BRPI0803139A2 - dispositivo eletroeletrÈnico - Google Patents

Abstract

Compreende um equipamento de baixo peso, à prova d'água, que atua na entrada de energia de motores trifásicos, entre outras características, convertando a energia monofásica em energia trifásica, e que permite a otimização da infra-estrurura de oferta de energia em localidades antes não acessíveis a este serviço.

Description

DISPOSITIVO ELETROELETRÔNICO

A presente invenção refere-se a um dispositivoeletroeletrônico, o qual compreende um equipamento de baixopeso, à prova d'água, que atua na entrada de energia de motorestrifásicos, entre outras características, convertando a energiamonofásica em energia trifásica, e que permite a otimização dainfra-estrurura de oferta de energia em localidades antes nãoacessíveis a este serviço.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

O aumento da demanda por energia é uma questãoextremamente atual. Em vários setores é sentido o aumento doconsumo de energia ao mesmo tempo que a capacidade degeração de tal recurso é ampliada em um nível abaixo dosatisfatório. Em alguns segmentos do setor energético, como opetroquímico, a geração torna-se cada vez mais intensa ao mesmotempo que as reservas tornam-se cada vez mais escassas.

No segmento de energia elétrica, tem sido externado umparadoxo; ao mesmo tempo que a demanda aumenta, váriaslimitações no que diz respeito a impacto ambiental e formasanternativas de geração de energia se tornam obstáculos maisfortes.

Em grande parte os recursos energéticos têm sido malaproveitados, muito em função de uma avaliação incipiente dosdesdobramentos da oferta dado pela grande disponibilidade inicialdo recurso energético explorado. Em conseqüência disso,paralelamente à ampliação da oferta de energia, deveria ser revistaas atuais formas de utilização da energia já disponível.O recente alerta pela renovação das fontes de energia emnível mundial levou a uma busca por energia limpa, em quantidadee a um baixo custo, entretanto, tal pensamento não se estendeu atéà melhor utilização dos recursos disponíveis.

É certo que a questão da renovação das fontes de energianão possui uma solução única, mas sim vários componentes quecomplementarmente podem vir a solucionar a questão em períodode tempo relativamente curto (pequeno e médio prazos).

Nesse sentido, dentre os ensinamentos verificados na técnica,alguns são relacionados a seguir:

O documento de patente PI0602096-8 refere-se a MÉTODODE COMPENSAÇÃO DO DESEQUILÍBRIO E DA DISTORÇÃODAS TENSÕES TRIFÁSICAS DE ENTRADA DE UM CONVERSORTRIFÁSICO-TRIFÁSICO EM MATRIZ, que utiliza controle decorrente para compensar o desequilíbrio e as distorções dastensões trifásicas, e possibilita a obtenção de tensões e correntestrifásicas senoidais na carga; o método apresentado se trata de umsistema de processamento e conta com os seguintes componentes:conversor em matriz (1.1); módulo vetor espacial Is (1.2); reguladorPI (1.3); sincronizador de tensão (1.4); e modulador por vetoresespaciais (1.6); o método de controle de corrente proposto consisteem manter constante o módulo do vetor espacial das correntes desaída do conversor em matriz por meio de um regulador PI quealtera dinamicamente a razão cíclica de acionamento das chavesbidirecionais que compõem o conversor em matriz compensando osdesequilíbrios e distorções das tensões trifásicas de entrada; ométodo de controle de corrente proposto requer pouco esforçocomputacional e circuitos eletrônicos de baixo custo em suaimplementação.

O documento de patente PI0602718-0 refere-se aCONVERSOR ESTÁTICO MONOFÁSICO PARA TRIFÁSICO COMPONTO DE NEUTRO, no qual é descrito um conversor estáticomonofásico para trifásico pertence ao campo dos sistemas deconversão elétricos, mais especificamente, aos conversoresestáticos de potência baseados na eletrônica de potência, para aconversão de potência monofasica em trifásica com neutro (quatrofios), objetivando a alimentação de cargas monofásicas, bifásicas,trifásicas e trifásicas com neutro. As tensões de saída de talconversor caracterizam-se por serem mantidas nos valoresnominais previstos nas normas que regulam o sistema elétrico depotência no qual encontra-se inserido, mesmo sob a ocorrência devariações momentâneas de tensão (VTCDs) na sua entrada. Já acorrente na entrada de tal conversor e controlada de forma a mantê-la: senoidal, evitando a introdução de componentes harmônicas nosistema; e em fase com a tensão de entrada, tornado o fator depotência na entrada monofasica próximo á unidade.

O documento de patente PI0201377-0 refere-se a umCONVERSOR CC-CA TRIFÁSICO COM COMUTAÇÃO EM BAIXAFREQÜÊNCIA E BAIXA DISTORÇÃO HARMÔNICA, caracterizadopelo fato de que o conversor CC-CA trifásico ora tratado utiliza umcircuito que é uma estrutura em ponte, possuindo seis transistores,que podem ser do tipo bipolar, IGBT, MOSFET, ou qualquer outrotipo de interruptor controlável na condução e no bloqueio, e seisdiodos em anti-paralelo, fazendo a condução de corrente no sentidooposto ao dos transistores; os interruptores sendo denominados deT~ 1- a T~ 6~. Adiciona-se um circuito auxiliar composto porinterruptores bidirecionais eletrolíticos, tendo como função melhorara forma de onda.

O documento de patente PI9902668-6 refere-se aCONVERSOR DE IMPULSO TRIFÁSICO QUE POSSUICAPACITORES DE ENTRADA CONECTADOS EM ESTRELA E OMÉTODO DE OPERAÇÃO DO MESMO, tendo um conversor deimpulso trifásico que possui capacitores de entrada conectados emestrela e um método operacional do mesmo. O conversor deimpulso inclui a primeira, a segunda e a terceira entradas de fase euma saída. Em uma modalidade, o conversor de impulso inclui oprimeiro, o segundo e o terceiro indutores acoplados à primeira, asegunda e a terceira entradas de fase, respectivamente, e éoperável em um modo de condução descontínuo (DCM). Oconversor de impulso além dissso inclui o primeiro e o segundointerruptores acoplados entre os apoios correspodentes da saída. Oconversor de impulso além disso ainda inclui o primeiro, o segundoe o terceiro capacitores acoplados entre a primeira, a segunda e aterceira entradas de fase, respectivamente, e uma ligação entre oprimeiro e o segundo interruptores. O primeiro e o segundointerruptores cooperam progressivamente para empregar umavoltagem através dos apoios sem uma voltagem através doprimeiro, do segundo e do terceiro capacitores para descarregar ascorrentes através do primeiro, do segundo e do terceiro indutores,respectivamente, e desta forma reduzir a corrente de entrada THDem todas as três entradas de fase.

O documento de patente PI9303255-2 refere-se aRETIFICADOR TRIFÁSICO A DIODOS, COM CORREÇÃO DEFATOR DE POTÊNCIA, USANDO CHAVES AUXILIARES NAENTRADA DO CONVERSOR, que, através do uso de chavescomandadas auxiliares, proporciona a correção de fator depotência, visto pela rede, em retificador trifásico a diodos em ponte,assegurando também a possibilidade de controle do ganho detensão entre a entrada e a saída do conversor. O retificador trifásicoa diodos, com chaves auxiliares, é constituído por um retificadortrifásico a diodos convencional (D~ 1~ , D~ 2~ , D- 3~ , D~ 4~ , D~5~ , D~ 6~ ), ao qual se adiciona um indutor de filtragem (L) naentrada, um capacitor de filtragem (C~ 0~ ) na saída e um conjuntoconstituindo a chave auxiliar comandável e bidirecional em corrente(d~ 1~ , d~ 2~ , d~ 3~ , d~ 4~ , M~ 1~ , D~ S~ , R~ S~ , C~ S~ ), emparalelo com cada fase da tensão trifásica de alimentaçãoproveniente da rede comercial.

O documento de patente PI0505375-7 refere-se aCONVERSOR ESTÁTICO MONOFÁSICO PARA TRIFÁSICO COMPONTO DE NEUTRO, e descreve um conversor estáticomonofásico para trifásico pertence ao campo dos sistemas deconversão elétricos, mais especificamente, aos conversoresestáticos de potência baseados na eletrônica de potência, para aconversão de potência monofásica em trifásica com neutro (quatrofios), objetivando a alimentação de cargas monofásicas, bifásicas,trifásicas e trifásicas com neutro. As tensões de saída de talconversor caracterizam-se por serem mantidas nos valoresnominais previstos nas normas que regulam o sistema elétrico depotência no qual encontra-se inserido, mesmo sob a ocorrência devariações momentâneas de tensão (VTCDs) na sua entrada. Já acorrente na entrada de tal conversor e controlada de forma a mantê-Ia: senoidal, evitando a introdução de componentes harmônicas nosistema; e em fase com a tensão de entrada, tornado o fator depotência na entrada monofásica próximo á unidade.

Os ensinamentos acima destacados são presentementeincorporados como referência em seu inteiro teor. Do que foi acimaexposto, nota-se que há uma preocupação no estado da técnicacom o aumento do desempenho dos diversos dispositivosconversores, entretanto, não se verifica no estado da técnica umapreocupação com uma melhor utilização da oferta de energiadisponível. Uma outra questão não contemplada na arte é a doalcance dessa mesma oferta de energia a populações ainda nãocontempladas com uma rede de eletrificação comuns nos grandescentros. A geração e a oferta de energia é em muitos lugares ummarco inicial para o desenvolvimento de uma localidade e dapopulação que lá vive, pois uma vez garantida a oferta de energia,outros serviços poderão ser proporcionados os quais dependem demáquinas, motores e outros equipamentos. Portanto, a melhoria daqualidade de vida de populações das localidades não alcançadaspela eletrificação está intimamente ligada à melhor disponibilidadede energia.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é proporcionar umdispositivo conversor monofásico-trifásico de baixo custo, feito commateriais de baixo peso, adaptável a qualquer tipo de motor elétricotrifásico.

Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar umdispositivo conversor monofásico-trifásico que otimiza a potêncianominal do transformador.Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar umdispositivo conversor monofásico-trifásico que opera em motoreselétricos trifásicos, recebendo energia monofásica em apenas umafase e um neutro, permitindo liberar a energia de uma fase dotransformador para fornercer energia para outros fins.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Fig. 1 ilustra um diagrama de blocos de um sistema paraoperação do dispositivo da presente invenção;

A Figura 2 ilustra um diagrama esquemático da circuitagem dodispositivo da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA

A presente invenção refere-se a um dispositivoeletroeletrônico, o qual compreende um equipamento de baixopeso, à prova d'água, que atua na entrada de energia de motorestrifásicos, entre outras características, convertando a energiamonofásica em energia trifásica, e que permite a otimização dainfra-estrurura de oferta de energia em localidades antes nãoacessíveis a este serviço.

A presente invenção será descrita em termos de suamodalidade preferida, entretanto, certas modificações e/ouvariações se tornarão aparentes para aqueles versados na técnicaa partir da presente descrição, porém tais modificações e/ouvariações são incorporadas à invenção pelo escopo orareivindicado.

Em linhas gerais, o dispositivo eletroeletrônico da presenteinvenção compreende uma placa controladora microprocessada,um circuito montado com a técnica SMD (referido comocircuitagem), invólucro em resina epóxi, com apenas uma entradapara tomada de energia em uma fase e um neutro e saída parafornecimento da energia das fases (meios de fiação), meios defornecimento de protocolo específico para leitura de dados para quesejam feitas as leituras relativas ao processo de transformação defase elétrica que ocorre dentro do reator de energia acoplado aomotor e cujo circuito e as etapas de transformação ou divisão defases ocorrem dentro do reator elétrico. O dispositivo possui aindasensores microprocessados que controlam ações indesejáveis,impróprias ou provocadas pela aproximação de instrumentos oupessoas não autorizadas para bloqueio imediato do processo assimque detectada a ação não autorizada.

O presente dispositivo eletroeletrônico compreende um corpoou alojamento, no qual se insere a circuitagem que será descrita emacompanhamento à Figura 2. O dispositivo possui ainda meios defiação e meios de controle para efetivamente operar a conversãomonofásica-trifásica.

O presente dispositivo eletroeletrônico compreende ainda umaarmadura, que poderá ser feita de material resistente e de baixopeso, como, por exemplo, o policarbonato, no qual será alojado odispositivo da presente invenção. Além da resistência mecânica, aarmadura deve possuir ainda resistência à corrosão, bem comoisolamento contra infiltração de água, o que permite o uso imersoem água.

Em observação à Figura 1, é descrito o sistema da presenteinvenção. O referido sistema define as funções de operação dodispositivo da presente invenção, conforme será mostrado a seguir:

O sistema possui um primeiro conjunto de memória em fluxocom meios de controle de pulsos e uma condição de estado emoperação (busy). Os meios de controle de pulsos estão, por suavez, em fluxo com os meios de eliminação de erros e com meios deportadora de programação. Os meios de portadora de programaçãoestão em fluxo com os meios de inicialização e de carregamento /preparação, retornando a partir daí em fluxo para os meios deeliminação de erros. Por fim, os meios de eliminação de erros estãoem fluxo com um primeiro conjunto de Unidade Central deProgramação do qual deriva um fluxo para um segundo conjunto deUnidade Central de Programação e para uma condição de estadoem operação.

Claims (5)

1. - Dispositivo eletroeJetrônico caracterizado pelo fato decompreender: uma placa controladora microprocessada, um circuitomontado com a técnica SMD (referido como circuitagem), invólucroem resina epóxi com apenas uma entrada para tomada de energiaem uma fase e um neutro e saída para fornecimento da energia dasfases (meios de fiação), meios de fornecimento de protocoloespecífico para leitura de dados para que sejam feitas as leiturasrelativas ao processo de transformação de fase elétrica que ocorredentro do reator de energia acoplado ao motor e cujo circuitolacrado e as etapas de transformação ou divisão de fases ocorremdentro do reator elétrico.

2. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender sensores microprocessados quecontrolam ações indesejáveis, impróprias ou provocadas pelaaproximação de instrumentos ou pessoas não autorizadas parabloqueio imediato do processo assim que detectada a ação nãoautorizada.

3. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por compreender um alojamento no qual é inseridauma circuitagem, meios de fiação e meios de controle.

4. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de que compreende uma armadura feita dematerial resistente e de baixo peso.

5. - Sistema de controle de um dispositivo eletroeletrônicocaracterizado por compreender:a) um primeiro conjunto de memória em fluxo com meios decontrole de pulsos e uma condição de estado em operação(busy);b) meios de controle de pulsos estão, por sua vez, em fluxo comos meios de eliminação de erros e com meios de portadora deprogramação;c) meios de portadora de programação estão em fluxo com osmeios de inicialização e de carregamento / preparação,retornando a partir daí em fluxo para os meios de eliminação deerros;d) meios de eliminação de erros estão em fluxo com umprimeiro conjunto de Unidade Central de Programação do qualderiva um fluxo para um segundo conjunto de Unidade Centralde Programação e para uma condição de estado em operação.