CAMPO DA INVENÇÃO

[001 ] Trata a presente solicitação de patente de invenção de um dispositivo conversor eletrónico, cuja aplicação se volta a motores universais de escovas com características específicas de tensão de entrada e saída, bem como potência. Estes motores são aplicados em uma série de equipamentos elétricos ou eletroeletrônicos.

BREVE SÍNTESE

[002] Particularmente, a invenção se refere a um dispositivo composto de uma placa eletrónica dotada de um sensor automático de voltagem controlada, tornando bivolts quaisquer equipamentos industriais e residenciais que se utilizem de motores universais de escovas até 3000 W, ou resistências até 3000 W. Desta forma, o referido motor universal de escova pode ser alimentado com tensão de 110 V, 127 V ou 220 V, sem causar danos de sobretensão e consequente queima do equipamento ao qual está acoplado. Dentre os equipamentos ou dispositivos passíveis de utilizar o dispositivo conversor da invenção, podemos destacar: equipamentos industriais como ferramentas elétricas, furadeiras, esmerilhadeiras, lixadeiras, serra mármore, cortadores de grama, dentre outros. A invenção se aplica ainda a eletrodomésticos como batedeiras, liquidificadores, além de equipamentos que usam resistências elétricas, como: secadores, chuveiros, fornos e outros.

ESTADO DA TÉCNICA

[003] O documento WO201408588, publicado em 12/06/2014, descreve um circuito e dispositivo para proteção de motores bivolt, de preferência para motores de indução usados em compressores herméticos para refrigeradores. Provisão também é feita para um motor de indução e um sistema de controle e proteção para um motor de indução, de acordo com as técnicas da presente invenção. De uma maneira simplificada, pode-se afirmar que o dispositivo de proteção para um motor de indução bivolt monofásico, previsto na presente invenção, compreende um disco bimetálico, um elemento de resistência ao aquecimento, uma conexão de disco conectada eletricamente ao disco bimetálico, uma conexão comum, eletricamente conectada ao elemento de resistência, ao aquecimento e ao disco bimetálico, e uma conexão do elemento de resistência eletricamente conectado ao elemento de resistência ao aquecimento, em que o motor de indução monofásico bivolt compreende pelo menos um primeiro enrolamento principal e um segundo enrolamento principal. A conexão comum é eletricamente conectada ao primeiro enrolamento principal e a conexão do elemento de resistência é eletricamente conectada ao segundo enrolamento principal, e a conexão do disco é eletricamente conectado a uma fonte de tensão. O dispositivo de proteção é configurado para fornecer proteção térmica para o motor de indução bivolt monofásico após a desconexão, simultaneamente, do primeiro enrolamento principal e do segundo enrolamento principal da fonte de tensão, dado o aquecimento do disco bimetálico, que desconecta eletricamente a conexão comum da fonte de tensão.

[004] Pesquisas de mercado indicam que, em nível de mercado, não são disponibilizados, até onde se sabe, motores universais de escovas até 3000 W e cargas resistivas com alimentação bivolt (110 V, 127 V, 220 V), sendo os mesmos fabricados em alimentação única de voltagem, ou seja, visam atender máquinas elétricas profissionais ou semiprofissionais de todos os modelos, que são fabricadas em uma única voltagem. O mesmo ocorre com relação aos eletrodomésticos com motores universais de escovas e produtos industriais ou residenciais que usam resistências em sua fabricação, tais como chuveiros, secadores, fornos elétricos e outros.

[005] No atual estado da técnica são conhecidos conversores eletrónicos bivolt de baixa amperagem e com saída em voltagem de corrente contínua, normalmente utilizados em carregadores de celulares, carregadores de baterias, televisões, rádios, notebooks e outros. Também são conhecidos os conversores eletrónicos de baixa potência, atuando de 127 V para 220 V e 220 V para 127 V, com potência máxima de 100 W. São conhecidos também os transformadores convencionais por indução, enrolados com fios de cobre ou alumínio, para baixa, média e alta voltagem em corrente alternada, os quais normalmente são robustos e pesados.

[006] É, ainda, de conhecimento do inventor, um dispositivo eletrónico com objetivo similar àquele proposto nesta invenção, ou seja, fornecer uma tensão estabilizada automática e bivolt. Porém, o referido dispositivo não atendeu às normas técnicas vigentes, sendo rejeitado em sua proposta de aplicação, com fator de potência fora dos padrões técnicos, causando a queima de equipamentos, alto aquecimento de componentes e não tendo sido aprovado em testes de robustez e durabilidade. Não obstante, observou-se, neste dispositivo, alterações das especificações dos equipamentos a ele associados, particularmente no que se refere a torque, rotação e desgaste excessivo de peças.

DA INVENÇÃO

[007] A presente invenção se diferencia do estado da técnica por apresentar tecnologia única e inovadora, alterando o sistema eletrónico aplicado ao dispositivo, o qual fornece voltagem estabilizada dentro dos padrões do equipamento receptor, sendo totalmente funcional em ambientes industriais e comerciais, onde são utilizados inversores, robôs e outros. Segundo o dispositivo da presente invenção, não ocorre a possibilidade de surto de tensão, de modo a se manter estabilizado, mesmo em plena carga de funcionamento dos mencionados equipamentos receptores, mantendo a temperatura dentro dos padrões dos componentes eletrónicos.

[008] Outra característica importante da presente invenção consiste no fato de, no motor de escovas, não ocorrer faiscamento excessivo, além de corrigir o fator de potência e permitir, desta forma, o uso de dimmer ou potenciômetro, no caso de uso em parafusadeiras ou máquinas elétricas dotadas do dispositivo da invenção; a isso, se alia o fato de se conseguir reduzir consideravelmente o tamanho do dispositivo da invenção, possibilitando ao mesmo ser aplicado em equipamentos e máquinas pequenas, dentre outros.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[009] Os principais objetivos da invenção são os seguintes:

- reduzir consideravelmente custos na linha de montagem em larga escala, como hora- homem e hora-máquina, não necessitando fabricar equipamentos e produtos em duas voltagens;

- oferecer, ao fabricante de máquinas e equipamentos, um dispositivo inovador, com baixo custo e altamente eficiente, além de ser de fácil adaptação em equipamentos e máquinas elétricas;

- reduzir custos relacionados com armazenamento, transporte e todo o processo de logística; - facilitar vendas online ou no balcão, independentemente do fato de a localidade de uso do dispositivo opera em 110 V, 127 V ou 220 V; além de permitir aumentar o misto de modelos de máquinas e equipamentos em estoque, notadamente em função de não requerer o estoque em duas diferentes voltagens;

- substituir transformadores de corrente pesados e caros, quando em comparação ao dispositivo objeto da presente invenção;

- possui importante função na venda direta, pois, com certeza, o consumidor/profissional final opta por um equipamento bivolt, em função de vários fatores: praticidade, segurança e economia, notadamente por evitar acidentes e queima de máquinas ou eletrodomésticos a partir do acoplamento em tomada com tensão incorreta.

VANTAGENS DA INVENÇÃO

[010] A presente invenção, ou seja, o dispositivo conversor eletrónico em questão, apresenta uma construção nova e única, podendo ser utilizado como um dispositivo independente, ou podendo ser integrado aos circuitos de funcionamento dos equipamentos aos quais se destina. Dentre as vantagens principais da invenção, podem ser citadas:

- a possibilidade de uso do mesmo produto fabricado com o conversor eletrónico da invenção, em qualquer lugar do Brasil ou de qualquer outro país, independentemente da voltagem local ser 110 V, 127 V ou 220 V;

- o fato de proporcionar menor estoque aos fabricantes e revendedores, no sentido de manter produtos elétricos e eletrónicos industriais nas voltagens 110 V, 127 V ou 220 V. Ou seja, são fabricados e/ou mantidos em estoque apenas aparelhos, equipamentos ou máquinas bivolts;

- a invenção evita eventuais erros de logística motivados, por exemplo, pela entrega de equipamentos com voltagens erradas.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[011 ] A invenção será, a seguir, descrita em uma forma de realização, sendo que, para melhor entendimento, referências serão feitas aos desenhos anexos, nos quais estão representadas: FIGURA 1 : mostra o circuito eletrónico do dispositivo segundo a invenção, ou seja: dispositivo eletrónico automático bivolt 110 V, 127 V, 220 V, para motores universais de escovas com potência até 3000 W e cargas resistivas até 3000 W;

FIGURA 2: mostra o detalhe do potenciômetro (P1 ) na posição aberta;

FIGURA 3: mostra o detalhe do potenciômetro (P1 ) na posição fechada;

FIGURA 4: mostra o detalhe do dispositivo da invenção com dimmer.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[012] O DISPOSITIVO CONVERSOR ELETRÓNICO AUTOMÁTICO DE CORRENTE ALTERNADA BIVOLT, ALIMENTAÇÃO 110 V, 127 V OU 220 V E SAÍDA 127 V, PARA MOTORES UNIVERSAIS DE ESCOVAS ATÉ 3000 W E CARGAS RESISTIVAS ATÉ 3000 W COM OPCIONAL DIMMER, objeto desta solicitação de patente de invenção, compreende, de acordo com a figura 1 , uma entrada (1 ) 110 V, 127 V, 220 V e uma saída (2) 127 V, estando prevista uma fonte (3) de 24 V, uma ponte de Wheatstone (4) precedida pelo resistor R1 (4B), um divisor resistivo (5), uma unidade de disparo (6), um transístor TR1 para chavear RL de acordo com a ponte de Wheatstone (4), um TRIAC T1 (7), junto à unidade de disparo (6), e um potenciômetro (P1 ), que pode estar aberto, fechado ou com um dimmer {8).

[013] O circuito da invenção possui dois pontos de entrada (1 ) e dois pontos de saída (2), sendo que, conforme demonstrado, à entrada (1 ) é aplicada a tensão 110 V, 127 V ou 220 V; ao passo que, a saída (2) sempre fornecerá uma tensão não maior que 127 V.

[014] O dispositivo a ser energizado, com ou sem carga, alimenta a fonte (3) através dos componentes: capacitores C1 (9), díodo D1 (10), díodo D2 (11 ), díodo D3 (12) e capacitor C2 (13), resultando em uma tensão estabilizada de 24 VCC.

[015] Em operação simultânea, é alimentado o sensor de tensão TR1 (14) que faz a leitura da tensão de entrada em milissegundos e chaveia ou não o relé RL (15), determinando a tensão de saída em 127 V.

[016] O sensor de tensão, ou transístor TR1 (14) entra em atividade em um espaço de tempo extremamente curto, particularmente em função da ponte de Wheatstone (4) formada pelos componentes: resistores R2 (15), R3 (16), R4 (17); capacitor C4 (18), díodo D4 (19) e díodo D5 (19B), fazendo o transístor conduzir em 127 V e não conduzir em 220 V. [017] Quando o transístor TR1 (14) aciona o relé RL (15B), este coloca em ação o divisor resistivo (5), formado pelos resistores R6 (20), R7 (21 ) e R5 (22), deixando passar pelo TRIAC T1 (7) 100% da tensão, haja vista que a entrada (1 ) é de 127 V.

[018] No momento em que o transístor TR1 (14) não conduz, o mesmo divisor resistivo (5) deixa passar através do TRIAC T1 (7) somente 55% da tensão de entrada, ou seja, 220 V.

[019] Para o disparo do TRIAC T1 (7), a unidade de disparo (6) é dotada dos componentes: resistor R8 (23), resistor R9 (24), capacitor C5 (25), capacitor C6 (25B), resistor R10 (26), DIAC D6 (26B), de modo que esta unidade de disparo (6) realize o mencionado disparo com precisão e estabilidade. O capacitor C3 (27) se destina a impedir a formação de arco elétrico no relé RL (15B).

[020] A figura 2 mostra o detalhe do potenciômetro (P1 ) na posição aberta; ao passo que a figura 3 mostra o potenciômetro (P1 ) na posição fechada, ou seja, para um ou outro relé RL (15B); enquanto a figura 4 mostra a solução através de um dimmer {8).

[021 ] Para viabilizar uma forma de realização da invenção, na sequência estão relacionados os componentes eletrónicos empregados, segundo uma especificação técnica preferida, mas não obrigatoriamente imutáveis, a saber:

- C1 (9) - 3 x 0,22pF x 400V;

- C2 (13) - 150pF x 50V;

- C3 (27) - 4,7pF x 50 V;

- C4 (18) - 0,22pF x 100 V;

- C5 (25) - 0,048pF x 250 V;

- C6 (25B) - 0,048pF x 250 V;

- R1 (4B) - 180KW 1W;

- R2 (15) - 10KW 1/5W;

- R3 (16) - 27KW;

- R4 (17) - MW;

- R5 (22) - 5,6KW;

- R6 (20) - 220KW;

- R7 (21 ) - 180KW;

- R8 (23) - 4,7KW; - R9 (24) - 47W;

- D1 (10)— 1N4007;

- D2 (11) - 1N4007;

- D4 (19) - 1N4007;

- D5 (19B) - 1 N4007;

-TR1 (14) -BC 557;

- RL (15B) - Mini relé 24 V;

- T1 (7) - TRIAC 25 A 1200 V - de acordo com a carga;

- P1 - Potenciômetro opcional 200KW, ou direto;

- D3 (12) - Diodo Zener 24V 5W;

- R10 (26) - 1 KW;

-D6 (26B) - BR100 DIAC.