MXPA05002039A - Sistema de control de wattaje variable. - Google Patents

Abstract

Se describe un sistema (10) de control de vatiaje variable para proporcionar niveles de vatiaje variable para un dispositivo (16) de recepcion de energia. El dispositivo (16) de recepcion de energia se asocia operablemente con un medio (18) de deteccion que se comunica con un controlador (14) de temperatura para comparar la temperatura detectada con un punto de establecimiento predeterminado. Si la temperatura detectada cae fuera del punto establecido, el controlador (14) de temperatura dirige un medio (12) de control de energia para encender el dispositivo (16) de recepcion de energia en un nivel de vatiaje especifico. El sistema (10) puede incluir un micro-controlador (23) contenido en ya sea el controlador (14) de temperatura, el controlador (12) de energia o un modulo (24) de separacion que determina un factor de graduacion de salida de energia con base en el porcentaje de voltaje de linea completa que se aplica al dispositivo de recepcion de energia y luego gradua la salida de energia. El factor de graduacion de salida de energia determina el porcentaje de energia maximo que se aplica al dispositivo de recepcion de energia de manera que un dispositivo sencillo puede accionarse en niveles de energia diferentes de energia para varias aplicaciones.

Description

SISTEMA DE CONTROL DE WATTAJE VARIABLE REFERENCIA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud se basa en la solicitud de patente norteamericana provisional número de serie 60/404,997, titulada "Sistema de control para un calentador de wattaje variable" presentada el 21 de agosto de 2002, cuyo contenido se incorpora como referencia y se solicita su conservación continua. ANTECEDENTES DE LA INVENCION 1. Campo de la Invención La presente invención se refiere a un sistema de control y particularmente a un sistema de control de wattaje variable. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema de control de wattaje variable para un dispositivo receptor de potencia, tal como un elemento de calentamiento. 2. Técnica Anterior Los sistemas de control para controlar la salida de potencia aplicada a un elemento de calentamiento u otro dispositivo receptor de potencia son bien conocidos en la técnica. En particular las patentes norteamericanas nos. 3,752,956 de Cahill et al.; 4,582,982 de Peigari; 4,894,520 de Moran; y 5,624,591 de Di Trapani todas describen algún tipo de controlador para controlar la salida de potencia a un elemento de calentamiento. Específicamente la referencia de Peigari presenta un controlador de potencia en el cual la salida de voltaje a un calentador de resistencia se varía de acuerdo con la temperatura exterior, mientras que la referencia de Moran aplica una corriente variable a un calentador de resistencia correspondiente a las variaciones en la alimentación de voltaje al usar un modulador de ancho de pulso que controla la temporización de un dispositivo de conmutación con el fin de controlar el flujo de corriente a través del calentador de resistencia. Adicionalmente, la referencia de Cahill et al. describe un circuito de fijación en un arreglo con un triac de compuerta y circuitos de alimentación para controlar la salida de potencia a un elemento de calentamiento. Finalmente, la referencia de Di Trapani muestra un circuito de control que presenta un triac para modular la alimentación de corriente a un elemento de calentamiento de tal forma que el flujo de corriente es interrumpido cuando se alcanza un predeterminado umbral . Sin embargo se desean otras mejoras en los sistemas de control de potencia. Más específicamente, existe una necesidad en la técnica de un control de potencia que pueda convertir cuando menos un dispositivo receptor de potencia, tal como un elemento de calentamiento, que tiene una sola tasa de wattaje hacia un elemento de calentamiento que tiene múltiples aplicaciones de wattaje. Existe la necesidad adicional en la técnica de un controlador que tenga la capacidad de limitar el wattaje máximo a un valor menor que aquel que seria proporcionado en un voltaje en todo el rango de voltaje y que proporciona una función de graduado para graduar la salida de potencia al elemento de calentamiento con el fin de controlar mejor la salida de potencia. Además, existe la necesidad de un controlador que permita la entrada manual de varios parámetros para determinar la función de graduado deseada por parte del usuario. Además existe la necesidad de un método para mejorar el control de la potencia de ángulo de fase a bajos ángulos de conducción. OBJETOS Y SUMARIO DE LA INVENCION El objeto primario de la presente invención es el de proporcionar un sistema de control de wattaje variable para controlar la salida de potencia al dispositivo receptor de potencia al determinar una función de graduado que gradúa la salida de potencia de tal forma que el wattaje máximo suministrado al dispositivo receptor de potencia puede ser menor que el que seria proporcionado con un voltaje de rango completo. Todavía otro objeto de la presente invención es el de proporcionar un sistema de control de wattaje variable que usa un solo valor de resistencia de calentador con diferentes niveles de wattaje. Aún otro objeto de la presente invención es el de proporcionar un sistema de control de wattaje variable que permita el uso de un dispositivo receptor de potencia con una resistencia menor a lo normal al limitar el voltaje y la corriente máxima a un valor menor que el que seria suministrado con un voltaje de rango completo. El uso de valores de resistencia menores a lo normal pueden permitir que un dispositivo receptor de potencia sea diseñado con un elemento resistivo con una sección transversal mayor a lo normal, lo que puede dar como resultado un aumento en la vida del dispositivo. Otro objeto adicional de la presente invención es el de proporcionar un sistema de control de wattaje variable en el cual la salida de potencia de ya sea el controlador de temperatura o potencia es capaz de volver a ser graduado. Otro objeto de la presente invención es el de proporcionar un módulo para un sistema de control de wattaje variable que está asociado de manera operativa con los controladores de potencia y temperatura del sistema de control para volver a graduar la salida de potencia hacia el dispositivo receptor de potencia. Otro objeto de la presente invención es el de proporcionar una nueva mejora del control de potencia de ángulo de fase al permitir que se presenten ciclos "fuera" entre los ciclos "activos" activados con fases angulares, permitiendo un aumento en el ángulo de conducción de los ciclos "activos" activados con fases angulares. Los términos "calentador" o "elemento calentador" o "elemento productor de calor" o "medios productores de calor" tal como se usa aquí se pretende signifiquen genéricamente cualquier tipo de dispositivo receptor de potencia, ya sea como una unidad sencilla o múltiple, que recibe potencia eléctrica y que puede encontrarse frecuentemente en el contexto de un calentador industrial en forma de un dispositivo ohmico que comprende un elemento resistivo activado eléctricamente para producir calor. Sin embargo la presente invención contempla que un dispositivo receptor de potencia puede incluir cualquier tipo de dispositivo activado eléctricamente, incluyendo pero sin limitarse a un elemento de calentamiento o similares. Los términos "control de potencia" o "controlador de potencia" tal como se usa aquí se pretende que signifique genéricamente cualquier tipo dispositivo de control de potencia que normalmente se encuentra en sistemas de control de calentador. Esos dispositivos incluyen pero sin limitarse a dispositivos de conmutación de potencia mecánica (por ejemplo, contactores reveladores de desplazamiento de mercurio, 'etc.) y control de potencia de semiconductores (por ejemplo control de ángulo de fase, disparo, modo de pulsos, modulación del ancho de pulso (PWM), etc.; incluyendo conversión de potencia a CA a potencia CD y el uso de PWM de una fuente a CD) . Otro objeto de la presente invención es el de proporcionar un sistema de control de wattaje variable que tiene un subsistema de controlado por software que permite la entrada automática o manual por un usuario de varios parámetros en el sistema de control de wattaje variable con el fin de determinar una función de graduación. Los términos software" o "subsistema de software" o "subsistema de software implementado por computadora" o "controlado por software" como se usan aquí se pretende que incluyan sin limitarse a, software interno, que también es conocido como "firmware" . En un breve sumario, la presente invención supera y substancialmente resuelve las deficiencias presentes en la técnica al proporcionar un sistema de control de wattaje variable que comprende un dispositivo receptor de potencia conectado a un controlador de potencia que está enlazado a una fuente de potencia ya sea CD o CA para suministrar potencia al dispositivo. Un medio sensor está asociado operativamente con el dispositivo receptor de potencia para tomar lecturas de temperatura y comunicar esas lecturas a un controlador de temperatura. En la modalidad preferida, después de que las lecturas de temperatura son comunicadas al controlador de temperatura por los medios sensores, el controlador de temperatura entonces proporciona una salida regraduada al controlador de potencia que limita y regradúa la cantidad de voltaje aplicado al dispositivo receptor de potencia. Este método para limitar el voltaje de linea aplicado al dispositivo y regraduar la salida enviada al dispositivo por medio del controlador de potencia permite obtener múltiples valores de wattaje desde un único valor de resistencia del dispositivo. En otras palabras, el uso por el sistema de control de wattaje variable de un factor de graduación en base al porcentaje de un voltaje de linea total determina el porcentaje máximo de potencia que va a ser aplicado al dispositivo receptor de potencia de tal forma que el dispositivo no trabaja con un nivel de potencia mayor que su consumo de nivel de potencia. Este sistema de control de wattaje variable de la presente invención puede usarse de acuerdo con esto para proporcionar el control de una amplia variedad de dispositivos receptores de potencia tales como elementos de calentamiento, en los cuales el consumo de potencia de esos elementos o dispositivo puede ser tan grande como el sistema de control de wattaje variable o de hecho puede ser menos, para la operación del sistema de control de wattaje variable se gradúa de manera protectora para dar una salida conforme a las especificaciones del elemento o dispositivo . De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se provee un subsistema de software implementado en una computadora el cual permite que el usuario introduzca manualmente el voltaje de la linea, la resistencia del elemento (por ejemplo el valor ohmico de un calentador) y una potencia máxima deseada, con el fin de calcular el factor de graduación deseado. Este factor de graduación se aplica por medio del subsistema de software para volver a graduar la salida del voltaje al dispositivo receptor de potencia desde el controlador de potencia. De esta manera el usuario puede cambiar el factor de graduación aplicado a la salida de voltaje del mismo dispositivo receptor de potencia con el fin de obtener de este, valores de wattaje máximos múltiples, o bien para alimentar potencia a tantos elementos o dispositivos como sea posible, cada un con diferente consumo. Los términos "computadora" o implementado en una computadora" o "microcontrolador" como se usan aquí se pretende que incluyan microprocesadores, microcontroladores, procesadores de señales digitales, arreglos lógicos programables, y cualquier otro dispositivo capaz de realizar las instrucciones programadas. Preferentemente, el subsistema de software para determinar el factor de graduación se encuentra en el controlador de temperatura, sin embargo la presente invención contempla que el subsistema de software puede estar contenido dentro del controlador de potencia o cualquier otro dispositivo adecuado. La función de factor de graduación puede alternativamente estar contenida en un arreglo modular especial que está asociado de manera operativa entre el controlador de potencia y el dispositivo receptor de potencia, o entre la fuente de voltaje y el controlador de potencia o entre el controlador de temperatura y el controlador de potencia para realizar la misma función. El factor de graduación de ese módulo especial puede pre-ajustarse en el lugar de manufactura o puede ser ajustable durante la aplicación. Como se observa antes, el sistema de control de wattaje variable de la presente invención usa un único valor de resistencia de calentador con el dispositivo receptor de potencia para obtener muchos valores de wattaje diferentes al controlar el voltaje y la corriente aplicados al dispositivo. Además, la presente invención controla el voltaje y la corriente de linea aplicados al dispositivo receptor de potencia a valores menores que los que de otra manera serian alimentador en el caso de un voltaje de linea total y re-gradúa esta salida al dispositivo. Por ejemplo un usuario que requiere un elemento calentador del mismo tamaño físico en cuatro diferentes combinaciones de voltaj e/wattaj e : 500 vatios y 60 vatios a 120V y 240 V tendrían que comprar los siguientes cuatro elementos de calentamiento diferentes que tengan las mismas dimensiones físicas: (A) 500 vatios, 120 V, 28.8 ohmios; (B) 500 vatios, 240 V, 115.2 ohmios; (C) 600 vatios, 120V, 24.0 ohmios; y (D) 600, vatios, 240 V, 96.0 ohmios. Al usar el sistema de control de wattaje variable de la presente invención, esos cuatro tipos de parámetros del elemento de calentamiento A, B, C y D pueden reemplazarse de manera efectiva con elementos de calentamiento con un único valor de resistencia al limitar el voltaje del elemento de calentamiento a un valor menor que el voltaje total de la linea y regraduar el voltaje del elemento de calentamiento para suministrar el voltaje deseado. El sistema de control de voltaje variable de la presente invención puede trabajar con cualquier tipo de técnicas conocidas de control de potencia semiconductor a CA o CD (por ejemplo control de ángulo de fase, disparo, modalidad de pulsos, modulación del ancho de pulso (PWM) , transistores de potencia, etc. incluyendo la conversión de una potencia a CA a una a CD y el uso de P M desde una fuente a CD) o dispositivos de conmutación de potencia mecánicas (por ejemplo contractores, relevadores de desplazamiento de mercurio, etc.) . Cuando se usan con un sistema de control de potencia de ángulo de fase, la presente invención puede incluir un método para mejorar el control de la potencia del ángulo de fase con el fin de mejorar la precisión del control de potencia del ángulo de fase a bajos ángulos de conducción. La presente invención puede usar el control de potencia del ángulo de fase, perno no requiere necesariamente el uso de esos sistemas de control de potencia. Objetos adicionales, ventajas y características novedosas de la invención se indicarán en la siguiente descripción, y serán evidentes para los expertos en la técnica después de examinar la siguiente descripción más detallada y los dibujos en los cuales los elementos similares de la invención presentan numeración similar. BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama de bloque simplificado de la modalidad preferida del sistema de control de wattaje variable que muestra el sistema de control implementado en un controlador de temperatura de acuerdo con la invención; La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra el método para determina el factor de graduación y regraduar la salida de potencia al dispositivo receptor de potencia por medio del controlador de temperatura de acuerdo con la presente invención; La figura 3 es un diagrama de bloque simplificado de una modalidad alternativa del sistema de control de wattaje variable que muestra el sistema de control implementado en un controlador de potencia de acuerdo con la presente invención; La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra el método para determinar el factor de graduación y regraduar la salida de potencia al dispositivo receptor de potencia por medio del controlador de potencia de acuerdo con la presente invención; La figura 5 es un diagrama de bloque simplificado de una modalidad alternativa del sistema de wattaje variable que muestra al sistema de control implementada en un controlador combinado de temperatura/potencia de acuerdo con la presente invención; La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra el método para determinar manual o automáticamente el factor de graduación y regraduar la salida de potencia al dispositivo receptor de potencia por medio del controlador combinado de potencia/temperatura de acuerdo con la presente invención; La figura 7 es un diagrama a bloque simplificado de una modalidad alternativa del sistema de control de wattaje variable que muestra el sistema de control implementado en un módulo de acuerdo con la presente invención; La figura 8 es un diagrama de bloque simplificado que muestra el sistema de control implementado en el módulo que tiene un arreglo de circuitos alternativo de acuerdo con la presente invención; La figura 9 es un diagrama a bloques simplificado que muestra el sistema de control impleiaentado en el módulo que tiene un arreglo de circuitos alternativo de acuerdo con la presente invención y Las figuras 10A-C son gráficas que ilustran la mejora a un sistema de control de disparo con ángulo de fase de acuerdo con la presente invención; DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Refiriéndonos a los dibujos, la modalidad preferida del sistema de control de wattaje variable se ilustra y se indica generalmente como 10 en la figura 1. El sistema de control de wattaje variable 10 comprende un controlador de potencia 12 enlazado a una fuente de voltaje a CA o CD 20 para proporcionar una salida de potencia a un dispositivo receptor de potencia, tal como un medio productor de calor 16. Un medio sensor 18 registra la temperatura ambiental asociada con los medios productores de calor 16 y comunica las lecturas de temperatura a un controlador de temperatura 14 que está asociado de forma operativa con el controlador de potencia 12. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el sistema de control de wattaje variable 10 proporciona medios para controlar la salida de potencia desde el controlador de potencia 12 a los medios productores de calor 16 al limitar y regraduar la cantidad de voltaje de linea aplicado a los medios productores de calor 16. Preferentemente, el controlador de temperatura 14 incluye un microcontrolador 23 que incluye un subsistema de software 30 (figura 2) para calcular y comunicar una señal al controlador de potencia 12 que controla la salida de potencia a los medios productores de calor 16 como se describirá a mayor detalle a continuación. En la alternativa, si el sistema no incluye un subsistema de software 30 para implementar la función de graduación, la función de graduación puede ser prea ustada por el fabricante o puede ser ajustable durante el uso, por ejemplo usando uno o más interruptores. Refiriéndonos a la figura 2, el subsistema de software 30 proporciona una rutina que instruye al controlador de temperatura 14 para que obtenga nuevas entradas del usuario a través de una interfaz de usuario (no mostrada) con el fin de generar un factor de graduación de la salida de potencia saiida, y produce una señal 84 hacia el controlador de potencia 12. El término "interfaz de usuario" como se usa aquí se pretende que incluya entradas manuales (por ejemplo teclados) y medios electrónicos (por ejemplo buses de comunicación alámbricos o inalámbricos y medios de almacenamiento electrónicos) o cualquier medios adecuado para transferir la información pertinente al subsistema de software 30. En las etapas 32, 34 y 36, respectivamente, el usuario introduce el voltaje de línea (en Vrms) producida por la fuente de voltaje 20, el valor de resistencia (en ohmios) de los medios productores de calor 16, y la potencia deseada (en Wattios) que va a ser aplicado a los medios productores de calor 16. Una vez que el voltaje de la línea, el valor de la resistencia y los valores de potencia deseados se introducen en el controlador de temperatura 14, el microcontrolador 23, en la etapa 38, calcula la potencia con el voltaje de linea total usando la siguiente ecuación; Plinea = (^lxnea) / -calentador después que Punea ha sido determinada, el microcontrolador 23, en la etapa 40, calcula el factor de graduación de la salida de potencia Ksaiida/ usando la siguiente ecuación: Ksalida ^deseada /Plinea En la alternativa, el factor de graduación de la salida de potencia salicja puede introducirse a través de la interfaz de usuario en vez del ser calculada en el subsistema de software 30. Una vez que ha sido determinado el factor de graduación de la salida de potencia, el sensor 18 toma una lectura de la temperatura y la comunica al microcontrolador 23 en la etapa 42. El microcontrolador 23, en la etapa 44, compara la lectura de temperatura a un punto de referencia previamente establecido previamente por el usuario. El porcentaje requerido del nivel de salida de potencia saiida es determinado por el controlador de temperatura 14 de la manera normal en la etapa 44, y luego el microcontrolador 23 calcula un porcentaje graduado de salida de potencia, Psaiida graduada en la etapa 46 usando la siguiente ecuación: Psalida graduada = Psalida graduada * Ksaiida Después de que se ha calculado la salida de potencia graduada Psalida graduada el microcontrolador 23 instruye al contrlador de temperatura 14 para que comunique una señal 84 al controlador de potencia 12 estableciendo la salida de potencia deseada a los medios productores de calor 16. El controlador de potencia 12 recibe la señal 84 y proporciona la salida de potencia apropiada a los medios productores de calor 16. La señal 84 es una señal de control que tiene un nivel de señal apropiado para comunicar la salida de potencia deseada al controlador de potencia 12. El nivel de la señal 84 significa el nivel de la salida de potencia que va a ser proporcionada por el controlador de potencia 12 a los medios productores de calor 16. Por ejemplo, un elemento de calentamiento resistivo de 24 ohmios se desea que opere como un elemento de calentamiento 1200 vatios a un voltaje de linea de 240 Vrms . Este elemento de calentamiento de 24 ohmios suministra 2400 varios con el voltaje total de linea. Un controlador de temperatura 14 con un rango de salida lineal de 4-20 mA, sin aplicar el factor de graduación saiida de la presente invención para regraduar la salida de potencia con el voltaje de linea total, la fuerza de la señal 84 para una señal de 4m¾. 0 nivel de potencia 0; señal de 12mA = nivel de potencia de 50% o 120.0 vatios; y señal de 20 A = nivel de potencia de 100% o 2400 vatios representando que el voltaje de linea total está siendo aplicado a los medios productores de calor 16. Cuando el factor de graduación, Ksalicia se calcula en 0.5 y se aplica a este esquema 4mA aún representa un nivel de potencia 0; sin embargo 8mA = nivel de potencia del 50% o 600 vatios y 12 mA = nivel de potencia de 100% o 1200 vatios. Por lo tanto una señal de 12mA 84 al controlador de potencia 12 proporcionara una salida de potencia graduada de 100% del wattaje deseado (1200 vatios) o 50% de la potencia de linea total de 2400 vatios. Sin embargo la presente invención contempla que otros factores de graduación producirán diferentes esquemas, por ejemplo un factor de graduación de 0.25 o 25% producirá una señal de 8mA 84 al controlador de potencia 12 representando una salida de potencia graduada de 100% o 25% de la potencia de voltaje de linea total. Después de que se ha determinado Psaiida graduada el controlador de potencia 12 fija la salida de potencia graduada a los medios productores de calor 16 a un nivel que es igual a Psaiida graduada su la etapa 48. Sin embargo, si no ha sido implementado un factor de graduación nuevo, el subsistema de software 30 regresa a la etapa 42 para otra lectura de la temperatura y el cálculo de la salida de potencia. El ciclo desde la etapa 48 de regreso a la etapa 42 se repite hasta que el usuario interrumpe el ciclo, por ejemplo para introducir nuevos datos en las etapas 32 a 36. Refiriéndonos a la figura 3, se ilustra una modalidad alternativa 110 del sistema de control de wattaje variable. En esta modalidad particular, el sistema de control de wattaje variable 110 consiste substancialmente del mismo arreglo que la modalidad preferida, excepto porque el subsistema de software 130 se encuentra en un microcontrolador 123 que está asociado operativamente con el controlador de potencia 12, y no con el controlador de temperatura 14. En la alternativa, si el sistema de control de wattaje variable 110 no incluye un subsistema de software 130 para implementar la función de graduación, la función de graduación puede ser preajustada por el fabricante o puede ser ajustable durante el uso, por ejemplo usando uno o más interruptores . Como se muestra en la figura 4, el subsistema de software 130 proporciona una rutina que instruye al controlador de potencia 12 para obtener una nueva entrada del usuario a través de una interfaz de usuario (no mostrada) en el controlador 12 con el fin de generar un factor de graduación de salida de potencia saiida y produce una salida de potencia graduada a los medios productores de calor 16. En las etapas 50, 52 y 54, respectivamente, el usuario introduce el voltaje de linea (en Vrms) producida por la fuente de voltaje 20, el valor de resistencia (en ohmios) de los medios productores de calores 16, y la potencia deseada (en vatios) que se va a aplicar a los medios productores de calor 16. En la alternativa, el controlador de potencia 12 puede leer automáticamente el voltaje de linea existente de la fuente de voltaje 20 así como el valor de resistencia de los medios productores de calor 16 sin la entrada del usuario. Una vez que el voltaje de línea el valor de resistencia y los valores de potencia deseados se introducen en el controlador de potencia 12, el microcontrolador 123, en la etapa 56, calcula la potencia con el voltaje de línea total usando la misma ecuación para determinar Piinea tal como se calculo en la modalidad preferida. Después de que Punea haya sido determinada, el microcontrolador 123 en la etapa 58 calcula el factor de graduación de potencia Ksaiida usando también la misma ecuación utilizada en la modalidad preferida. En la alternativa el factor de graduación de salida de potencia saiida puede ser introducida a través de la interfaz de usuario en vez de ser calculada en el subsistema de software 130. Una vez que ha sido determinado el factor de graduación de salida de potencia el controlador de potencia 12 lee una señal 84 comunicada por el controlador de temperatura 14. La señal 84 es una señal de control que tiene un nivel que representa el porcentaje de salida de potencia requerido para alcanzar un cierto punto de referencia de temperatura establecido en el controlador de temperatura 14. Esto se basa a la lectura de temperatura comunicada por los medios sensores .18, comparando esa lectura contra la temperatura del punto de referencia y proporcionando la señal anterior 84 al controlador de potencia 12. Después de que el microcontrolador 123 lee la señal 84 enviada por el controlador de temperatura 14 una nueva salida de potencia porcentual P3aiida graduada/ se calcula en la etapa 62, usando la misma ecuación indicada en la etapa 46. Después de que se ha determinado el valor de Psaiida graduada/ el controlador de potencia 12 fija la salida de potencia a los medios productores de calor 16 a un nivel igual a Psauda graduada- Sin embargo si no se ha implementado un nuevo factor de graduación de salida de potencia, el subsistema de software 130 regresa a la etapa 50 para realizar otra lectura del controlador de temperatura 14 y otro cálculo de la salida de potencia. El ciclo desde la etapa 64 de regreso a la etapa 60 se repite hasta que el usuario interrumpe el ciclo, por ejemplo para introducir nuevos datos en las etapas 50 a 54. Refiriéndonos a la figura 5, se ilustra una modalidad alternativa 210 del sistema de control de attaje variable. En este arreglo el controlador de potencia 12 y el controlador de temperatura 14 se combinan en un único controlador combinado 22 que recibe las lecturas de temperatura del sensor 18 y proporciona una salida de potencia limitada y escalada a los medios productores de calor 16. Alternativamente, si el' sistema 210 no incluye un subsistema de software para implementar la función de graduación, la función de graduación puede ser preajustada por el fabricante o puede ser ajustable durante el uso, por ejemplo usando uno o más interruptores. Como se muestra en la figura 6, el subsistema de software 230 proporciona una rutina que instruye al controlador combinado 22 para obtener una nueva entrada desde el usuario a través de una interfaz de usuario (no mostrada) en el controlador 22 con el fin de generar un factor de graduación de la salida de potencia Ksaiida y produce una salida de potencia graduada a los medios productores de calor 16. En las etapas 66, 68, y 70 respectivamente, el usuario introduce el voltaje de linea (en Vrms) producido por la fuente de voltaje 20, el valor de resistencia (en ohmios) de los medios productores de calor 16, y la potencia deseada (en vatios) que van a ser aplicados a los medios productores de calor 16. Alternativamente, el controlador combinado 22 puede leer automáticamente el voltaje de linea existente desde la fuente de voltaje 20 asi como el valor de resistencia de los medios productores de calor 16 sin la entrada de usuario. Una vez que el voltaje de linea, el valor de resistencia y los valores de potencia deseados son introducidos o leídos en el controlador combinando 22, el microcontrolador 223, en la etapa 72, calcula la potencia para el voltaje de línea total usando la misma ecuación para determinar Piinea como se describió antes. Después de que se ha determinado Pimea/ el microcontrolador 223, en la etapa 74 calcula el factor de graduación de salida de potencia, saiida/ usando también la misma ecuación mencionada antes. Una vez que a sido determinado el factor de graduación de potencia de salida, el controlador combinado 22, en la etapa 76 lee la temperatura que está siendo comunicada por el sensor 18. En la etapa 78, el microcontrolador 223 compara la lectura de temperatura contra un valor de referencia de temperatura y calcula el nivel de salida de potencia porcentual requerido, Psaiida/ de la manera normal, y entonces el microcontrolador 223 calcula una salida de potencia porcentual graduada Psaiida graduada en la etapa 809, usando la misma ecuación indicada en las otras modalidades. Después de que se ha determinado la salida de potencia graduada Psaiida graduada el controlador combinado 22 fija la salida de potencia a los medios productores de calor 16 a un nivel igual a la salida de potencia recientemente graduada Psaiida graduada. Sin embargo, como en las otras modalidades, si no se ha implementado un nuevo factor de graduación de salida de potencia, el subsistema de software 230 regresa a la etapa 76 para realizar otra lectura de temperatura y otro cálculo de la salida de potencia. El ciclo desde la etapa 82 de regreso a la etapa 76 se repite hasta que el usuario interrumpe el ciclo, por ejemplo para introducir nuevos datos en las etapas 66 a 70. Refiriéndonos a la figura 7, se ilustra una modalidad alternativa 310 del sistema de control de wattaje variable. En esta modalidad particular el sistema de control de wattaje variable 310 comprende un módulo 24 que tiene una conexión a los medios de control de potencia 12 y una segunda conexión a los medios productores de calor 16, mientras que el controlador de temperatura 14 proporciona una señal de salida 84 a los medios de control de potencia 12. Los medios de control de potencia 12 entonces suministran voltaje y corriente al módulo 24. Como se muestra adicionalmente, el módulo 24 entonces suministra voltaje y corriente graduados a los medios productores de calor 16 que son menores que el voltaje y la corriente que de otra forma serian suministrados únicamente por los medios de control de potencia 12. Aunque el módulo 24 podria ser implementado por medio de un subsistema microcontrolador, el módulo 24 no requiere un subsistema de microcontrolador o de software para calcular y fija la salida de potencia graduada a los medios productores de calor 16. El factor de gradación de la salida de potencia Ksaiida puede ser preajustado por el fabricante o puede ser ajustable durante el uso, por ejemplo usando uno o más interruptores. La salida de potencia a los medios productores de calor 16 se limita por medio de un dispositivo de estado sólido (por ejemplo un triac, SCR, relevador del estado sólido, transistor de potencia, etc.) dentro del módulo 24 que está fijado a un nivel predeterminado con el fin de limitar la salida de potencia a los medios productores de calor 16. Refiriéndonos a la figura 8, se ilustra una modalidad alternativa 410 del sistema de control de attaje variable. En esta modalidad particular, el sistema de control de wattaje variable 410 comprende un módulo 24 que tiene una conexión a la fuente de voltaje 20 y una segunda conexión a los medios de control de potencia 12. La fuente de voltaje 20 suministra voltaje y corriente al módulo 24 que entonces suministra voltaje y corriente graduados a los medios de control de potencia 12. Como se muestra adicionalmente, el controlador de temperatura 14 proporciona una señal de salida 84 a los medios de control de potencia 12. Los medios de control de potencia 12 entonces suministra voltaje y corriente graduados a los medios productores de calor 16 que es menor que el voltaje y la corriente que de otra forma serian suministrados sin el módulo 24. Aunque el módulo 24 podría ser implementado por medio de un subsistema controlador, el módulo 24 no requiere necesariamente un microcontrolador o un subsistema de software para calcular e introducir la salida de potencia graduada a los medios productores de calor 16. El factor de graduación de la potencia de salida Ksaiida puede ser preajustado por el fabricante o por medios manuales en el módulo 24, como por ejemplo por medio de uno o más interruptores. La salida de potencia a los medios productores de calor 16 se limita por medio de un dispositivo de estado sólido (por ejemplo triac, SCR, relevador del estado sólido, transistor de potencia, etc.) dentro del módulo 24 que está fijado a un nivel predeterminado con el fin de limitar la salida de potencia a los medios productores de calor 16. Refiriéndonos a la figura 9, se ilustra una modalidad alternativa 510 del sistema de control de wattaje variable. En esta modalidad particular, el sistema de control de wattaje variable 510 presenta substancialmente la misma configuración que el sistema de control de wattaje variable 10 mostrado en la figura 1; sin embargo un módulo 124 está interpuesto operativamente entre la salida al controlador de temperatura 14 y la entrada a los medios de control de potencia 12. En esta configuración el módulo 124 recibe la señal 84 del controlador de temperatura 14 y proporciona una salida limitada y graduada hacia los medios de control de potencia 12. Aunque el módulo 124 podría ser implementada por medio de un subsistema microcontrolador, el módulo 124 no necesariamente requiere un microcontrolador o subsistema de software para calcular e introducir el factor de graduación de la salida de potencia Ksaiida a los medios de control de potencia 12. El factor de graduación de la salida de potencia puede ser preajustado por el fabricante o por medios manuales en el módulo 124, como por ejemplo por medio de uno o más interruptores.

Cuando se aplica a un sistema de control de potencia de fase angular, la presente invención da como resultado ángulos de conducción menores a lo normal debido a la función limitante de la potencia. Debido a la naturaleza de los dispositivos activados con fase angular tal como SCR, el control de potencia a bajos ángulos de conducción puede ser menos preciso que el control de potencia con ángulos de conducción mayores . Con el fin de reducir los problemas asociados con los bajos ángulos de conducción, la presente invención ofrece una mejora el control de potencia de fase angular con ángulos de conducción bajos, o cuando el control del ángulo de fase se combina con el disparo. Esto permite que se presenten ciclos "fuera" entre los ciclos "activos" activados con fases angulares, permitiendo un aumento en el ángulo de conducción de los ciclos "activos" activados con fases angulares . Refiriéndonos a la figura 10A, un controlador de potencia de fase angular normal que recibe un comando de una potencia del 7% tendría un ángulo de fase de conducción de 41 grados en cada ciclo de línea a CA. Usando la presente invención y el disparo del ángulo de fase cada tercer ciclo de línea a CA, se obtiene una salida de potencia el 7% con un ángulo de conducción de 53 grados como se ilustra en la figura 10B. Además, como se muestra en la figura 10C, el disparo de ángulo de fase cada tercer ciclo de línea a CA usando la presente invención, se obtiene una salida de potencia del 7% con un ángulo de conducción de 62 grados. Preferentemente, este aspecto de la presente invención es una mejora a los medios de control de potencia 12 en las figuras 1 y 3, o alternativamente, al control combinado de temperatura/potencia 22 mostrado en la figura 5 o el módulo 24 mostrado en las figuras 7 y 8. Así, se observa que la presente invención proporciona un sistema de control de watta e variable 10 para proporcionar diferentes niveles de wattaje a cuando menos un dispositivo receptor de potencia tal como medios productores de calor 16. El sistema de control 10 preferentemente comprende cuando menos un medio productor de calor 16 asociados operativamente con medios sensores de temperatura 18; los medios sensores de temperatura 18 se comunican con un controlador de temperatura 14 para comparar la temperatura registrada con un punto de referencia deseado; medios de control de potencia 12 del controlador de temperatura 14, para proporcionar la energización del elemento de calentamiento 16 a un nivel de wattaje máximo seleccionado; y el controlador de temperatura 14 sirve de tal forma que si la temperatura registrada, al ser comparada con el punto de referencia, indica que el sistema de control 10 requiere calor, el controlador de temperatura 14 dirige medios de control de potencia 12 para accionar los medios productores de calor 16 con un nivel de wattaje máximo específico. El sistema de control de wattaje variable 10 puede comprender además un microcontrolador 23 que determina un factor de graduación de salida de potencia en base al porcentaje de un voltaje de linea total que está siendo aplicado al elemento de calentamiento 16 y entonces gradúa la salida de potencia de acuerdo con esto; el factor de graduación de la salida de potencia determina la potencia porcentual máxima que va a ser aplicada al elemento de calentamiento 16. De acuerdo con esto cuando menos uno de los medios productores de calor 16 (ya sea una unidad sencilla o múltiple) puede ser activado con diferentes niveles de potencia para diferentes aplicaciones, y el consumo de potencia del sistema de control de wattaje variable 10 puede ser mayor que el consumo de potencia de los medios productores de calor 16. · También se observa que se describe aquí un método para usar un sistema de control para un calentador de wattaje variable 10 para proporcionar diferentes niveles de wattaje para los medios productores de calor 16, pudiéndose requerir que los medios productores de calor sean activados a niveles de potencia menores a la capacidad de niveles de potencia del sistema de control de wattaje variable 10, consistente en el uso de medios sensores de temperatura 18 para la medición de una temperatura asociada con los medios productores de calor 16 durante su operación; proporcionando las mediciones de temperatura a un controlador de temperatura 14 para comparar las mediciones de temperatura con un punto de referencia deseado; usando los medios de control de potencia 12 del controlador _.de temperatura 14, para proporcionar la energización de los medios productores de calor 16 en un nivel de wattaje máximo seleccionado; el controlador de temperatura 14 opera de tal forma que si la temperatura registrada comparada con el punto de referencia, indica que el sistema 10 requiere calor, el controlador de temperatura 14 ordena al controlador de potencia 12 a activar loe medios productores de calor 16 con un nivel de wattaje máximo especifico; y usando un microcontrolador 23 para determina un factor de graduación de la salida de potencia en base al porcentaje de un voltaje de linea total que está siendo aplicado a los medios productores de calor 16 y entonces graduar la salida de potencia de acuerdo con esto y asi mismo hacer que el factor de graduación de la salida de potencia determine la potencia porcentual máxima que va a ser aplicada a los medios productores de calor 16 de tal forma que los medios productores de calor 16 no son activados con un nivel de potencia mayor que su consumo de nivel de potencia. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, en el anterior método para la determinación del factor de graduación, el método además consiste en proporcionar el factor de graduación al microcontrolador por medio de una interfaz de usuario o técnicas comunicación electrónicas . De acuerdo con otro aspecto de la presente invención en el método anterior para determinar el factor de graduación, el método además consiste en proporcionar a la microcomputadora el voltaje de linea de una fuente de potencia para el controlador de potencia, la resistencia eléctrica de los medios productores de calor 16 y la potencia máxima deseada de los medios productores de calor 16. Esos valores pueden ser determinados e introducidos manualmente o pueden ser determinados automáticamente, o proporcionados por medio de técnicas de comunicación electrónicas, proporcionadas por medio de información almacenada en una tabla de referencia o reportados de otra forma por medio de las características o propiedades de los medios productores de calor 16, como por ejemplo por medio de energización de dispositivos de prueba o de prueba substitutos, o al establecer una especificación o determinación en el sistema de control de wattaje variable 10. Varias precauciones y limitaciones operativas y características de seguridad serán apropiadas para los usuarios expertos que hagan una aplicación industrial del nuevo sistema. Por ejemplo y sin limitaciones, el sistema de control de wattaje variable 10 típicamente puede estar provisto con una protección contra cortocircuito o sobre corriente "completamente activa" o la llamada protección de circuito de "cortocircuito total" en el cual el sistema hace uso de dispositivos controlados por semiconductores, tales como SCR (tiristores) o dispositivos de conmutación bidireccional (triacs) , que pueden fallar en una condición de cortocircuito . Además en el caso del sistema de control de wattaje variable 10 de la invención que usa control CA controlada en ángulo de fase o CD pulsante, pueden utilizarse filtros especiales para suprimir la generación de componentes de alta frecuencia con el fin de cumplir con los protocolos de certificación del producto o los criterios regionales o de las agencias de aprobación, tales como los reglamentos de salud, seguridad y ambientales o las especificaciones que establezcan que los dispositivos o sistemas deben cumplir para calificar para las regulaciones comerciales de CE (Acuerdos Europeos) para dispositivos usados y comercializados en la Unión Europea. El sistema de control de wattaje variable 10 de la presente invención por supuesto puede usar cualquiera de los métodos de control de potencia o protocolos de conmutación anteriores, tales como PWM o control de fase, de acuerdo con lo cual el sistema 10 puede ser activado con una energía con regulaciones relacionadas a los tipos de esquemas de control de potencia o sus limitaciones de operación.

Además al usar el sistema de control de wattaje variable 10 de acuerdo con la presente invención, aquellos expertos en el uso de la invención pueden tomar el cuidado apropiado para evitar los efectos dañinos sobre el factor de potencia que puede ser el problema sobre los servicios que proporcionen la potencia que va a ser controlada por el sistema 10. Como otro ejemplo, en vez de registrar la temperatura de un dispositivo receptor de potencia la salida de potencia o la fuerza de tracción o la velocidad angular (como la -del eje de .un motor) de otro tipo de dispositivo controlado por potencia, pueden medirse y aplicarse a un dispositivo o circuito análogo a los medios de medición y control de la temperatura 18 o circuitos de la invención, pero en los cuales el controlador de potencia 12 proporcione una salida graduada al dispositivo controlado por potencia que es coherente con los principios de la invención. De acuerdo con lo anterior debe entenderse que mientras que se han ilustrado y descrito modalidades particulares de la invención, pueden realizarse varias modificaciones sin salirse del espíritu y alcance de la presente invención. Por lo tanto no se pretende que la-invención esté limitada por la especificación; por el contrario el alcance de la presente invención se pretende esté limitada solo por las reivindicaciones anexas.

Claims (35)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de control que limita el watta e proporcionado por un elemento productor de calor a un valor menor que el producido por el voltaje de linea total, el sistema comprende: cuando menos un medio productor de calor; medios de control de potencia asociados operativamente con cuando menos uno de los miembros productores de calor; y una función limitante de la potencia que limita el wattaje producido por el cuando menos uno de los miembros productores de calor a un valor menor que el producido con un voltaje de linea total por medio del uso de una función de graduación.

2. El sistema de control de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual la función limitante de la potencia y la función de graduación residen en un módulo unido a cuando menos uno de los medios productores de calor o que está colocado operativamente entre los medios de control de potencia y el cuando menos uno de los medios productores de calor.

3. El sistema de control de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual la función limitante de la potencia y la función de graduación residen en un módulo que está colocado operativamente entre una fuente de potencia y los medios de control de potencia.

4. El sistema de control de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual la función limitante de la potencia y la función de graduación residen en los medios de control de potencia que están colocados operativamente entre una fuente de potencia y cuando menos uno de los medios productores de calor.

5. El sistema de control de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual la función limitante de la potencia y la función de graduación residen en un módulo que está colocado operativamente entre la salida de cualquier dispositivo de control y la entrada de control a los medios de control de potencia que controlan a cuando menos uno de los medios productores de calor.

6. El sistema de control de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual los medios de control de potencia es activado con fase angular e incluye la provisión de un circuito para mejorar la precisión del control de potencia de dase angular a bajos ángulos de conducción, permitiendo que se presenten ciclos "fuera" entre los ciclos "activos" activados con fases angulares, permitiendo un aumento en el ángulo de conducción de los ciclos "activos" activados con fases angulares.

7. El sistema de control de acuerdo con la reivindicación 1 que además comprende un controlador de temperatura, el controlador de temperatura incluye: una función sensora de la temperatura tal que puede determinarse una temperatura de proceso asociada de forma operativa con cuando menos uno de los medios productores de calor; una función de comparación de temperatura para comparar una temperatura asociada con cuando menos uno de los medios productores de calor con una temperatura de punto de referencia y determinar la salida requerida; y una función de salida que proporciona directamente o por el uso de medios de control de potencia comunes, un método para variar la potencia suministrada a los medios productores de calor.

8. Un sistema de control de wattaje variable para proporcionar diferentes niveles de wattaje a un dispositivo receptor de potencia, el sistema comprende: cuando menos un dispositivo receptor de potencia asociado operativamente con medios sensores de temperatura; los medios sensores de temperatura se comunican con el controlador de temperatura para comparar una temperatura registrada con un punto de referencia predeterminado; un controlador de potencia asociado operativamente con el controlador de temperatura para proporcionar la energización del cuando menos un dispositivo receptor de potencia con un nivel de wattaje máximo seleccionado; el controlador de temperatura sirve para que si la temperatura medida, al ser comparada con el punto de referencia indica que el sistema de control requiere calor, el controlador de temperatura dirige medios de control de potencia para accionar los medios productores de calor 16 con un nivel de watta e máximo especifico; un microcontrolador que determina un factor de graduación de salida de potencia en base al porcentaje de un voltaje de linea total que está siendo aplicado al elemento de calentamiento y entonces gradúa la salida de potencia de acuerdo con esto; el factor de graduación de la salida de potencia determina la potencia porcentual máxima que va a ser aplicada al elemento de calentamiento; y cuando menos uno de los medios productores de calor puede ser activado con diferentes niveles de potencia para diferentes aplicaciones.

9. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 8 en el cual el controlador de potencia controla la potencia al cuando menos un dispositivo receptor de potencia por medio del control del ángulo de conducción, e incluye circuitos para aumentar los ángulos de conducción a bajos niveles de salida de potencia.

10. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 8 en el cual el controlador de temperatura opera de tal forma que las lecturas de temperatura son comunicadas al controlador de temperatura por los medios sensores, y cuando las lecturas de temperatura son comunicadas de esa manera, el controlador de temperatura entonces proporciona una salida regraduada al controlador de potencia que limita y regradúa la cantidad de voltaje aplicado al dispositivo receptor de potencia, así el controlador de potencia permite obtener múltiples valores de wattaje desde un único valor de resistencia del dispositivo receptor de potencia.

11. El sistema de control de "wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 10 en el cual la graduación permite que cuando menos uno de los dispositivos receptores de potencia que tiene un consumo de wattaje único sea usado como un dispositivo receptor de potencia que tenga múltiples aplicaciones de wattaje.

12. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 11 que también es capaz de energizar cualquier tipo posible de los cuando menos un dispositivo receptor de potencia dentro de un rango de consumos de potencia posible, y por medio del cambio del factor de graduación, la operación del sistema se ajusta al nivel de potencia máximo deseado de cuando menos un medio productor de calor.

13. El sistema de control de watta e variable de acuerdo con la reivindicación 12 en el cual el controlador de temperatura proporciona un rango de salida lineal para seleccionar un nivel de potencia operativa de cuando menos un dispositivo receptor de potencia para su operación a una temperatura registrada en el punto de referencia preseleccionado sin importar de si el sistema tiene un nivel de potencia máximo mayor que el de cuando menos un dispositivo receptor de potencia, y en el cual el limite superior del rango de salida lineal corresponderá al nivel de potencia deseado máximo de cuando menos un dispositivo receptor de potencia.

14. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 12 en el cual el rango de salida lineal es un estándar industrial.

15. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 12 en el cual el rango de salida lineal es un rango de salida de 4-20 ?a?.

16. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 10 en el cual: el microcontrolador sirve para determinar un factor de graduación de salida de potencia de acuerdo con una función de graduación, en base a porcentaje del voltaje de linea total que se aplica a cuando menos un dispositivo receptor de potencia al primero calcular la potencia disponible en el voltaje de línea total usando la siguiente ecuación: Plinea — ( nnea) / ^-calentador y también sirve para entonces graduar la salida de potencia que va a ser aplicada a cuando menos un dispositivo receptor de potencia al calcular el factor de graduación de salida de potencia, Ksaiidaf usando la siguiente ecuación: Ksalida — Pdeseada /Plinea los medios sensores de temperatura sirven para comunicar entonces la lectura del sensor de temperatura al microcontrolador; y el microcontrolador sirve además para comparar la temperatura registrada con el punto de referencia predeterminado, y determina el porcentaje del nivel de salida de potencia, saiida^ y luego calcula un porcentaje graduado de salida de potencia, PSaiida graduada usando la siguiente ecuación: Psalida graduada = Psalida graduada * Ksaiida el microcontrolador sirve además para ordenar al controlador de temperatura a que comunique una señal al controlador de potencia estableciendo la salida de potencia deseada al cuando menos un dispositivo receptor de potencia; proporcionando el controlador de potencia una salida de potencia debidamente graduada, a cuando menos un dispositivo receptor de potencia.

17. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 16 en el cual el microcontrolador opera como se indica en respuesta a un programa de software del sistema.

18. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 17 en el cual el microcontrolador es operado por medio de un subsistema de software que tiene un software para permitir la entrada manual por parte de un usuario de varios parámetros en el sistema de control de watta e variable con el fin de determinar la función de graduación.

19. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 8 en el cual la función de graduación opcionalmente se ajusta manualmente o se ajusta antes del envío al usuario final o es comunicada electrónicamente a sistema o es determinada automáticamente por el sistema en respuesta a una entrada del usuario.

20. Un sistema de control de wattaje variable que comprende: medios productores de calor energizados eléctricamente; medios de control de potencia unidos a una fuente de potencia a CD o CA para suministrar potencia a los medios productores de calor; medios sensores asociados operativamente a los medios productores de calor para tomar lecturas de temperatura asociadas con los medios productores de calor y comunicar esas lecturas a un controlador de temperatura; y medios de control de potencia que operan de tal forma que cuando las lecturas de temperatura son comunicadas al controlador de temperatura por los medios sensores, el controlador de temperatura entonces proporciona una salida regraduada al controlador de potencia que limita y regradúa la cantidad de voltaje aplicado a los medios productores de calor usando un factor de graduación de acuerdo con las especificaciones de consumo de los medios productores de calor.

21. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 20 en el cual el factor de graduación opcionalmente se ajusta manualmente o se ajusta antes del envío al usuario final o es comunicada electrónicamente a sistema o es determinada automáticamente por el sistema en respuesta a una entrada del usuario.

22. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 20 que además comprende la provisión de un control que permite al usuario del sistema preseleccionar los valores del voltaje de línea, la resistencia y una potencia máxima deseada de los medios productores de calor, de tal forma que el sistema calcula un factor de graduación deseado, el factor es aplicado por un subsistema de software para regraduar la salida de potencia por medio del control del voltaje a los medios productores de calor con los medios de control de potencia.

23. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 22 en el cual la provisión de control está constituida por el subsistema de software que permite que el usuario introduzca manualmente el voltaje de linea, resistencia eléctrica de los medios productores de calor y la potencia máxima deseada de los medios productores de calor con el fin de calcular un factor de graduación deseado apropiado a los medios productores de calor.

24. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 20 en el cual el subsistema de software es ya se aparte del controlador de temperatura o parte de los medios de control de potencia o es un arreglo separado asociado de manera operativa entre los medios de control de potencia y medios productores de calor o entre el controlador de temperatura y los medios de control de potencia.

25. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 20 en el cual los medios de control de potencia controlan el nivel de potencia suministrado a los medios productores de calor por medio del control de potencia semiconductor o por medios de conmutación de potencia mecánicas.

26. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 25 en el cual los medios de control de potencia controlan el nivel de potencia suministrado a los medios productores de calor por medio de control de ángulo de fase, disparo, modo de pulso o modulación del ancho de pulso.

27. El sistema de control de wattaje variable de acuerdo con la reivindicación 25 en el cual los medios de control de potencia controlan el nivel de potencia suministrado a los medios productores de calor por medio de control de ángulo de fase, e incluyen el proveer un circuito para mejorar la precisión del control de potencia de dase angular a bajos ángulos de conducción, permitiendo que se presenten ciclos "fuera" entre los ciclos "activos" activados con fases angulares, permitiendo un aumento en el ángulo de conducción de los ciclos "activos" activados con fases angulares .

28. Un sistema de control de wattaje variable para proporcionar niveles de wattaje variables para dispositivos receptores de potencia, el sistema comprende: cuando menos un dispositivo receptor de potencia asociado operativamente con medios sensores para registrar un parámetro operativo del dispositivo receptor de potencia; los medios sensores están comunicados con un controlador que responde al sensor para comparar el parámetro operativo registrado con un valor de referencia predeterminado; medios de control de potencia del controlador que responde al sensor, para proporcionar la energización del dispositivo receptor de potencia a un nivel de wattaje seleccionado; el controlador que responde al sensor opera de tal forma que si el parámetro operativo registrado al ser comparado con el punto de referencia predeterminado, indica la necesidad de más potencia del dispositivo receptor de potencia, el controlador que responde al sensor ordena a los medios de control a que energizen el dispositivo controlado por potencia que está limitado a un nivel de wattaje máximo especifico; un microcontrolador que determina un factor de graduación de salida de potencia en base al porcentaje de un voltaje de linea total que es aplicado al dispositivo receptor de potencia y luego gradúa la salida de potencia de acuerdo con esto; y el factor de graduación de la salida de potencia determina el porcentaje máximo de potencia que va a ser aplicado al dispositivo receptor de potencia; de tal forma que el dispositivo receptor de potencia puede funcionar a diferentes niveles de potencia para diferentes aplicaciones con una especificación de consumo de potencia mayor o menor que la especificación de consumo de potencia del sistema.

29. Un método para el control de wattaje variable que comprende las etapas de: a) proporcionar medios productores de calor energizados eléctricamente, medios de control de potencia unidos a una fuente de potencia para suministrar potencia a los medios productores de calor, medios sensores asociados operativamente con los medios productores de calor para medir la temperatura asociada a los medios productores de calor y comunicar las señales correspondientes a la temperatura registrada por el sensor a un controlador de temperatura para controlar los medios de control de potencia para que apliquen potencia los medios productores de calor de acuerdo con la temperatura registrada por el sensor; b) determinar una salida de factor de graduación para aplicarlo a la potencia aplicada a los medios productores de calor por los medios de control de potencia de acuerdo con la especificación de consumo de los medios productores de calor; c) comunicar la temperatura registrada por el sensor al controlador de temperatura; d) hacer que el controlador de temperatura tenga una salida regraduada a los medios de control de potencia que limitan y regradúan la potencia de salida de los medios de control de potencia; y e) aplicar potencia de los medios de .control de potencia a los medios productores de calor a un nivel de potencia determinado por el controlador de temperatura para mantener la temperatura relativa a un punto de referencia de temperatura; en el cual el nivel de potencia suministrado a los medios productores de calor se gradúa de acuerdo con el factor de graduación.

30. El método de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizado además porque se determina el factor de graduación de acuerdo con el voltaje de linea, la resistencia del elemento de calentamiento y la potencia máxima deseada que puede ser suministrada a los medios productores de calor.

31. El método de acuerdo con la reivindicación 29, caracterizado además porque: f) se emplea un subsistema de software que permite al usuario del sistema introducir voltaje de linea, resistencia del elemento calentador y la potencia máxima deseada a los medios productores de calor; y g) calcular por medio del subsistema de software un factor de graduación deseado.

32. El método de acuerdo con la reivindicación 29 en el cual el factor de graduación se ajusta manualmente o se ajusta antes del envió al usuario final o es comunicada electrónicamente a sistema o es determinada automáticamente por el sistema en respuesta a una entrada del usuario.

33. Un método para el control de un calentador de wattaje variable que consiste de las etapas de: a) proporcionar medios productores de calor energizados eléctricamente, medios de control de potencia unidos a una fuente de potencia para suministrar potencia a los medios productores de calor, medios sensores asociados operativamente con los medios productores de calor para medir la temperatura asociada a los medios productores de calor y comunicar las señales correspondientes a la temperatura registrada por el sensor a un controlador de temperatura para controlar los medios de control de potencia para que apliquen potencia los medios productores de calor de acuerdo con la temperatura registrada por el sensor; b) emplear un microcontrolador para determinar un factor de graduación de salida de potencia de acuerdo con una función de graduación,, en base a porcentaje del voltaje de linea total que se aplica a cuando menos un dispositivo receptor de potencia al primero calcular la potencia disponible en el voltaje de linea total usando la siguiente ecuación: Plinea ~~ CVlj.nea) / Rcalentador c) para entonces graduar la salida de potencia que va a ser aplicada al calentador al calcular el factor de graduación de salida de potencia, Ksaiida/ usando la siguiente ecuación: Ksalida Pdeseada / Plinea d) operar los medios sensores de temperatura para comunicar entonces la lectura del sensor de temperatura al microcontrolador; y e) operar el microcontrolador para comparar la temperatura registrada con el punto de referencia predeterminado, y determina el porcentaje del nivel de salida de potencia, Psaiida/ y luego calcular un porcentaje graduado de salida de potencia, Psaiida graduada usando la siguiente ecuación: Psaiida graduada = Psaiida graduada * Ksaüda y f) operar el microcontrolador para ordenar al controlador de temperatura .que comunique una señal al controlador de potencia estableciendo la salida de potencia deseada al calentador; en el cual el controlador de potencia proporciona una salida de potencia debidamente graduada para el calentador.

34. Un método para usar un sistema de control de wattaje variable para proporcionar diferentes niveles de wattaje para un elemento de calentamiento, el elemento de calentamiento puede requerirse que sea activado a niveles de potencia menor que la capacidad de nivel de potencia del sistema, el método consiste de las etapas de: a) usar medios sensores de temperatura para medidas de una temperatura asociada con elemento de calentamiento durante su operación; b) proporcionar las medidas de temperatura a un controlador de temperatura para comparar las medidas de temperatura con un punto de referencia predeterminado; c) usar medios de control de potencia del controlador de temperatura para proporcionar la energización del elemento de calentamiento en un nivel de attage seleccionado; el controlador de temperatura opera de tal forma que si la temperatura registrada por el sensor, al ser comparado con el punto de referencia predeterminado, indica que el sistema requiere más calor, el controlador de temperatura ordena a los medios de control de potencia que energizen el elemento de calentamiento, que está limitado a un nivel de wattaje máximo especifico; y d) usar un microcontrolador para determinar un factor de graduación de salida de potencia en base al porcentaje del voltaje total de línea aplicado al elemento de calentamiento; y e) graduar de acuerdo con esto la salida de potencia; y f) hacer que el factor de graduación de salida de potencia determine el porcentaje máximo de potencia que va a ser aplicado al elemento de calentamiento; de tal forma que el elemento de calentamiento no es activado con un nivel de potencia mayor que su nivel de consumo de potencia.

35. El método de acuerdo con la reivindicación 34, en el cual la etapa d) comprende además el proporcionar al-microcontrolador el voltaje de linea de una fuente de potencia para los medios de control de potencia, la resistencia eléctrica del elemento de calentamiento y la potencia máxima deseada del elemento de calentamiento.