 está encendido durante este momento, el EMF trasero negativo pasa a través de un diodo 53 para sujetarse al voltaje de ciclo medio positivo de AC simultáneo.
Aunque no se aplica ninguna modulación al primer transistor de control de derivación de IGBT 59 y el segundo transistor de control de derivación de IGBT 60, estos transistores 59 y 60 funcionan en conjunto con diodos 53 en una forma similar como se describió anteriormente.
Como se muestra en la Figura 12B, que es un oscilograma del medio de reducción de voltaje del dispositivo basado en IGBT, durante el ciclo medio positivo 22, se aplica una señal impulsora al transistor de control de ciclo medio negativo 85 y se aplica una señal impulsora al segundo transistor de control de derivación de IGBT 87. Durante el ciclo medio negativo 23, se aplica una señal impulsora al transistor de control de ciclo medio positivo 84 y se aplica una señal impulsora al primer transistor de control de derivación de IGBT 86.
También se muestran la señal impulsora de ciclo medio p ositivo 82 aplicada al transistor de control de ciclo medio positivo 54 y la señal impulsora de ciclo medio negativo 83 aplicada al transistor de control de ciclo medio negativo 58.
Similarmente, como se muestra en la Figura 12E, que es un oscilograma del medio de reducción de voltaje del dispositivo basado en FET, durante el ciclo medio positivo 22, se aplica una señal impulsora al transistor de control de ciclo medio negativo 85 y se aplica una señal impulsora al segundo transistor de control de derivación FET 89. Durante el ciclo medio negativo 23, se aplica una señal impulsora al transistor de control de ciclo medio positivo 84 y se aplica una señal impulsora al primer transistor de control de derivación de FET 88. También se muestran la señal impulsora de ciclo medio positivo 82 aplicada al transistor de control de ciclo medio positivo 54 y la señal impulsora de ciclo medio negativo 83 aplicada al transistor de control de ciclo medio negativo 58.
En resumen, existen dos estratagemas de sujeción, el primero para el ciclo medio positivo y el segundo para el ciclo medio negativo. Durante el ciclo medio positivo, cuando se modula el transistor de control de ciclo medio positivo 54, el transistor de control de ciclo medio negativo 58 y el segundo transistor de control de derivación 60 están encendidos. Durante el ciclo medio negativo, cuando se modula el transistor de control de ciclo medio negativo 58, el transistor de control de ciclo medio positivo 54 y el primer transistor de control de derivación de IGBT 59 están encendidos.
El hardware utilizado en el dispositivo y método de ahorros de energía basados en IGBT y basados en FET 1 de la presente invención es idéntico, la única diferencia siendo los transistores de control de ciclo medio de IGBT/FET 54 y 58 y los transistores de control de derivación de IGBT/FET 59, 60, 67 y 68. Los diagramas de sistema de circuitos del sistema de circuitos basados en IGBT Figura 12C y el impulsor basado en IGBT Figura 12D y el sistema de circuitos basados en FET Figura 12E y el impulsor basado en FET Figura 12F se muestran para propósitos de comparación.
Con referencia a la Figura 13, se muestra un diagrama de circuito de un medio de restablecimiento y un medio indicador combinados. El medio de restablecimiento, que es preferiblemente al menos un interruptor de restablecimiento 13, y un medio indicador, que es preferiblemente al menos un diodo emisor de luz 14, funcionan juntos para indicar cuando el dispositivo y sistema de ahorro de energía basado en IGBT/FET 1 no funciona apropiadamente y para permitir a un usuario restablecer el dispositivo y sistema 1 como sea necesario. Preferiblemente, el diodo emisor de luz 14 indicará que si el dispositivo y sistema 1 está funcionando apropiadamente por encendido/apagado. Cuando está en una condición de falla, el diodo emisor de luz 14 preferiblemente cambia un patrón no uniforme que es inmediatamente obvio y reconocible con una condición de falla.
Las Figuras 14A y 14B son un diagrama de circuito de una unidad de suministro de energía 12 de un medio de alimentación. El medio de alimentación, que es preferible al menos una unidad de suministro de energía 12, acepta una variedad de entradas, incluyendo, pero no limitándose a, fase individual 80 Vms a 265 Vms, bi-fase 80 Vms a 600 Vms, tri-fase 80 Vms a 600 Vms y operación de 48 Hz a 62 Hz.
La unidad de suministro de energía 12 está completamente aislada y regulada al doble en diseño. En la entrada, un rectificador 72 compuesto de diodos 53 acepta energía individual, bifásica y trifásica. La energía se aplica a un regulador de conmutación 90 y circuito integrado 62 a través del transformador 57. En vista de los grandes voltajes existentes a través de las terminales DC, el regulador de conmutación 90 y el circuito integrado 62 se complementan por un transistor FET 73 empleado en una configuración StackPET con el fin de elevar su voltaje operativo. El transformador secundario 57 tiene un diodo 53 y un capacitor de depósito 56. El voltaje DC a través del capacitor 56 pasa a través de los receptores de red 63 y un diodo de Zener 75 a un aislado óptico 65 y finalmente las terminales de retroalimentación. El uso del aislador óptico 65 garantiza aislamiento galvánico entre la entrada y la salida de suministro (DC de 6.4V). Finalmente, la salida de los reguladores de voltaje lineal 81 (DC de 3.3 VA) pasa a un amplificador operativo 70, que está configurado como un amortiguador de ganancia de unidad con dos resistores 63 que establecen el voltaje de riel dividido. La neutral principal está conectada al punto de r iel dividido y también a un resistor d e cero Ohm. Un inductor 78 aisla el digital de riel de suministro ( + 3.3V) del análogo (3.3 VA) y reduce ruido.
Después, las Figuras 15A, 15B, 15C, 15D y 15E muestran el sistema de circuitos de un medio de comunicación. El medio de comunicación, que es preferiblemente al menos una interfase de comunicaciones USB 25, permite a un usuario verificar y establecer los parámetros del dispositivo y sistema de ahorros de energía 1 de la presente invención como se desee.
El sistema de circuitos de una interfase de comunicaciones de USB 25 se muestra en la Figura 15B, un bloque aislante 71 utilizado para aislar la interfase de comunicaciones USB 25 del procesador de señal digital 10 se muestra en la Figura 15C y primer y segundo conectores 76 y 77 para conectar el medio de comunicaciones al procesador de señal digital 10 se muestran en las Figuras 15D y 15E.
Ya que la tarjeta de circuito impresa principal no está aislada del neutral, es necesario aislar galvánicamente la interfase de comunicaciones USB 25. Se hace uso de la característica de comunicaciones en serie incorporada del procesador de señal digital 10 para comunicarse en serio con el medio de comunicación 46. Las señales, en el lado del usuario de la barra de aislamiento, se aplican a un circuito integrado 62, que es un dispositivo que hace datos en serie y los traduce a datos USB para conexión directa a un dispositivo de cómputo 16 a través de un puerto USB anfitrión 74. La energía de 5V de USB anfitrión se utiliza para alimentar el medio de comunicación 46 y evita la necesidad de proporcionar energía aislada de la unidad. Preferiblemente, existen dos diodos emisores de luz de actividad 14, que indican actividad en los canales TX (transmitir) y RX (recibir). Las comunicaciones preferiblemente operan a 9600 Baud, que es adecuado en vista de la pequeña cantidad de datos pasados.
Aunque la inclusión de un medio de comunicación no es necesaria en el desempeño de un dispositivo y sistema de ahorros de energía 1, es una característica que permite el uso más fácil del dispositivo y sistema 1.
Finalmente, con referencia las Figura 16 y 17, se muestran capturas de pantalla de una interfase de ventanas 40 de la presente invención. La interfase de ventanas 40 se presenta en el dispositivo de cómputo 16 y permite a un usuario verificar y configurar el dispositivo y sistema de ahorro de energía 1 como se desee. Una pantalla de verificación principal 41 que tiene una pluralidad de campos 42 en donde un usuario final puede ajustar el dispositivo y sistema de ahorros de energía 1 se proporciona. Por ejemplo, los campos 42 pueden incluir un campo de modo operativo 43, un campo de fase 44, un campo de arranque 45, un campo de calibración 46 y un campo de puntos de ajuste 47.
En el campo operativo 43, un usuario puede seleccionar la forma en la cual él/ella/éste desea conservar la energía. Las formas incluyen porcentaje de reducción de voltaje en donde se ajustan los voltios enviados por un porcentaje fijo, se apunta el porcentaje de reducción de ahorros en donde se apuntan los voltios enviados para lograr un porcentaje de ahorros y una regulación de voltaje en donde los voltios de raíz cuadrática media enviados es un valor preestablecido.
El campo de fase 44 permite a un usuario seleccionar el tipo de fase utilizada en conexión con el dispositivo y sistema de ahorros de energía 1, es decir, fase individual, bifásica y trifásica.
El campo de arranque 45 permite a un usuario configurar el sistema y dispositivo 1 para iniciar aleatoriamente y/o para tener un arranque retrasado a "suave" en donde el usuario ingresa el tiempo de retraso en segundos en donde iniciarán el sistema y dispositivo.
El campo de calibración 46 permite a un usuario ingresar las calibraciones precisas deseadas y/o girar las fases.
El campo de puntos de ajuste 47 presenta las configuraciones seleccionadas por el usuario y muestra la cantidad de energía ahorrada al utilizar el dispositivo y sistema de ahorros de energía 1 utilizadas como regulación de voltaje, porcentaje de reducción de voltaje o porcentaje de reducción de ahorros de energía. Con respecto a la reducción de voltaje de porcentaje, el RMS de límite inferior se establece bajo el voltaje entrante pasado a través para permitir que el voltaje entrante pase cuando es menor que o igual al voltaje del límite inferior. Con respecto a la reducción de ahorros de porcentaje, el RMS de límite inferior se establece bajo el voltaje entrante pasado.
Los indicadores 48 se proporcionan en la corriente operativa de presentación de interfase de ventanas 40, voltaje operativo, frecuencia de línea, ahorros de energía calculados y rotación de fase.
Un reloj de tiempo real 49 puede incorporarse en la interfase de ventanas 40 para permitir la programación de reducción de voltaje adicional por un período predeterminado y un tiempo operativo predeterminado, por ejemplo, por temporadas, días de la semana, horas del día, durante un tiempo operativo predeterminado. Además, un usuario puede programar el dispositivo y sistema de ahorro de energía 1 para operar durante varios momentos del día. El reloj de tiempo real 49 se establece a través de un puerto de comunicaciones o se fija para permitir la selección de fechas y tiempo de temporada definidos cuando, a través de la experiencia, se sabe que exhiben sobrecarga de red de energía. Durante estos tiempos, el sistema además permite una reducción adicional del voltaje AC regulado, reduciendo consecuentemente la carga en la red. Puede definirse un tiempo múltiple con su propia reducción de porcentaje adicional o caída de voltaje.
El medidor de electricidad digital 50 proporciona un medio para registrar datos estadísticos en uso de energía, factores de energía y sobretensiones. El medidor de electricidad digital 50 también proporciona la capacidad de incluir capacitores para corrección de factor de energía, opera en sistemas de fase individual, bifásica y trifásica y opera en todos los voltajes mundiales. Puede utilizarse remota o localmente para deshabilitar o habilitar el suministro de energía del usuario a voluntad del proveedor. Además, el medidor de electricidad digital 50 puede detectar cuando el dispositivo y sistema de ahorros de energía 1 se ha unido por un usuario final que intenta evitar pagar un consumo de energía en donde se alerta al proveedor de tal abuso. Finalmente, el uso del reloj en tiempo real 49 permite a un usuario y/o proveedor reducir el consumo de energía a momentos seleccionados de un día o por un período de tiempo seleccionado, alineando y/o eliminando consecuentemente las condiciones de reducción.
Las Figuras 18A-18C tomadas juntas muestran una primera modalidad de un aparato impulsor de voltaje 30' configurado para raíz cuadrática media de Voltaje (Vrms) de 220/230. El aparato impulsor de voltaje 30' también puede estar configurado para 120/127 Vrms. La Figura 18A muestra el transformador 41' y el interruptor 16'. El interruptor 16' comprende un primer relé 20' y un segundo relé 22'. La Figura 18B muestra un suministro de energía 24'. La Figura 18C muestra un microprocesador 26'. Cambiando a la Figura 18A, los devanados secundarios 2A y 2B del transformador 41' están en serie entre la terminal caliente de línea de entrada 6' y la terminal caliente de línea de salida 8". La línea de entrada caliente 34' a la línea de salida caliente 36' pasa a través de los devanados secundarios de transformador 2A y 2B en todo momento, y no se conmuta. Para configurar para 120/127 Vrms, entonces los devanados secundarios 2A y 2B serían en paralelo. Alternativamente, el transformador sería un tipo de voltaje individual específicamente para 230 V, 120 V, o cualquier otro rango de voltaje.
Los devanados primarios de transformador 10A y 10B tienen primer extremo o primera línea 12' conectado a la terminal de entrada caliente 6' y segundo extremo a segunda línea 14' conectada a través del colector F2 con el interruptor electrónico 16'. El interruptor 16' permite que la segunda línea del transformador 14' (1) se conecte con la primera línea 12' de los devanados primarios del transformador 10A, 10B, anulando consecuentemente el transformador 41', o (2) se conecte con la línea neutral 18'. Los conectores (F1, F2, F3) son conectores tipo Faston. Los conectores (F1, F2, F3) permiten conexión removible de diferentes transformadores calificados de corriente para cargas mayores o menores. También se contemplan otros tipos de conectores.
Cuando se conmuta la segunda línea 14' de devanados primarios de transformador neutral, el voltaje secundario se agrega al voltaje de entrada principal, proporcionando consecuentemente voltaje de salida suplementario o aumentado en la terminal de salida caliente 8'. Una carga eléctrica puede conectarse en I a terminal de salida caliente 8', tal como una carga residencial, comercial o industrial. El voltaje de devanado está en fase para ser aditivo al voltaje de línea AC entrante, proporcionando consecuentemente voltaje suplementario cuando sea necesario. Cuando el microprocesador 26' cambia a voltaje aumentado o suplementario, el voltaje suplementario puede mantenerse en el Vrms entrante multiplicado por la relación de porcentaje de la relación de giros de transformador.
Cuando el interruptor 16' conmuta a la otra condición, estado, o posición, removiendo la conexión de segunda línea 14" de neutral y conectándola con la primera línea 12', los devanados primarios de transformación 10A y 10B se anulan. Al crear un cortocircuito en la condición o estado no suplementario, el transformador 41' se desconecta y no consume nada de energía. También, ya que se anula el primario 10A y 10B, y el secundario 2A y 2B se conecta permanentemente entre la terminal de entrada 6' y la terminal de salida 8', substancialmente no habrá ningún componente reactivo de corriente en el lado secundario y por lo tanto no se incurrirá substancialmente a ninguna de las pérdidas inductivamente reactivas durante operación no suplementaria. Los únicos impedimentos al pasaje de la energía AC de la entrada caliente 6' a la salida caliente 8' serán la resistencia óhmica muy pequeña del cobre u otros devanados de los devanados secundarios 2A y 2B.
La conmutación se realiza ventajosamente en el lado p rimario del transformador (10A, 10B). Aunque la conmutación podría llevarse a cabo en el lado secundario (2A, 2B) del transformador 41', estarían presentes altas corrientes desventajosas. Ya que el transformador 41' puede tener una relación de diez (10) a uno (1), únicamente una décima parte de la corriente necesitaría conmutarse en el lado primario (10A, 10B) del transformador 41'. También se contemplan otras relaciones de transformador. La relación de transformador es el número de giros en el secundario (2A, 2B) al número de giros en el primario (10A, 10B). En todas las modalidades, esta técnica de conmutación en el lado primario permite el uso de interruptores más confiables, más pequeños para corriente inferior, tal como dispositivos de relé 20' y 22', cuando se compara con dispositivos mucho más costosos si la conmutación se puede llevar a cabo en el lado secundario (2A, 2B) del transformador 41'. También, la conmutación en el lado primario ventajosamente no proporciona interrupción de energía durante período de comunicación. Aunque se muestran dos dispositivos de relé 20' y 22', también se contempla que puede haber más de dos de los dispositivos (20", 22').
El suministro de energía 24' (Figura 18B) puede proporcionar energía a la red de conmutación 16' y microprocesador 26'. Puede emplearse un suministro de energía DC de cinco (5) voltios económica pequeña para alimentar el interruptor 16' y/o el microprocesador 26', aunque también se contemplan otros suministros de energía y voltajes, incluyendo corriente alterna. Cada uno de los dispositivos 20' y 22' (Figura 18A) puede consistir de un impulsor ópticamente acoplado en comunicación con un dispositivo TRIAC pequeño, formando consecuentemente dos relés AC de estado sólido. Los impulsores Triac electrónicamente (opto) aislados que utilizan TRIACS opto aislados (OT1, OT2) se contemplan. Otros tipos de relés también se contemplan. También se contempla que el voltaje puede controlarse a través del uso de otros dispositivos de control de energía, incluyendo TRIAC's, SCRs, IGBT's, y/o MOSFETs.
El microprocesador 26' (Figura 18C) mide el voltaje de línea entrante AC, tal como las líneas 34' o 28', y decide el nivel de voltaje al cual se debe emplear el voltaje aumentado. También se contemplan otros tipos de procesadores. Existen tres bloques saltadores pequeños o encabezado 32' de 3 x 2 que pueden permitir la selección de seis (6) voltajes como se muestra en el Cuadro 1 y en la Figura 19C: CUADRO 1: SELECCION DE VOLTAJE SALTADOR También se contemplan otras configuraciones de voltaje predeterminadas. También se contemplan otros números de bloques saltadores o encabezados 32'. El microprocesador 26' opera y controla los dispositivos de relé 20' o 22' de acuerdo con el voltaje seleccionado.
El microprocesador 26' (Figura 18C) mide el voltaje de línea entrante AC. El microprocesador 26' utiliza la detección del punto de cruce de voltaje cero del voltaje principal AC entrante. Esta detección de cruce cero se utiliza para asegurar el cronometraje correcto de la conmutación de los relés de estado sólido 20' y 22'. El tiempo de cruce cero elimina la posibilidad de que ambos relés 20' y 22' estén encendidos a I mismo tiempo. Las Figuras 5 y 6 proponen un oscilograma y diagrama de sistema de circuitos, respectivamente, de un medio de determinación de punto de cruce de cero voltios que se contempla. También se contemplan otros tipos de medios de determinación de cruce de cero voltios. Pueden emplearse histéresis para eliminar cualquier conmutación errática alrededor del punto de umbral establecido por lo saltadores 32'.
En las Figuras 18A-18C, los componentes R1 a R23 son resistores, los componentes C1 a C8 son capacitores, los componentes D1 a D3 son diodos, el componente D4 es un diodo de Zener, los componentes D5 y D10 son diodos emisores de luz, el componente T1 es un transformador, los componentes T2 y T3 es un dispositivo transorb, el componente Q1 es un transistor NPN, el componente U1 es un regulador de conmutación, los componentes TR1 y TR2 son TRIACs, los componentes OT1 y OT2 son TRIACS opto aislados, y el componente J1 es un bloque saltador o encabezado de 1 x 5.
Las Figuras 19-19C tomadas juntas muestran una segunda modalidad de un aparato impulsor de voltaje 54'. La Figura 19 muestra un transformador 66' de 120 voltios ilustrativo. La Figura 2A muestra un transformador 68' de 230 voltios ilustrativo. Las disposiciones de cableado son diferentes en las Figuras 19 y 19A. Los devanados para el transformador 66' de 120 voltios (Figura 19) están en paralelo, y los devanados para el transformador 68' de 230 voltios (Figura 19A) están en serie. El mismo transformador 66', 68' puede utilizarse para 120 voltios y para 230 voltios al configurar las disposiciones de cableado como se muestra: paralelas para 120 voltios y en serie para 230 voltios. Sin embargo, también pueden utilizarse diferentes transformadores 66', 68'. El transformador puede ser un tipo de voltaje individual específicamente para 230V, 120V, o cualquier otro rango de voltaje. También se contempla otro transformador con diferentes escalas de corriente. Un transformador 66', 68' estaría conectado con el sistema a la vez. La Figura 19B muestra dos suministros de energía DC aislados (50', 52'), suministro de energía 63', y sistema de circuitos de regulación de suministro de energía 64'. La Figura 19C muestra el microprocesador 56' y el dispositivo de conmutación de IGBT 58'. El interruptor 58' comprende primer circuito de puente de diodo U7, primer circuito de IGBT 60', segundo circuito de puente de diodo U8, y segundo circuito de IGBT 62'.
Cambiando a la Figura 19, los devanados secundarios 72A y 72B del transformador 66' de 120 voltios están en paralelo entre la terminal caliente de línea de entrada 78' y la terminal caliente de línea de salida 80'. La línea de entrada caliente 74' a la línea de salida caliente 76' pasa a través de los devanados secundarios de transformador 72A y 72B en todo momento, que no se conmutan. Los devanados primarios 70A y 70B del transformador 66' tienen primer extremo o primera línea 82' conectada a la terminal de entrada caliente 78' a través del conector F5, y el segundo extremo o segunda línea 84' conectada a través del conector F14 con el interruptor electrónico 58'. El interruptor 58' permite que la segunda línea 84' del transformador 66' (1) se conecte con la primera línea 82' de los devanados primarios 70A, 70B del transformador 66', anulando consecuentemente el transformador 66', o (2) se conecte con la línea neutral 90'. Los conectores F4 a F17 son conectores tipo Faston. Los conectores (F1 a F17) permiten la conexión removible o conexión de diferentes transformadores calificados (66', 68'), tales como 120V y 230V. También se contemplan otros tipos de conectores.
En la Figura 19A, el transformador 68' de 230V, como el transformador 66' de 120V, pueden conectarse o desconectarse removiblemente a los mismos conectores (F1 a F17). Sin embargo, la disposición de cableado para el transformador 68' es diferente. También se contemplan otras disposiciones de cableado y conexión. Los devanados secundarios 92A y 92B del transformador 68' están en serie entre la terminal caliente de línea de entrada 78' y la terminal caliente de línea de salida 80'. La línea de entrada caliente 85' pasa a través del conector F8 a la terminal 78'. La línea de salida caliente 87' pasa a través del conector F11 a la terminal 80'. La línea de entrada caliente 85' a la línea de salida caliente 87' pasa a través de los devanados secundarios de transformador 92A y 92B en todo momento, y no se conmuta. Los devanados primarios 94A y 94B del transformador 68' tienen el primer extremo o la primera línea 96' conectada a la terminal de entrada caliente 78' a través del conector F5, y el segundo extremo o segunda línea 98' conectada a través del conector F14 con el interruptor electrónico 58'. El interruptor 58' permite que la segunda línea 98' del transformador 68' (1) se conecte con la primera línea 96' de los devanados primarios 94A, 94B del transformador 68', anulando consecuentemente el transformador 68', o (2) se conecte con la línea neutral 90'.
Como se puede entender ahora, el mismo transformador puede utilizarse para 120V y 230V, con las conexiones mostradas en las Figuras 19-19A que configuran el transformador para 120V (Figura 19) o 230V (Figura 19A) como se desee. Cuando la segunda línea 84', o 98' de devanados primarios de transformador se conmuta a neutral, el segundo voltaje se agrega al voltaje de entrada principal, proporcionando consecuentemente voltaje de salida suplementario en la terminal de salida caliente 80'. Puede conectarse una carga eléctrica con una terminal de salida 80'. El voltaje de devanado s e divide en fases para ser aditivo al voltaje de línea de AC entrante, proporcionando consecuentemente voltaje suplementario cuando sea necesario.
Cuando el interruptor 58' se conmuta al otro estado o condición, removiendo la conexión de segunda línea 84', 98' de devanados primarios de neutral y conectándola con primera línea 82', a 96' respectiva, entonces se anulan los devanados primarios de transformador (70A, 70B) o (94A, 94B). Al crear un cortocircuito en la posición no suplementaria, el transformador se desconecta y no consume nada de energía. También, ya que se anula el primario, y el secundario se conecta permanentemente entre la terminal de entrada caliente 78' y la terminal de salida caliente 80', substancialmente no habrá ningún componente reactivo de la corriente en el lado de devanados secundarios y por lo tanto sustancialmente ninguna pérdida inductivamente reactiva durante la operación no suplementaria. Los únicos impedimentos del pasaje de la energía AC desde la entrada 78' a la salida 80' serán la resistencia óhmica muy pequeña del cobre u otros devanados de los devanados secundarios. Como con la primera modalidad, la conmutación se realiza ventajosamente en el lado primario del transformador, que permite conmutación con menos corriente. También, no e xiste substancialmente ninguna interrupción de energía durante el período de conmutación.
Cambiando a la Figura 19B, tres suministros de energía independientes (50', 52', 63') pueden proporcionar energía a la red de conmutación 58' y/o microprocesador 56'. El primer suministro de energía 50' proporciona energía al primer circuito IGBT 60', y el segundo suministro de energía 52' proporciona energía al segundo circuito de IGBT 62'. Se contempla que podría revertirse la disposición. El tercer suministro de energía 63' puede proporcionar energía para el microprocesador 56', LED, y Optos. También se contemplan otras disposiciones. Cada uno del primer y segundo suministros de energía (50', 52') proporcionan energía DC de doce (12) voltios, y el tercer suministro de energía 63' puede proporcionar energía DC de cinco (5) voltios, aunque también se contemplan otros suministros de energía y voltajes, incluyendo corriente alterna. Se contempla que únicamente puede existir sólo un suministro de energía, diferente a tres suministros de energía.
En la Figura 19C, el primer circuito de fuente de diodo U7 está configurado con el primer circuito de IGBT 60' que comprende primer dispositivo de IGBT IG1 y primer controlador IGBT/MOSFET ópticamente aislado U9. El segundo circuito de diodo U8 está configurado con el segundo circuito de IGBT 62' que comprende el segundo dispositivo de IGBT IG2 y el segundo controlador de IGBT/MOSFET ópticamente aislado U10. Los circuitos de fuente de diodo U7, U8 se utilizan para dirigir ciclos medios positivos y negativos de corriente para llegar a una condición conocida como ciclos medios unidireccionales. Esto permite el uso de un dispositivo de IGBT individual IG1 e IG2 ya que el IGBT es un dispositivo unidireccional. También se contemplan dispositivos MOSFET.
El interruptor 58' funciona como un polo individual, interruptor de lanzamiento doble (SPDT), algunas veces denominado como un "interruptor de cambio". Cuando el dispositivo IGBT respectivo IG1 o IG2 está en una condición, estado o posición de APAGADO, entonces ninguna corriente AC f luye a través del puente de diodo r espectivo U7, U8. El dispositivo IGBT respectivo IG1 o IG2 está en una condición, estado o posición de ENCENDIDO, entonces la corriente AC fluye a través del puente de diodo respectivo U7, U8. El microprocesador 56' mide el voltaje de línea entrante de AC, tal como en la línea 100', y decide el nivel de voltaje al cual debe emplearse el voltaje aumentado. Tres bloques saltadores pequeños o encabezado de 3 x 2 102" pueden permitir la selección de los seis (6) voltajes como se muestra en el Cuadro 1 anterior y la Figura 19C. También se contemplan otras configuraciones de voltaje predeterminadas. También se contemplan otros números de bloques saltadores o encabezados 102'. El microprocesador 56' opera y controla el dispositivo interruptor IGBT 58' para mantener el voltaje seleccionado.
El microprocesador 56' puede utilizar la detección de punto de cruce de voltaje cero del voltaje principal de AC entrante. Esta detección de cruce cero se utiliza para asegurar el cronometraje correcto de la conmutación de los dispositivos IGBT, I G1 e IG2. El cronometraje de cruce cero elimina la posibilidad de que ambos dispositivos IG1 e IG2 estén encendidos al mismo tiempo. Las Figuras 5 y 6 proponen un oscilograma y diagrama del sistema de circuitos, respectivamente, de un medio de determinación de punto de cruce de cero voltios que se contempla. También s e contemplan otros tipos de medios de determinación de punto de cruce de cero voltios. Puede emplearse histéresis para eliminar cualquier conmutación errática alrededor del punto de umbral establecido por los saltadores 102'.
En las Figuras 19-19C, los componentes R30 a R47 son resistores, los componentes C20 a C29 son capacitores, los componentes D10 y D11 son diodos, el componente Z1 es un transorb, los componentes Z2 a Z4 pueden ser diodos (de tipo Schottky), el componente Z5 es un diodo Zener, los componentes IG1 e IG2 son transistores IGBT, el componente TRA1 es un transformador, el componente U2 es un regulador de conmutación, el componente U3 es un Opto a islador, los componentes U4 a U6 son reguladores lineales, los componentes U7 y U8 son circuitos de puente de diodo o rectificadores de puente, y el componente U9 y U10 son controladores de IGBT/MOSFET ópticamente aislados, y el componente J2 es un encabezado de 1 x 5.
Como se puede entender ahora, toda la conmutación puede realizarse a substancialmente menos corriente en el lado primario, tal como el lado primario (10A, 10B) del transformador 41', que en el lado secundario, tal como el lado secundario (2A, 2B) del transformador 41'. Ya que los devanados secundarios están permanentemente conectados, y la conmutación suplementaria se realiza en el lado primario, substancialmente no habrá ninguna interrupción de electricidad durante el periodo de conmutación. Esto no puede lograrse cuando la conmutación se realiza en el lado secundario. Diferentes modalidades de interruptores electrónicos (16', 58') se emplean para anular el transformador primario cuando no está en uso, eliminando consecuentemente el componente reactivo de la corriente del lado de devanado secundario. El transformador únicamente es reactivo durante el periodo suplementario de voltaje. La cantidad de impulso o aumento puede seleccionarse por la relación de transformador. Los transformadores con diferentes relaciones y/o escalas de corriente pueden conectarse removiblemente con el sistema. El aparato puede utilizarse para operación universal para AC de 120 voltios a 250 voltios. El tamaño del aparato puede ser relativamente pequeño. Puede haber disipación térmica muy pequeña. El aparato puede ser de costo efectivo y confiable. El aparato puede utilizarse para suministrar voltaje aumentado a cargas eléctricas, incluyendo residencial, industrial o comercial.
Aunque se muestran dos modalidades de red de conmutación en las Figuras 18A-19C, se contemplan otras modalidades, incluyendo, pero no limitándose a, la conmutación realizada con (1) un puente de diodo junto con un IGBT, (2) un puente diodo junto con un MOSFET de energía, (3) un puente de diodo junto con un interruptor mecánico, relé, contacto o cualquier otro interruptor mecánico, (4) un puente de diodo junto con un SCR/Thyristor o un TRIAC, (5) TRIAC, (6) dispositivos SCR/Thyristor dispuestos en una disposición paralela inversa, o (7) un interruptor mecánico, relé, o contacto o cualquier otro tipo de interruptor mecánico. Los interruptores pueden utilizarse para proporcionar un primer estado, condición, o posición que anula los devanados primarios, y un segundo estado, condición, o posición para agregar el voltaje secundario del transformador con el voltaje de entrada principal. En todas las modalidades, se contemplan otras tomas de corriente de devanados primarios de transformador para proporcionar niveles de aumento diferentes a una variedad de voltajes de umbral. Los tomacorrientes permiten cierto número de giros de los devanados primarios de transformador para seleccionarse, proporcionando un transformador con una relación de giros variable. Para todas las modalidades, pueden existir múltiples tomacorrientes en los devanados primarios seleccionados por el microprocesador para proporcionar diferentes niveles de aumento a diferentes niveles de voltaje de entrada.
Manejo del Uso de Energía Eléctrica El dispositivo basado en IGBT/FET 1 mostrado en las Figuras 1-17 y el sistema suplementario de voltaje 30' mostrado en las Figuras 18A-19C pueden trabajar juntos para manejar el uso de energía eléctrica. Durante un primer periodo de tiempo predeterminado, tal como cuando no se anticipan apagones, el DSP 10 controla el dispositivo basado en IGBT/FET 1 mostrado en la Figura 1 para suministrar un voltaje predeterminado que es menor que el voltaje de línea entrante AC. Se proporcionan conexiones de entrada de fase 2 para ingresar señales análogas en el dispositivo 1. El concentrador de flujo magnético 3 (o un transformador de corriente) detecta la señal análoga entrante y el detector de punto de cruce de cero voltios 5 determina el punto de cruce de cero voltios de la señal. El ciclo medio p ositivo y el ciclo medio n egativo de la señal se identifica y se dirige al procesador de señal digital 10 para procesar la señal. La señal se reduce por el control del controlador 15 a través de la modulación de ancho de pulso y se envía la cantidad reducida de energía, generando consecuentemente ahorros de energía para un usuario final. Como se muestra en la Figura 1, se conecta un módulo de reloj de tiempo real 49 con el DSP 10. El módulo de reloj de tiempo real 49 puede utilizarse para establecer los períodos de tiempo predeterminados.
El microprocesador 26' mostrado en la Figura 18C puede medir el voltaje de línea entrante AC, y compararlo con el voltaje predeterminado. Cuando el voltaje de línea entrante AC es superior al voltaje predeterminado, el microprocesador controla la red de conmutación 16' mostrada en la Figura 18A en el lado de los devanados primarios del transformador para anular los devanados primarios. Cuando el voltaje medido es menor que el voltaje predeterminado, y es necesario un aumento de voltaje, tal como durante una condición de reducción, el microprocesador 26' controla la red de conmutación 16' para conectar un extremo de los devanados primarios a neutral, removiendo el cortocircuito del transformador y permitiendo que el segundo voltaje se agregue al voltaje de entrada principal para proporcionar un voltaje de salida suplementario a través de la línea de salida caliente del lado de devanados secundarios del transformador. El voltaje puede aumentar al voltaje predeterminado. Los devanados secundarios no se conmutan.
Durante un segundo periodo de tiempo predeterminado, tal como cuando se anticipan condiciones de apagón, el DSP 10 controla el dispositivo basado en IGBT/FET 1 mostrado en la Figura 1 para suministrar una cantidad distribuida de energía, que puede ser predeterminada. El DSP 10 y/o el microprocesador 26' verifica el consumo de energía, que puede presentarse. Cuando el consumo de energía excede la cantidad distribuida, el DSP 10 puede cortar la energ ía.
Alternativamente, cuando la energía consumida excede a la energía distribuida, puede enviarse una señal que altera la necesidad de reducir el uso de energía. En la Figura 20, el módulo de señal 100 está conectado con el DSP 10 y puede proporcionar la señal. La señal puede ser audible, visible, u otro medio. El módulo de señal puede ser un módulo de sonido, aunque también se contemplan otros módulos. Pueden, utilizarse salidas eléctricas inalámbricamente controladas para reducir selectivamente la carga en respuesta a la señal. Si la carga no se reduce adecuadamente después de una cantidad de tipo predeterminada, el DSP 10 puede cortar la energía. El consumidor entonces puede reducir alguna carga, e iniciar un comando para encender la energía de nuevo. El comando puede iniciarse al cambiar la condición de un interruptor, incluyendo manual y/o inalámbricamente. Si la carga aún no ha sido reducida adecuadamente después que se ha restaurado la energía, entonces el DSP puede cortar la energía de nuevo. Alternativamente, el DSP puede proporcionar otra señal que puede alertar de nuevo que la carga debe de reducirse. Si la energía consumida no se reduce lo suficiente después de una cantidad de tiempo predeterminada, entonces el DSP puede cortar la energía a través de la línea de salida caliente por la duración del segundo periodo de tiempo predeterminado.
Además alternativamente, cuando la energía consumida excede la energía distribuida, el DSP puede cortar la energía a las salidas eléctricas predeterminadas, mientras proporciona energía a otras salidas eléctricas, para reducir el uso de energía generada a la cantidad de energía distribuida. El sistema puede utilizar salidas eléctricas inalámbricamente controladas que pueden apagarse automáticamente para satisfacer la cantidad de energía predeterminada. El sistema y el método pueden utilizar preferencias de consumidor preestablecidas para reducir la energía consumida. El sistema puede verificarse, operarse y ajustarse inalámbricamente.
La distribución de energía, tal como se describió anteriormente, permite a los consumidores disfrutar de energía eléctrica para aparatos clave en lugar de no tener energía en lo absoluto. Existen muchas veces que esta acción es necesaria en donde hay energía eléctrica insuficiente para todos los consumidores. Bajo tales condiciones, la compañía eléctrica puede desear proporcionar un servicio reducido o distribuido a todos los consumidores, en lugar de proporcionar servicio a algunos consumidores y ningún servicio a todos los otros. El consumidor puede volverse parte de la solución en lugar de parte del problema.
A través de la comunicación inalámbrica existe la capacidad de comunicarse entre controladores, adaptadores, y dispositivos de entrada. El dispositivo de presentación puede utilizar una computadora no en existencia, iPad, teléfono inteligente, u otro dispositivo de entrada utilizando un teclado, pantalla táctil o combinación de los mismos. Se contemplan también otros dispositivos. Un iPad está disponible de Apple Inc. de Cupertino, California. Aunque puede utilizarse un dispositivo de entrada para verificar inalámbricamente, ajustar configuraciones, o ajustar parámetros de control, el sistema puede funcionar completamente por cuenta propia, independiente del dispositivo de entrada. Además, la unidad principal puede tener comunicaciones inalámbricas completas para permitir el control remoto de la salida de energía y adaptadores mencionados anteriormente. El sistema puede proporcionar iluminación y control ambiental completos. El sistema puede permitir un perfil de uso de energía del consumidor para ingresarse e implementarse para distribución de energía y reducción de energía selectiva. El sistema y método pueden proporcionar distribución de energía dinámica.
Como se puede entender ahora, el sistema y método es un sistema de manejo de energía de conservación que está instalado en el punto de consumo. La implementación no requiere cualquier aumento inmediato en generación de energía, ni requiere ninguna mejora inmediata de la red de energía. La solución utiliza un sistema de manejo de energía que ahorra energía, disminuye r educciones y apagones, y maneja el uso para reducir costos al consumidor y la compañía de generación y distribución eléctrica. El sistema de manejo resulta en una reducción en pérdidas de cobre, liberando consecuentemente la energía previamente desperdiciada como calor y una pérdida financiera a la compañía eléctrica. La energía conservada puede proporcionarse a consumidores adicionales, proporcionando consecuentemente ingreso adicional a la compañía de electricidad, a ningún costo adicional.
El sistema y el método tienen al menos ocho características principales: (1) conservación de energía y ahorros de costo de usuario, (2) estabilización de voltaje, (3) costos de electricidad uniformes para consumidores, (4) reducción de pérdida de cobre, (5) mitigación de emisión de hidrocarburo, (6) mitigación de reducción, (7) mitigación de apagón, y (8) distribución de energía.
El sistema y método proporcionan conservación de energía y ahorros de costos de usuario. La energía eléctrica típicamente se suministra al consumidor a un voltaje nominal de 120/127/230 Vrms. Este es el voltaje objetivo que intenta suministrar la compañía eléctrica. Este voltaje puede fluctuar desventajosamente por más o menos 10%, o más, dentro de la especificación en la compañía de energía, frecuentemente por un margen mucho mayor. Los fabricantes de aparatos, conscientes de las desventajas de energía, diseñan sus aparatos para el extremo bajo (menos de 10%) del voltaje de suministro y diseñan los dispositivos para soportar el extremo alto (más de 10%) del voltaje suministrado. En el extremo final, el aparato realizará su tarea como se especificó. Sin embargo, a cualquier voltaje por arriba del voltaje bajo, el aparato será suministrado de más y desperdiciará energía eléctrica a costo del consumidor. El sistema y método optimizan esta situación. La invención regula el voltaje AC al voltaje bajo seleccionado, ahorrando consecuentemente la energía.
El sistema y método proporcionan estabilización de voltaje. En casos extremos en donde el voltaje suministrado cae bajo el voltaje bajo, el sistema y método resuelven este problema al aumentar el voltaje entrante, tal como para permitir que ocurra la regulación de voltaje. Diferente a impulsores de voltaje que están disponibles para aparatos individuales, la sección de impulso del sistema mantiene el voltaje en el extremo bajo para toda la casa o negocio. No únicamente esto mejora la calidad de servicio para el consumidor, sino también la remoción de impulsores imperceptibles, utilizados en algunos países, de la cercanía de aparatos específicos así equipados.
El sistema y método proporcionan costo uniforme de electricidad a consumidores. En una comunidad típica, a los consumidores se les cobra inconsistentemente por las mismas cantidades de energía eléctrica requerida, que es un resultado de voltajes inconsistentes que se suministran a la comunidad. Estas pérdidas resultan de pérdidas de cobre. Los conductores eléctricos impiden el flujo de corriente eléctrica. Esta desventaja de todos los conductores puede planearse, y pueden emplearse conductores de cobre más grandes. El aumentar el tamaño del conductor reduce las pérdidas de cobre. Desafortunadamente, las redes de distribución de energía existentes no están diseñadas para transportar las necesidades de energía de economías emergentes en donde la afluencia está acompañada por el deseo, en la parte del consumidor, por tener aparatos y sistemas de entretenimiento para complementar el estilo de vida mejorado. El resultado es que para una comunidad, la energía suministrada al consumidor más cerca del transformador de electricidad principal, tiene un voltaje muy superior al cual se suministra al consumidor más alejado removido del transformador. Esta situación injusta da como resultado que el consumidor más cerca del transformador pague por más energía que el consumidor en el otro extremo, incluso si ambos consumidores tienen aparatos idénticos y un estilo de vida similar. El producto de voltaje eléctrico y corriente es en vatios, y el voltaje superior da como resultado un vatiaje superior. El vatiaje por hora es por lo que paga el consumidor. Esta situación de energía injusta puede resolverse a través del sistema y método.
El sistema y método proporcionan reducción de pérdida de cobre. Las pérdidas de cobre son las pérdidas de distribución de energía acumulativa experimentadas en todas las redes de distribución de energía. En la mayoría de las economías emergentes, la red de distribución de energía no es capaz de sostener la carga impuesta cuando una comunidad intenta consumir cantidades de energía para las cuales la red no fue diseñada. Esta situación usualmente resulta de un aumento de afluencia, que generalmente está acompañado por el propietario de artículos de consumidor como aires acondicionados, calentamiento central, televisiones, lavadoras, audio e iluminación mejorada. Cuando el alimentador que suministra energía a las casas en tal comunidad experimenta una carga excesiva, la resistencia eléctrica, presente en todos los conductores, se vuelve significativa, y una porción del voltaje suministrado aparece a través de la resistencia del conductor. El producto de este voltaje junto con la corriente de muchos consumidores causa una pérdida de energía (vatios) dentro del conductor que se disipa como ' calor. Esto representa una pérdida mayor de ingreso a la compañía eléctrica. Con el sistema y método instalados e implementados en las casas asociadas con esta sección de la red, la energía que de otra forma se desperdició cuando puede entonces estar disponible para otros consumidores y puede resultar en una corriente de ingreso mejorada a la compañía eléctrica.
El sistema y método proporcionan mitigación de emisión de hidrocarburo. Las emisiones de hidrocarburo existen cuando se utilizan combustibles fósiles (aceite, gas o carbón) para generar energía eléctrica. El sistema y método manejan la energía que se consume con conservación considerable, en el punto de consumo. Ei esfuerzo es doble: primero, una reducción en energía eléctrica resulta en una reducción en combustible fósil que se consume con los ahorros acompañantes de emisiones de carbono; y en segundo lugar, esto puede diferir la necesidad inmediata de capacidad de generación adicional. De cualquier forma se obtienen beneficios y afectan directamente la situación de unión de carbono en una forma positiva.
El sistema y método proporcionan mitigación de reducción. El sistema y método, solo por su implementación, mitigan este problema. Sin embargo, asociada con el sistema y método está una característica, en momentos conocidos susceptibles a reducción, a la que se puede programar el dispositivo, automáticamente, para aplicar un porcentaje adicional de reducción de voltaje. Bajo tales circunstancias, la carga en la red se reduce adicionalmente y resulta en reducción adicional de pérdida de cobre.
El sistema y método proporcionan mitigación de apagón. Usualmente son bien conocidos los tiempos de apagones para la compañía eléctrica. El sistema y método, en tiempos conocidos susceptibles a apagón, automáticamente verifican el uso de energía, alertan al consumidor, y distribuyen la energía para que todo consumidor obtenga su cantidad debida.
En una modalidad, cuando se activa el tiempo establecido y se excede el vatiaje distribuido, un dispositivo de advertencia audible alerta al consumidor para deshacerse de I a carga. En algún tiempo posterior, si se ha eliminado una carga insuficiente, el sistema puede apagarse automáticamente. En este punto, el consumidor puede deshacerse de algo de carga y entonces cambiar la condición de un interruptor para llevar el sistema de nuevo en línea. Si se ha eliminado carga insuficiente, el dispositivo de advertencia audible de nuevo alertará al usuario para deshacerse de más carga. Si el consumidor no responde, el sistema puede establecerse para cortar energía durante el periodo de tiempo restante. Se contemplan otras modalidades. Pueden invocarse varios escenarios de acuerdo con la situación local, deseos, y necesidades de la compañía de electricidad, a su discreción. Además, pueden utilizarse salidas eléctricas inalámbricamente controladas para que puedan apagarse automáticamente los dispositivos apropiados para satisfacer los requisitos de liberación de carga requeridos en relación a la energía distribuida.
El sistema y método proporcionan distribución de energía. La distribución de energía descrita anteriormente permite a los consumidores disfrutar de energía eléctrica para aparatos clave en lugar de ninguna energía en absoluto. Pueden existir momentos en que esta acción es necesaria en donde hay energía eléctrica insuficiente para ir a todos. Bajo tal escenario, es justo proporcionar un servicio reducido a todos en una cantidad distribuida en lugar de proporcionar servicio a algunos y sin ningún servicio a todos los otros. Cada consumidor es parte de la solución en lugar de parte del problema.
Se entenderá que aunque se ilustran modalidades, pueden no estar limitadas a la forma o disposición específica de partes aquí descritas y mostradas. Será evidente para aquellos expertos en la técnica que pueden hacerse varios cambios sin apartarse del alcance de la invención y la invención no se va a considerar limitada a lo que se muestra y describe en la especificación y los dibujos.

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1.- Un método para manejar el uso de energía eléctrica, que comprende los pasos de: proporcionar una cantidad distribuida de energía durante un primer periodo de tiempo predeterminado a través de línea de salida caliente de un dispositivo basado en IGBT/FET que tiene un procesador de señal digital; y verificar la energía consumida a través de la línea de salida caliente durante el primer periodo de tiempo predeterminado con dicho procesador de señal digital; en donde dicho dispositivo basado en IGBT/FET comprende: al menos una conexión de entrada de fase configurada para ingresar una cantidad predeterminada de energía entrante que tiene al menos una señal análoga en dicho dispositivo basado en IGBT/FET; al menos un concentrador de flujo magnético conectado a dicha al menos una conexión de entrada de fase y configurado para detectar dicha cantidad predeterminada de energía entrante en dicho dispositivo basado en IGBT/FET; al menos un detector de punto de cruce de cero voltios en conexión eléctrica con dicha al menos una conexión de entrada de fase y configurado para determinar al menos un punto de cruce de cero voltios de dicha al menos una señal análoga; al menos un identificador de ciclo medio en conexión eléctrica con dicha al menos una conexión de entrada de fase y configurado para identificar al menos un ciclo medio positivo de dicha al menos una señal análoga y al menos un ciclo medio negativo de dicha al menos una señal análoga; al menos un dispositivo de lógica en conexión eléctrica con dicho al menos un detector de punto de cruce de cero voltios y dicho al menos un identif icador de ciclo medio y configurado para enrutar dicho al menos un ciclo medio positivo de dicha al menos una señal* análoga y dicho al menos un ciclo medio negativo de dicha al menos una señal análoga a dicho procesador de señal digital; dicho procesador de señal digital en conexión eléctrica con dicho al menos un dispositivo de lógica y configurado para procesar dicha al menos una señal análoga; al menos un medio de reducción de voltaje que tiene al menos un control impulsor en donde dicho al menos un medio de reducción de voltaje está en conexión eléctrica con dicho al menos un procesador de señal digital y está configurado para reducir dicha cantidad predeterminada de energía entrante al proporcionar modulación de ancho de pulso al menos a una señal análoga para generar una cantidad reducida de energía; y al menos una conexión de salida de fase en conexión eléctrica con dicho al menos un medio de reducción de voltaje y configurado para enviar dicha cantidad reducida de energía fuera de dicho dispositivo basado en IGBT/FET.
2.- El método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende el paso de: apagar la energía en dicha línea de salida caliente cuando la energía verificada excede dicha cantidad distribuida de energía durante dicho periodo de tiempo predeterminado.
3.- El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicho primer periodo de tiempo predeterminado es durante condiciones de apagón anticipadas.
4. - El método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende el paso de: enviar una primera señal con dicho procesador de señal digital cuando la energía verificada excede dicha cantidad distribuida de energía durante dicho primer periodo de tiempo predeterminado.
5. - El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dicha primera señal es un sonido audible.
6.- El método de acuerdo con la reivindicación 4, que además comprende el paso de: apagar la energía en dicha línea de salida caliente en un tiempo predeterminado después de dicha primera señal si la energía verificada excede dicha cantidad distribuida de energía en dicho tiempo predeterminado después de dicha primera señal.
7. - El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el paso de apagar ocurre durante el paso de verificación.
8. - El método de acuerdo con la reivindicación 6, que además comprende el paso de: encender dicha cantidad distribuida de energía en dicha línea de salida caliente después del paso de apagado.
9. - El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el paso de apagado ocurre en respuesta a un comando.
10. - El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde dicho comando un cambio en condición de un interruptor de comando.
11. - El método de acuerdo con la reivindicación 2, que además comprende los pasos de: recibir un voltaje de línea entrante AC con dicho dispositivo basado en IGBT/FET durante un segundo periodo de tiempo predeterminado; suministrar un voltaje predeterminado en dicha línea de salida caliente de dicho dispositivo basado en IGBT/FET que es menor que dicho voltaje de línea entrante AC durante dicho segundo periodo de tiempo predeterminado; y medir dicho voltaje de línea entrante AC durante dicho segundo periodo de tiempo predeterminado.
12. - El método de acuerdo con la reivindicación 11, que además comprende los pasos de: proporcionar un transformador con los devanados secundarios del transformador entre una línea de entrada caliente y una línea de salida caliente, y los devanados primarios del transformador en conexión eléctrica en un primer extremo con dicha línea de entrada caliente y en un segundo extremo con un interruptor electrónico; recibir dicho voltaje de línea entrante AC en dicha línea de entrada caliente; controlar dicho interruptor electrónico con un microprocesador a una primera condición que conecta eléctricamente dicho segundo extremo de devanados primarios con dicha línea de entrada caliente cuando dicho voltaje de línea entrante AC es mayor que dicho voltaje predeterminado durante dicho segundo periodo de tiempo predeterminado.
13. - El método de acuerdo con la reivindicación 12, que además comprende el paso de: eliminar el componente reactivo de una corriente en dichos segundos devanados al anular dichos devanados primarios de transformador cuando dicho interruptor electrónico está en dicha primera condición.
14. - El método de acuerdo con la reivindicación 12, que además comprende los pasos de: controlar dicho interruptor electrónico con dicho microprocesador a una segunda condición que conecta eléctricamente dicho segundo extremo a neutral cuando dicho voltaje de línea entrante' AC es menor que dicho voltaje predeterminado durante dicho segundo periodo de tiempo predeterminado; y aumentar el voltaje en dicha línea de salida caliente de transformador con dicho transformador a dicho voltaje predeterminado utilizando dicho interruptor electrónico durante dicho segundo periodo de tiempo predeterminado al agregar un voltaje secundario de transformador con dicho voltaje de línea entrante AC.
15. - E l método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde no hay interpretación de voltaje en dicha linea de salida caliente de transformador durante el control de dicho interruptor entre dicha primera condición y dicha segunda condición.
16. - E l método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde dicho interruptor comprende un circuito de puente de diodo en conexión eléctrica con un dispositivo IGBT.
17. - Un sistema para manejar el uso energía eléctrica, que comprende: una red de compañía de electricidad; un transformador; un microprocesador; un suministro de energía; un interruptor electrónico; y un dispositivo basado en IGBT/FET; en donde dicha red de compañía de electricidad está en conexión eléctrica con una línea de entrada caliente de dicho transformador; en donde dicho transformador tiene devanados secundarios entre dicha línea de entrada caliente y una línea de salida caliente; en donde dicho transformador tiene devanados primarios en conexión eléctrica en un primer extremo con dicha línea de entrada caliente y un segundo extremo con dicho interruptor electrónico; en donde dicho interruptor electrónico tiene un primer estado que anula dichos devanados primarios, y un segundo estado para agregar un voltaje secundario de transformador con un voltaje de entrada principal; en donde dicho microprocesador está en conexión eléctrica con dicha línea de entrada caliente y dicho interruptor electrónico; en donde dicho suministro de energía está en conexión eléctrica con dicho interruptor electrónico y configurado para proporcionar energía a dicho interruptor electrónico; y en donde dicho dispositivo basado en IGBT/FET comprende: al menos una unidad de suministro de energía en conexión eléctrica con dicho dispositivo basado en IGBT/FET y configurado para alimentar dicho dispositivo basado en IGBT/FET; al menos una conexión de entrada de fase configurada para ingresar una cantidad predeterminada de energía entrante que tiene al menos una señal análoga de dicha compañía de electricidad en dicho dispositivo basado en IGBT/FET; al menos un transformador de corriente conectado a dicha al menos una conexión de entrada de fase y configurado para detectar dicha cantidad predeterminada de energía entrante en dicho dispositivo basado en IGBT/FET; al menos un dispositivo de acondicionamiento de señal análoga configurado para acondicionar dicha al menos una señal análoga de dicha energía que sale de dicho al menos un transformador de corriente; al menos un detector de punto de cruce de cero voltios en conexión eléctrica con dicha al menos una conexión de entrada de fase y configurado para determinar al menos un punto de fase de cero voltios de dicha menos una señal análoga; al menos un identificador de ciclo medio en conexión eléctrica con dicha al menos una conexión de entrada de fase y configurado para identificar al menos un ciclo medio positivo de dicha al menos una señal análoga y al menos un ciclo medio negativo de dicha al menos una señal análoga; al menos un dispositivo de lógica en conexión eléctrica con dicho al menos un detector de punto de cruce de cero voltios y dicho al menos un identificador de ciclo medio y configurado para enrutar dicho al menos ciclo medio positivo de dicha al menos una señal análoga y dicho al menos un ciclo medio negativo con dicha menos una señal análoga para al menos un procesador de señal digital que está configurado para procesar dicha al menos una señal análoga; dicho al menos un procesador de señal digital en conexión eléctrica con dicho al menos un d ispositivo de lógica y configurado para procesar dicha menos una señal análoga; al menos un medio de reducción de voltaje que tiene al menos un control impulsor en donde dicho al menos un medio de reducción de voltaje está en conexión eléctrica con dicho menos un procesador de señal digital y está configurado para reducir dicha cantidad predeterminada de energía entrante para generar una cantidad reducida de energía al proporcionar modulación de ancho de pulso al menos a una señal análoga; al menos una conexión de salida de fase en conexión eléctrica con dicho al menos un medio de reducción de voltaje y configurada para enviar dicha cantidad reducida de energía fuera de dicho dispositivo basado en IGBT/FET; y un módulo individual en conexión eléctrica con dicho procesador de señal digital y configurado para proporcionar una señal.
18.- Un método para manejar el uso de energía eléctrica, que comprende los pasos de: recibir un voltaje de línea entrante AC con un dispositivo basado en IGBT/FET durante un primer periodo de tiempo predeterminado; suministrar un voltaje predeterminado en una linea de salida caliente desde dicho dispositivo basado en IGBT/FET que es menor que dicho voltaje de línea entrante AC durante dicho primer periodo de tiempo predeterminado; medir dicho voltaje de línea entrante AC d urante dicho p rimer período de tiempo predeterminado; controlar un interruptor en el lado de devanados primarios de un transformador con un microprocesador a una primera condición cuando dicho voltaje de línea entrante AC es mayor que dicho voltaje predeterminado durante dicho primer periodo de tiempo predeterminado; eliminar el componente reactivo de una corriente en los devanados secundarios de dicho transformador al anular dicho lado de devanados primarios cuando dicho interruptor está en dicha primera condición; controlar dicho interruptor con dicho microprocesador a una segunda condición cuando dicho voltaje de línea entrante AC es menor que dicho voltaje predeterminado durante dicho primer periodo de tiempo predeterminado; y aumentar la salida de voltaje del lado de devanados secundarios de dicho transformador a dicho voltaje predeterminado con dicho interruptor en dicha segunda condición durante dicho primer periodo de tiempo predeterminado; en donde dicho dispositivo basado en IGBT/FET comprende: un medio para ingresar una cantidad predeterminada de energía entrante en dicho dispositivo basado en IGBT/FET; un medio para detectar dicha cantidad predeterminada de energía entrante a dicho dispositivo basado en IGBT/FET; un medio para acondicionar al menos una señal análoga de dicha energía; un medio para determinar al menos un punto de cruce de cero voltios de dicha al menos una señal análoga acondicionada; un medio para identificar al menos un ciclo medio positivo y al menos un ciclo medio negativo de dicha menos una señal análoga acondicionada; un medio para enrutar dicho al menos un ciclo medio positivo de dicha al menos una señal análoga y dicho menos un ciclo medio negativo de dicha menos una señal análoga para al menos un procesador de señal digital; un medio para procesar dicha menos una señal análoga acondicionada; un medio para reducir dicha al menos una señal análoga acondicionada de dicha cantidad predeterminada de energía para producir una cantidad reducida de energía; y un medio para enviar dicha energía reducida fuera de dicho dispositivo basado en IGBT/FET.
19. - El método de acuerdo con la reivindicación 18, que además comprende los pasos de: proporcionar una cantidad distribuida de energía durante un segundo periodo de tiempo predeterminado a través de una línea de salida caliente de dicho dispositivo basado en IGBT/FET; verificar la energía consumida a través de dicha línea de salida caliente durante dicho segundo periodo de tiempo predeterminado; y apagar la energía en dicha línea de salida caliente cuando la energía verificada excede dicha cantidad distribuida de energía durante dicho segundo periodo de tiempo predeterminado.
20. - E I método de acuerdo con la reivindicación 1 9, en donde dicho segundo periodo de tiempo predeterminado es durante condiciones de apagón anticipadas, y en donde dicha segunda condición de interruptor se configura para condiciones de reducción.
MX2013003610A 2010-09-29 2011-04-18 Sistema y metodo para manejar el uso de energia. MX339118B (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/893,539 US8619443B2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 System and method to boost voltage
PCT/US2010/050714 WO2012044289A1 (en) 2010-09-29 2010-09-29 System and method to boost voltage
US201161432399P 2011-01-13 2011-01-13
US13/026,931 US20110182094A1 (en) 2007-08-13 2011-02-14 System and method to manage power usage
PCT/US2011/032840 WO2012050635A1 (en) 2010-09-29 2011-04-18 System and method to manage power usage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MX2013003610A true MX2013003610A (es) 2014-01-31
MX339118B MX339118B (es) 2016-05-12

Family

ID=45938603

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2013003610A MX339118B (es) 2010-09-29 2011-04-18 Sistema y metodo para manejar el uso de energia.
MX2016006154A MX370209B (es) 2010-09-29 2011-04-18 Sistema y metodo para manejar el uso de energia.

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2016006154A MX370209B (es) 2010-09-29 2011-04-18 Sistema y metodo para manejar el uso de energia.

Country Status (13)

Country Link
US (2) US20110182094A1 (es)
EP (1) EP2622713B1 (es)
JP (1) JP2013539347A (es)
KR (1) KR101859498B1 (es)
CN (1) CN103141007A (es)
AU (1) AU2011314325A1 (es)
BR (1) BR112013007674B1 (es)
CA (1) CA2811711A1 (es)
EA (1) EA201390451A1 (es)
MX (2) MX339118B (es)
NZ (1) NZ608048A (es)
UY (2) UY33638A (es)
WO (1) WO2012050635A1 (es)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8085009B2 (en) 2007-08-13 2011-12-27 The Powerwise Group, Inc. IGBT/FET-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US8619443B2 (en) 2010-09-29 2013-12-31 The Powerwise Group, Inc. System and method to boost voltage
US8120307B2 (en) 2007-08-24 2012-02-21 The Powerwise Group, Inc. System and method for providing constant loading in AC power applications
US8085010B2 (en) 2007-08-24 2011-12-27 The Powerwise Group, Inc. TRIAC/SCR-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US8810190B2 (en) 2007-09-14 2014-08-19 The Powerwise Group, Inc. Motor controller system and method for maximizing energy savings
US8698447B2 (en) 2007-09-14 2014-04-15 The Powerwise Group, Inc. Energy saving system and method for devices with rotating or reciprocating masses
CN101728140B (zh) * 2008-10-27 2012-04-18 国网电力科学研究院 一种高压、超高压大电流断路器
KR101816058B1 (ko) 2009-09-08 2018-01-08 더 파워와이즈 그룹, 인코포레이티드 매스 회전식 또는 왕복식 장치에 의한 에너지 세이브 시스템 및 방법
US8698446B2 (en) 2009-09-08 2014-04-15 The Powerwise Group, Inc. Method to save energy for devices with rotating or reciprocating masses
CN103688455B (zh) * 2011-07-13 2016-09-07 辛古勒斯技术股份公司 用前沿或后沿相位切断来操作交流网络中若干负载的方法
US8872389B2 (en) * 2011-08-09 2014-10-28 Creston Electronics Inc. Intelligent backup power system
US9065330B1 (en) * 2011-11-15 2015-06-23 Marvell International Ltd. Method and apparatus for controlling TRIAC dimmable device
US9570908B2 (en) * 2012-02-09 2017-02-14 Silicon Laboratories Inc. Power management system
US9608507B2 (en) 2013-06-14 2017-03-28 Sinope Technologies Inc. Low power and low EMI power stealing circuit for a control device
CN103424606B (zh) * 2013-07-26 2016-01-13 珠海钱龙载波系统有限公司 一种频率自适应的低压电力载波通信过零检测电路
CN103928908A (zh) * 2014-04-24 2014-07-16 重庆文理学院 一种交流发电机电流调压器
US20150309107A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 Automatic Switch Company Method and system for detecting health of windings for electromagnetic devices
US9419552B2 (en) * 2014-06-11 2016-08-16 Nidec Motor Corporation Motor interface controller having an integrated power supply
JP6561562B2 (ja) * 2014-06-30 2019-08-21 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ 加熱調理装置、情報表示装置、制御方法、調理器具、およびコンピュータプログラム
NL2013296B1 (nl) * 2014-08-01 2016-09-21 Citytec B V Systeem voor het distribueren van elektrische energie.
JP2016092629A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 アズビル株式会社 通信状態表示方法および通信状態表示装置
US10320313B2 (en) * 2015-03-10 2019-06-11 Young Jun Kim Arc free phase control alternatives for AC motor starters
KR101629847B1 (ko) 2015-05-26 2016-06-14 (주)제이와이이엔씨 인버터 모니터링 시스템
EP3117282B1 (en) * 2015-06-03 2019-02-20 Topçu, Süleyman Parallel and redundant voltage regulator system
KR102021864B1 (ko) 2015-07-16 2019-09-17 엘에스산전 주식회사 전력 제어용 스위칭 소자의 구동회로
US10693452B2 (en) * 2018-08-13 2020-06-23 Sensata Technologies, Inc. Ultra low emission solid state relay
CN109217309A (zh) * 2018-10-24 2019-01-15 湖南众从视频加信息科技有限公司 一种用户电量监测和关闭系统
US11567551B2 (en) 2020-07-28 2023-01-31 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Adaptive power supply
TWI770638B (zh) * 2020-10-16 2022-07-11 佳得股份有限公司 一種行動通信低延遲分散式電力系統輔助服務裝置及方法
US20220318056A1 (en) * 2021-03-30 2022-10-06 Advanced Micro Devices, Inc. Dynamic system power load management
US20240039418A1 (en) * 2022-08-01 2024-02-01 Ickler Electric Corporation Dynamic transformer loading systems, transformer load controller and methods of staging a plurality of transformers in accordance with current load requirements of a changing load

Family Cites Families (124)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2276358A (en) * 1938-10-15 1942-03-17 Vickers Inc Power saving pump jack
US2345933A (en) * 1940-01-06 1944-04-04 American Telephone & Telegraph Phase control in electrical transmission
US3440512A (en) * 1965-12-28 1969-04-22 Texaco Inc Electric motor control system for a beam type pumping load
US3953777A (en) * 1973-02-12 1976-04-27 Delta-X Corporation Control circuit for shutting off the electrical power to a liquid well pump
US3959719A (en) * 1975-04-30 1976-05-25 General Electric Corporation Static controller for power factor correction and adaptive filtering
US4145161A (en) * 1977-08-10 1979-03-20 Standard Oil Company (Indiana) Speed control
US4324987A (en) * 1978-05-26 1982-04-13 Cyborex Laboratories, Inc. System and method for optimizing shed/restore operations for electrical loads
US4429578A (en) * 1982-03-22 1984-02-07 General Electric Company Acoustical defect detection system
US4429269A (en) * 1982-04-12 1984-01-31 Varian Associates, Inc. Feed forward AC voltage regulator employing step-up, step-down transformer and analog and digital control circuitry
DE3218823C2 (de) * 1982-04-22 1984-06-20 LGZ Landis & Gyr Zug AG, Zug Meßwandleranordnung mit zwei Magnetkernen
JPS58223820A (ja) * 1982-06-22 1983-12-26 Mitsubishi Electric Corp 自動電圧調整装置
US4513361A (en) * 1983-02-15 1985-04-23 Hughes Aircraft Company Multi-phase DC-to-AC and DC-to-DC boost converter
US4513240A (en) * 1983-06-08 1985-04-23 Westinghouse Electric Corp. Method and apparatus for selective cancellation of subsynchronous resonance
US4659981A (en) * 1985-09-24 1987-04-21 Sony Corporation Input transformer circuit
JPH06106008B2 (ja) * 1985-12-16 1994-12-21 三菱電機株式会社 デマンドコントロール装置
US4819180A (en) * 1987-02-13 1989-04-04 Dencor Energy Cost Controls, Inc. Variable-limit demand controller for metering electrical energy
US4745352A (en) * 1987-06-08 1988-05-17 Topaz, Inc. Switching AC voltage regulator
US5204595A (en) * 1989-01-17 1993-04-20 Magnetek, Inc. Method and apparatus for controlling a walking beam pump
AT393421B (de) * 1989-03-09 1991-10-25 Siemens Ag Oesterreich Stromwandleranordnung fuer dreileiter- drehstromsysteme zur stromistwerterfassung
US5003192A (en) * 1989-06-23 1991-03-26 Core Industries, Inc. AC power switching device with non-volatile memory unit
US4997346A (en) * 1990-04-12 1991-03-05 Atlantic Richfield Company Well pumping systems
US5180970A (en) * 1992-02-10 1993-01-19 Honeywell Inc. Mechanically adjustable current sensor and method for making same
US5481140A (en) * 1992-03-10 1996-01-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Demand control apparatus and power distribution control system
US5299266A (en) * 1992-03-20 1994-03-29 Sony Electronics Inc. Multi machine monitor for TV post production
US5281100A (en) * 1992-04-13 1994-01-25 A.M.C. Technology, Inc. Well pump control system
EP0647365B1 (en) * 1992-09-01 1998-10-07 DOSANI, Nazir Power controller device
US5583423A (en) * 1993-11-22 1996-12-10 Bangerter; Fred F. Energy saving power control method
CA2115717A1 (en) * 1994-02-15 1995-08-16 Nazir Dosani Method and apparatus for remote control of an electrical load
ATE196052T1 (de) * 1994-04-29 2000-09-15 Andre Bonnet Statischer wandler mit gesteuertem schalter und steuerungsschaltung
US5481225A (en) * 1994-06-03 1996-01-02 Sony Electronics Inc. Variable gain differential amplifier circuit
JP2777596B2 (ja) * 1994-06-09 1998-07-16 株式会社エステック デマンド・コントローラの負荷遮断信号出力用端末装置
US5506484A (en) * 1994-06-10 1996-04-09 Westinghouse Electric Corp. Digital pulse width modulator with integrated test and control
CA2127928A1 (en) * 1994-07-13 1996-01-14 Gaston Lefebvre Electrical load controller to regulate power consumption
US5615097A (en) * 1994-09-20 1997-03-25 Astec International, Ltd. Transient over voltage protection circuit for electrical power converters
US5600549A (en) * 1994-09-20 1997-02-04 Astec International, Ltd. Power factor corrected electrical power converter
US5747972A (en) * 1995-01-11 1998-05-05 Microplanet Ltd. Method and apparatus for electronic power control
US5602462A (en) * 1995-02-21 1997-02-11 Best Power Technology, Incorporated Uninterruptible power system
US5614811A (en) * 1995-09-26 1997-03-25 Dyalem Concepts, Inc. Power line control system
JP3230434B2 (ja) * 1996-06-05 2001-11-19 富士電機株式会社 Ａｃ／ｄｃ変換回路
US5754036A (en) * 1996-07-25 1998-05-19 Lti International, Inc. Energy saving power control system and method
JPH10234133A (ja) * 1997-02-18 1998-09-02 Mitsubishi Electric Corp 電力負荷削減方式
EP0889674B1 (en) * 1997-07-04 2004-02-18 Sharp Kabushiki Kaisha Power control unit
US6184672B1 (en) * 1997-08-15 2001-02-06 General Electric Company Current sensor assembly with electrostatic shield
US6069457A (en) * 1998-01-20 2000-05-30 Lumion University Method and apparatus for controlling lights and other devices
US6178362B1 (en) * 1998-09-24 2001-01-23 Silicon Energy Corp. Energy management system and method
US20040095237A1 (en) * 1999-01-09 2004-05-20 Chen Kimball C. Electronic message delivery system utilizable in the monitoring and control of remote equipment and method of same
CA2259055A1 (en) * 1999-01-14 2000-07-14 Franco Poletti Load power reduction control and supply system
JP2000224764A (ja) * 1999-01-27 2000-08-11 Kawamura Electric Inc 消費電力制御装置
US6528957B1 (en) * 1999-09-08 2003-03-04 Lutron Electronics, Co., Inc. Power/energy management control system
GB9921068D0 (en) * 1999-09-08 1999-11-10 Univ Montfort Bipolar mosfet device
US6633154B1 (en) * 2000-01-04 2003-10-14 William B. Duff, Jr. Method and circuit for using polarized device in AC applications
US6351400B1 (en) * 2000-01-18 2002-02-26 Eviropower Corporation Method and apparatus for a solar power conditioner
US6553353B1 (en) * 2000-01-28 2003-04-22 John Joseph Littlejohn Advanced metering system enabling regulation and billing of utilities by third party interagent
JP2001251790A (ja) * 2000-03-01 2001-09-14 Mitsubishi Electric Corp 屋内電力監視制御システム
US20030090362A1 (en) * 2000-04-25 2003-05-15 Hardwick Michael Dennis Remote controller with energy saving
US20040010350A1 (en) * 2000-05-31 2004-01-15 Per-Anders Lof Distributed power generation system protection scheme
CA2410854A1 (en) * 2000-06-01 2001-12-06 Powertec International Line side power and energy management system and methods
US6891478B2 (en) * 2000-06-09 2005-05-10 Jay Warren Gardner Methods and apparatus for controlling electric appliances during reduced power conditions
US6718213B1 (en) * 2000-06-19 2004-04-06 Electric City Corporation Variable base load energy management system and method
US6690594B2 (en) * 2000-08-10 2004-02-10 Sal G. Amarillas Electrical power conservation apparatus and method
US6545481B1 (en) * 2000-11-20 2003-04-08 International Business Machines Corporation Power interruption detection
US6489742B2 (en) * 2000-12-26 2002-12-03 John Lumsden Efficiency maximizing motor controller and method
US6690704B2 (en) * 2001-04-09 2004-02-10 Cymer, Inc. Control system for a two chamber gas discharge laser
US7324876B2 (en) * 2001-07-10 2008-01-29 Yingco Electronic Inc. System for remotely controlling energy distribution at local sites
US7336514B2 (en) * 2001-08-10 2008-02-26 Micropulse Technologies Electrical power conservation apparatus and method
US7188260B1 (en) * 2001-08-29 2007-03-06 Cisco Technology, Inc. Apparatus and method for centralized power management
US6849834B2 (en) * 2001-11-02 2005-02-01 General Electric Company Apparatus for cycle-skipping power control
US7164238B2 (en) * 2001-11-14 2007-01-16 Astral Communications, Inc. Energy savings device and method for a resistive and/or an inductive load and/or a capacitive load
US6906503B2 (en) * 2002-01-25 2005-06-14 Precor Incorporated Power supply controller for exercise equipment drive motor
US7049976B2 (en) * 2002-04-15 2006-05-23 Hunt Power, L.P. User-installable power consumption monitoring system
JP2003333750A (ja) * 2002-05-16 2003-11-21 Nichiei Intec Co Ltd 配電設備の節電制御装置
US7117120B2 (en) * 2002-09-27 2006-10-03 Unico, Inc. Control system for centrifugal pumps
MY134537A (en) * 2002-10-16 2007-12-31 Thomson Licensing Sa Capacitively coupled power supply
JP3774208B2 (ja) * 2003-05-16 2006-05-10 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ・イー・エックス・テクノ 交流電圧制御装置
US7010363B2 (en) * 2003-06-13 2006-03-07 Battelle Memorial Institute Electrical appliance energy consumption control methods and electrical energy consumption systems
US20050068013A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Scoggins Robert L. Apparatus and methods for power regulation of electrical loads to provide reduction in power consumption with reversing contactors
WO2005033718A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-14 Eaton Corporation Integrated anti-differential current sensing system
US7019995B2 (en) * 2003-11-15 2006-03-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Power supply having reduced-power mode
DE60332368D1 (de) * 2003-11-28 2010-06-10 St Microelectronics Srl Steuerschaltung für ein elektronisches Treibergerät für induktive Lasten, insbesondere für ein Gerät dessem Eingangssignal in einem hohen Logikzustand einen nichtoptimalen Spannungswert besitzt
US7019498B2 (en) * 2004-02-24 2006-03-28 William Pippin Power factor correction circuit
JP4117267B2 (ja) * 2004-04-28 2008-07-16 三菱電機株式会社 デマンド監視制御装置
US7355865B2 (en) * 2004-08-13 2008-04-08 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for rejecting the second harmonic current in an active converter with an unbalanced AC line voltage source
JP2006060887A (ja) 2004-08-18 2006-03-02 Chugoku Electric Power Co Inc:The 負荷遮断制御式停電対策電源装置
US20060049694A1 (en) * 2004-09-03 2006-03-09 Lawrence Kates Method and apparatus for load management in an electric power system
KR20070069178A (ko) * 2004-10-28 2007-07-02 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 초저전력 대기 전원
TWI258265B (en) * 2004-11-05 2006-07-11 Delta Electronics Inc DC-AC conveter
US20060098369A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Wambsganss Peter M Microcontroller controlled power supply
US20060103365A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-18 Compulite Systems (2000) Ltd. Method and converter circuitry for improved-performance AC chopper
US7231281B2 (en) * 2004-12-14 2007-06-12 Costa Enterprises, L.L.C. Dynamic control system for power sub-network
US7349765B2 (en) * 2005-02-18 2008-03-25 General Motors Corporation System and method for managing utility consumption
GB2439490B (en) * 2005-03-08 2008-12-17 Radio Usa Inc E Systems and methods for modifying power usage
US7049758B2 (en) * 2005-04-01 2006-05-23 Osram Sylvania Inc. Method of soft-starting a switching power supply having time-based pulse triggering control
US7358724B2 (en) * 2005-05-16 2008-04-15 Allegro Microsystems, Inc. Integrated magnetic flux concentrator
GB0511361D0 (en) * 2005-06-03 2005-07-13 Responsiveload Ltd Grid responsive control device
US7378821B2 (en) * 2005-08-01 2008-05-27 Enviro World Technologies, Inc Method and apparatus using VAR measurements to control power input to a three-phase induction motor circuit
US7336463B2 (en) * 2005-09-09 2008-02-26 Control4 Corporation Device and method for dimming service loads
US20070071047A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Cymer, Inc. 6K pulse repetition rate and above gas discharge laser system solid state pulse power system improvements
US7667411B2 (en) * 2005-11-24 2010-02-23 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Backlight assembly having voltage boosting section with electrically isolated primary side and secondary side
US20090018706A1 (en) * 2005-11-25 2009-01-15 Lupu Wittner Flexible electric load management system and method therefore
US8373547B2 (en) * 2006-05-25 2013-02-12 Nev Electronics Llc Method and apparatus for using power-line phase-cut signaling to change energy usage
JP4606389B2 (ja) 2006-06-28 2011-01-05 大阪瓦斯株式会社 分散型発電機の制御システム
JP2008048483A (ja) * 2006-08-11 2008-02-28 Toyota Industries Corp 直流交流変換装置
US7525296B2 (en) * 2006-08-18 2009-04-28 Bayview Ventures, Inc. Spread spectrum power converter with duty-cycle error compensation
CN100564876C (zh) * 2006-10-24 2009-12-02 株式会社安川电机 抽油机的泵抽空控制方法和抽油机控制装置
US7882383B2 (en) * 2006-11-01 2011-02-01 Freescale Semiconductor, Inc. System on a chip with RTC power supply
US8121742B2 (en) * 2007-11-08 2012-02-21 Flohr Daniel P Methods, circuits, and computer program products for generation following load management
CN101682179B (zh) * 2007-03-14 2015-09-16 佐尼特结构解决方案有限责任公司 智能的国家电气制造商协会插口和相关联的网络
US8085009B2 (en) * 2007-08-13 2011-12-27 The Powerwise Group, Inc. IGBT/FET-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US7693670B2 (en) * 2007-08-14 2010-04-06 General Electric Company Cognitive electric power meter
US8085010B2 (en) * 2007-08-24 2011-12-27 The Powerwise Group, Inc. TRIAC/SCR-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US8120307B2 (en) * 2007-08-24 2012-02-21 The Powerwise Group, Inc. System and method for providing constant loading in AC power applications
US7715951B2 (en) * 2007-08-28 2010-05-11 Consert, Inc. System and method for managing consumption of power supplied by an electric utility
US20090063228A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Forbes Jr Joseph W Method and apparatus for providing a virtual electric utility
US8810190B2 (en) * 2007-09-14 2014-08-19 The Powerwise Group, Inc. Motor controller system and method for maximizing energy savings
US8140279B2 (en) * 2007-09-24 2012-03-20 Budderfly Ventures, Llc Computer based energy management
US20090085545A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Nanoamp Solutions, Inc. (Cayman) Voltage regulator
US20090088907A1 (en) * 2007-10-01 2009-04-02 Gridpoint, Inc. Modular electrical grid interface device
US20090094173A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Adaptive Logic Control, Llc Intelligent Power Unit, and Applications Thereof
US20100001704A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-07 Advanced Analogic Technologies, Inc. Programmable Step-Down Switching Voltage Regulators with Adaptive Power MOSFETs
US20100054001A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Kenneth Dyer AC/DC Converter with Power Factor Correction
JP5163499B2 (ja) * 2009-01-07 2013-03-13 パナソニック株式会社 電力制御システム
US8103388B2 (en) * 2009-01-29 2012-01-24 International Business Machines Corporation System for prediction and communication of environmentally induced power useage limitation
JP2010211419A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Cosmo Life Kk 使用電力監視システム
US20100328023A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-30 Thomson Matthew B Method and apparatus for monitoring and selectively controlling a load in a power system

Also Published As

Publication number Publication date
NZ608048A (en) 2015-08-28
AU2011314325A1 (en) 2013-03-28
KR20130099120A (ko) 2013-09-05
US20110182094A1 (en) 2011-07-28
WO2012050635A1 (en) 2012-04-19
EP2622713A4 (en) 2014-08-20
UY33639A (es) 2012-02-29
BR112013007674B1 (pt) 2020-11-10
BR112013007674A2 (pt) 2019-09-24
MX339118B (es) 2016-05-12
UY33638A (es) 2012-02-29
EP2622713B1 (en) 2016-11-30
JP2013539347A (ja) 2013-10-17
KR101859498B1 (ko) 2018-05-18
CN103141007A (zh) 2013-06-05
EP2622713A1 (en) 2013-08-07
EA201390451A1 (ru) 2013-09-30
MX370209B (es) 2019-12-05
CA2811711A1 (en) 2012-04-19
US20140346896A1 (en) 2014-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MX2013003610A (es) Sistema y metodo para manejar el uso de energia.
US9716431B2 (en) IGBT/FET-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US7336514B2 (en) Electrical power conservation apparatus and method
CN100437437C (zh) 节能控制器
US20140343744A1 (en) Autonomous smart grid demand measurement system and method
US8928188B2 (en) Earth leakage power supply with bypass
WO2009029161A1 (en) Triac/scr-based energy savings device, system and method
AU2018203266B2 (en) System and method to manage power usage
BR132012003099E2 (pt) Dispositivo de economia de energia baseado em sistema e método igbt/fet
KR20120057396A (ko) 돌입전류 제한블록을 구비하는 역률 개선 회로 및 상기 회로를 포함하는 전력수신 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration