СИСТЕМА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам для обеспечения бесперебойного питания ответственных потребителей.

Известны системы бесперебойного питания, представляющие собой совокупность преобразователей, коммутирующих устройств и накопителей энергии, составляющие систему питания, способную обеспечить непрерывное питание нагрузки в случае выхода из строя источника питания на входе [1] В качестве накопителей энергии традиционно используются инерционные маховики или аккумуляторные батареи.

Недостатки инерционных маховиков заключаются в увеличении массы и габаритов системы, усложнении технической эксплуатации и обслуживания, низком коэффициенте отдачи [2]
Наиболее близким техническим решением к предложенному является система бесперебойного питания, содержащая последовательно соединенные выпрямитель и инвертор, источник постоянного тока, включенный через быстродействующий ключ, и его зарядное устройство [3]
В качестве источника постоянного тока в системе рассматривается аккумуляторная батарея. Аккумуляторная батарея эффективна при перерывах внешнего электропитания от нескольких минут и более. Наличие в системе аккумуляторной батареи требует ухода и обслуживания, зарядно-разрядного устройства.

Цель изобретения повышение надежности и улучшение эксплуатационно-технических показателей системы бесперебойного питания.

Поставленная цель достигается тем, что в системе бесперебойного питания, содержащей последовательно соединенные выпрямитель и инвертор, источник постоянного тока, включенный через быстродействующий ключ, и его зарядное устройство, в качестве источника постоянного тока использован емкостной накопитель, который одним из выводов соединен через дополнительное введенное сопротивление с зарядным устройством и через вновь введенный разделительный полупроводниковый прибор с выпрямителем.

С целью уменьшения установленной мощности зарядного устройства в систему дополнительно введен блок контроля параметров емкостного накопителя, соединенный с инвертором.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы берперебойного питания, которая содержит входную клемму 1, к которой подключены силовой выпрямитель 2 и зарядное устройство 3, к выходу силового выпрямителя подключен инвертор 4, выход которого подключен к клемме 5.

Система содержит также цепь заряда емкостного накопителя 6, которая состоит из последовательно соединенных диода 7, анод которого подключен к положительному полюсу силового выпрямителя 2, резистора 8, накопителя 6, подключенного к резистору 8 и отрицательному полюсу силового выпрямителя 2. Имеется цепь подзаряда, состоящая из последовательно соединенных резистора 8 и накопителя 6, при этом положительный полюс зарядного устройства 3 подключен к катоду диода 7, а отрицательный полюс зарядного устройства 3 и силового выпрямителя 2 объединены. Емкостной накопитель 6 подключен на вход инвертора 4 через быстродействующий ключ 9. Блок контроля 10 параметров емкостного накопителя 6 соединен с инвертором 4.

Система бесперебойного питания работает следующим образом.

При наличии напряжения основного питания на клемме 1 и включении силового выпрямителя 2 происходит заряд накопителя 6 через диод 7 и резистор 8, при этом зарядное устройство 3 и инвертор 4 не включаются. При достижении напряжения на накопителе 6 примерно около 85% выходного напряжения силового выпрямителя 2, включается зарядное устройство 3, у которого выходное напряжение должно быть выше напряжения на выходе силового выпрямителя 2. За счет этого происходит выключение диода 7 и накопитель 6 дозаряжается от зарядного устройства 3 через резистор 8.

Отключение зарядного устройства 3 происходит при достижении напряжения на накопителе 6 номинального значения, после чего система бесперебойного питания готова для включения инвертора 4 и принятия нагрузки.

Включение инвертора 4 происходит по сигналу с блока контроля 10 параметров накопителя при достижении напряжения на накопителе 6 заданного значения.

Осуществление заряда накопителя 6 сначала через выпрямитель 2, а затем через зарядное устройство 3 позволяет уменьшить установленную мощность элементов зарядного устройства 3 (трансформатора и выпрямительного моста) и снизить массо-габаритные показатели зарядного устройства 3.

В нормальном режиме инвертор 4 получает питание от силового выпрямителя 2 и обеспечивает номинальные выходные параметры на клемме 5.

В случае пропадания напряжения основного питания на клемме 1, срабатывает быстродействующий ключ 9, чем обеспечивается безразрывное питание инвертора от накопителя 6 в течение заданного времени.

При появлении напряжения на клемме 1 быстродействующий ключ 9 выключается, инвертор 4 переводится на питание от силового выпрямителя 2, зарядное устройство 3 дозаряжает накопитель 6 до номинального напряжения.

Для наиболее полного использования энергии накопителя в процессе эксплуатации, зарядное устройство 3 поддерживает напряжение на накопителе 6 в пределах 100-95% номинального значения.

Использование предложенного технического решения в системах бесперебойного питания позволит повысить надежность и улучшить эксплуатационно-технические показатели системы.

Сущность изобретения: в систему бесперебойного питания, содержащую силовой выпрямитель 2, зарядное устройство 3, инвертор 4, быстродействующий ключ 9, включена цепь заряда накопителя 6, которая состоит из последовательно соединенных диода 7, анод которого подключен к положительному полюсу силового выпрямителя 2, резистора 8, накопителя 6, подключенного к резистору 5 и отрицательному полюсу силового выпрямителя 2, и цепь подзаряда, состоящая из последовательно соединенных резистора 8 и накопителя 6, при этом положительный полюс зарядного устройства 3 подключен к катоду диода 7, а отрицательный помос зарядного устройства 3 и силового выпрямителя 2 объединены. Установлен таже блок контроля параметров емкостного накопителя. 1. з.п. ф-лы, 1 ил.

СИСТЕМА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ, содержащая последовательно соединенные выпрямитель и инвертор, источник постоянного тока, включенный через быстродействующий ключ, и его зарядное устройство, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения эксплуатационно-технических показателей, в качестве источника постоянного тока использован емкостный накопитель, который одним из выводов соединен через дополнительно введенное сопротивление с зарядным устройством и через вновь введенный разделительный полупроводниковый прибор с выпрямителем.