СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ КОМПЛЕКСА КОРАБЕЛЬНОЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Российский патент 1998 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам распределения электропитания между входными каналами комплекса радиоэлектронной аппаратуры автоматики и связи, преимущественно к системам с централизованным управлением последовательностью подключения входных каналов комплекса.

Известна система распределения питания между электроприборами потребителя [1].

Система содержит центральный блок управления и несколько вспомогательных блоков, каждый из которых снабжен микропроцессором, программируемым пользователем. Входы вспомогательных блоков подключены к питающей сети, а выходы соединены с соответствующими электроприборами пользователя. Система обеспечивает ручную или автоматическую передачу командных сигналов и сигналов-запросов от центрального блока управления к вспомогательным блокам и передачу сигналов, соответствующих состоянию данного электроприбора, от вспомогательных блоков к центральному. Система снабжена устройством для дистанционного отключения электроприбора, а также устройством для пересмотра и проверки предварительно запрограммированного перечня инструкций.

Недостатком известной системы электропитания с централизованным управлением каналами пользователя является отсутствие средств защиты от аварийной неисправности сети и средств контроля исправности цепей нагрузки.

Известна система [2] электропитания буксируемого подводного комплекса, содержащая блок питания судна-носителя, включающий выпрямитель, подключенный к сети переменного тока через пусковое устройство, преобразователь с блоком ограничения зарядного тока, датчик тока и блок защиты от однополюсных коротких замыканий, подключенный к управляющему входу пускового устройства, а также блок питания подводного аппарата и блок питания маневрового аппарата, состоящий из двух автономных инверторов с согласующими трансформаторами для подключения ко входам постоянной и импульсной нагрузок, пускового преобразователя и блока управления инверторами. В системе предусмотрены средства защиты блока питания судна-носителя от коротких замыканий и средства управления вторичными блоками питания подводного аппарата и маневрового аппарата.

Недостатком известной системы является отсутствие централизованного контроля исправности цепей вторичных источников питания комплекса.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения принята система электропитания [3] многоканального комплекса, содержащая вторичные источники питания, подключенные ко входам соответствующих каналов комплекса, блоки управления, обеспечивающие определенную очередность подачи напряжения питающей сети на входы вторичных источников питания, центральное устройство управления питанием, выход которого подключен к управляющим входам блоков управления, и устройство входного контроля параметров питающей сети. Система обеспечивает распределение напряжения питания первичной сети переменного тока между каналами, вторичное преобразование напряжения с заданными выходными параметрами, централизованное управление последовательностью подключения питания к устройствам комплекса и входной контроль параметров сети.

Недостатком системы-прототипа является отсутствие средств защиты системы электропитания от недопустимого изменения или пропадания напряжения питающей сети, и средств защиты цепей вторичных источников питания. Кроме того, система не обеспечивает централизованного контроля исправности каналов питания комплекса.

Задачей изобретения является обеспечение высоконадежного распределения электропитания между входными каналами комплекса корабельной радиоэлектронной аппаратуры.

Для решения поставленной задачи в систему электропитания корабельного комплекса радиоэлектронной аппаратуры, содержащую устройство входного контроля параметров сети, вторичные источники питания по количеству входных каналов комплекса, центральное устройство управления питанием и блок управляемых коммутаторов, выход первого из которых подключен ко входу питания центрального устройства управления питанием, выход управляющего сигнала включения вторичных источников питания которого подключен к соответствующим управляющим входам управляемых коммутаторов, начиная со второго, выходы которых поканально подключены ко входам вторичных источников питания каналов комплекса, дополнительно введены дежурный источник питания и агрегат гарантированного питания, подключенный входами к основной и резервной трехфазным сетям переменного тока, а выходом к дежурному источнику питания, входам коммутируемых цепей трехфазного тока блока управляемых коммутаторов и входу устройства входного контроля параметров сети, выход сигнала нормальных параметров сети которого подключен к соответствующему управляющему входу блока управляемых коммутаторов, а в каждый канал дополнительно введены подключенный к выходу управляемого коммутатора соответствующего канала преобразователь напряжения с блоком контроля целостности фазовых цепей, подключенные к выходам вторичного источника питания и преобразователя напряжения соответственно первый и второй коммутаторы напряжения, управляющие входы которых подключены к первому выходу релейного блока формирования сигналов, и блок формирования задержки с цепью защиты, управляемой сигналами аварийной неисправности преобразователя напряжения и вторичного источника питания, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока формирования задержки, а выход подключен ко входам блока контроля сопротивления изоляции и релейного блока формирования сигналов, информационный выход и управляющий вход релейного блока формирования сигналов каждого канала подключены соответственно ко входу сигнала исправности канала и выходу сигнала включения питания канала центрального устройства управления питанием, информационные входы которого подключены к выходу сигнала неисправности входной сети устройства входного контроля параметров сети и выходам блоков контроля сопротивления изоляции каждого канала, а выход управляющего сигнала включения вторичных источников питания подключен также к управляющим входам всех блоков формирования задержки, второй выход каждого из которых подключен к соответствующему управляющему входу сигнала задержки включения управляемого коммутатора, выходы дежурного источника питания подключены ко входам питания постоянного тока центрального устройства управления питанием, блока управляемых коммутаторов, блоков формирования задержки и контроля сопротивления и изоляции каждого канала и к цепи блок-контакта аварийного отключения системы электропитания агрегата гарантированного питания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг.1 - структурная схема системы электропитания комплекса;
фиг.2 - схема вторичного источника питания постоянного тока;
фиг.3 - схема устройства входного контроля параметров сети;
фиг.4 - схема блока управляемых коммутаторов;
фиг.5 - схема блока формирования задержки;
фиг.6 - схема блока контроля сопротивления изоляции.

Согласно фиг. 1 система электропитания комплекса содержит агрегат 1 гарантированного питания, к выходу которого подключены дежурный источник 2 питания постоянного тока, устройство 3 входного контроля параметров сети и блок 4 управляемых коммутаторов цепей трехфазного тока. Выход первого управляемого коммутатора 5 (Км 5) блока 4 подключен ко входу питания трехфазного тока центрального устройства 6 управления питанием, а выходы каждого из последующих управляемых коммутаторов Км 7₁,..., Км 7_N, начиная со второго коммутатора Км 7₁ блока 4, подключены в каждом канале ко входу вторичного источника 8 питания постоянного тока (ВИП) и входу преобразователя 9 напряжения трехфазного тока (ПН) с блоком контроля целостности фазовых цепей. Выходы ВИП 8 и ПН 9 подключены ко входам коммутаторов 10 и 11 напряжений постоянного и переменного трехфазного тока, соответственно. Управляющий вход ВИП 8 подключен к первому выходу - сигнала дистанционного управления ("ДУ ВИП") - блока 12 формирования задержки, первый управляющий вход (сигнала обрыва фазы - "ОФ") которого подключен к выходу блока контроля целостности фазовых цепей ПН 9, а второй управляющий вход (аварийной неисправности вторичного источника питания - "АВИП") - к выходу "АВИП" ВИП 8. К выходу ВИП 8 подключены первые входы блока 13 контроля сопротивления изоляции и релейного блока 14 формирования сигналов, первый выход которого подключен к управляющим входам коммутаторов 10 и 11 напряжения. Информационный выход и управляющий вход блока 14 подключены ко входу сигнала исправности соответствующего канала ("Испр. кан. 1",..., "Испр. кан. N") и выходу сигнала включения питания соответствующего канала комплекса ("Вкл. пит. кан. 1",..., "Вкл. пит. кан. N") центрального устройства 6 управления питанием, вход сигнала неисправности изоляции цепей постоянного тока ("Нп. СИ1",..., "Нп. СИ N") которого подключен к выходу блока 13 контроля сопротивления изоляции соответствующего канала. Первый информационный вход центрального устройства 6 управления питанием подключен к выходу сигнала неисправности входной сети ("Нп. вх. сети") устройства 3 входного контроля параметров сети. Выход сигнала нормальных параметров входной сети ("Норм. ПС") устройства 3 подключен к первым управляющим входам управляемых коммутаторов Км 5, Км 7₁,..., Км 7_N блока 4. Вторые управляющие входы управляемых коммутаторов Км 7₁,..., Км 7_N подключены к выходу сигнала включения вторичных источников питания ("Вкл. ВИП") центрального устройства 6 управления питанием, который также подключен к управляющим входам блоков 12 формирования задержки каналов с первого по N-й, вторые выходы - сигналов задержки включения каналов ("Зд. вкл. 1",..., "Зд. вкл. N") - которых подключены к третьим управляющим входам коммутаторов КМ 7₁,..., Км 7_N, соответственно. Выходы дежурного источника 2 питания подключены ко входам питания постоянного тока центрального устройства 6 управления питанием, блока 4 управляемых коммутаторов, а также блоков 12 формирования задержки и блоков 13 контроля сопротивления изоляции каналов с 1-го по N-й.

Агрегат 1 гарантированного питания содержит устройство 15 бесперебойного питания, управляющее подключением трехфазного пускателя 16 к основной или резервной сети трехфазного тока промышленной частоты (~ 220 В, 50 Гц). Выходы пускателя 16 подключены к электромашинному преобразователю частоты 17, управляющий вход которого подключен к выходу блока 18 регулировки напряжения, который подключен к выходу устройства 15 бесперебойного питания. Ротор электромашинного преобразователя 17 частоты механически связан с блок-контактом 19 аварийного отключения системы электропитания, который подключен в выходную цепь (-27 В деж.) дежурного источника 2 питания. С выхода преобразователя 17 частоты на входы системы электропитания поступает трехфазное напряжение переменного тока 3~220 В, 400 Гц.

Дежурный источник 2 питания постоянного тока (= 27 В, 5А деж) и вторичные источники 8 питания постоянного тока (= 27 В, 40 А) каналов системы выполнены по аналогичной схеме, приведенной на фиг.2. Источник 2 (8) питания содержит входной сетевой выпрямитель 20 (диодную сборку), радиочастотный фильтр (для простоты не показан), ограничитель 21 тока с шунтирующим тиристором и его схемой управления, емкостной сглаживающий фильтр 22, управляемый инвертор 23, выполненный по мостовой схеме (в источнике 2 - по полумостовой) на силовых транзисторах, силовой трансформатор 24, выходной выпрямитель 25 со сглаживающим фильтром и блок 26 управления инвертором, включающий формирователь и широтно-импульсный модулятор с узлом защит и логических команд. В источниках 8 в схему модулятора дополнительно включены узел дистанционного управления и формирователь сигнала аварийной неисправности "АВИП".

Устройство 3 входного контроля параметров сети (фиг.3) содержит источник 27 питания, измерители 28 и 29 эффективного значения напряжения (U_эфф), подключенные первый - к фазам Ф1 и Ф2, а второй - к фазам Ф2 и Ф3 входной сети 3~ 220 В, 400 Гц, блок 30 контроля целостности фазовых цепей, блок 31 контроля частоты, блок 32 контроля отсутствия связи цепей переменного тока с корпусом прибора и блок 33 логических элементов.

Источник 27 питания содержит выпрямитель 34, вход которого подключен к цепям трехфазного тока через резисторно-емкостные цепочки. Выход выпрямителя фильтруется емкостным фильтром 35 и стабилизируется по напряжению стабилитронами 36-38.

Измеритель 28 (29) U_эфф содержит последовательно соединенные выпрямитель 39 входного напряжения, блок 40 корректирующих диодно-резисторных цепочек, емкостной фильтр 41 и блок 42 из двух пороговых элементов, один из которых контролирует уменьшение напряжения 220 В, 400 Гц ниже допустимого уровня, а второй - увеличение напряжения выше допустимого уровня. Выходные сигналы соответствующих пороговых элементов блока 42 поступают в качестве управляющих сигналов "МЕНЬШЕ" ("М") и "БОЛЬШЕ" ("Б") на входы блока 33 логических элементов.

Блок 30 контроля целостности фазовых цепей содержит выявитель 43 переменной составляющей на выходе выпрямителя 34 источника 27 питания, емкостной накопитель 44 и транзисторный усилитель 45. Выход блока 30 подключен ко входу управляющего сигнала обрыва фазы ("ОФ") блока 33 логических элементов.

Блок 31 контроля частоты содержит транзисторный усилитель 46, дифференцирующую цепочку 47, активный фильтр 48, операционный усилитель 49, компаратор 50 и в качестве источника опорного напряжения стабилитроны 37 и 38 источника 27 питания. С выхода компаратора на вход блока 33 логических элементов поступает управляющий сигнал "f" отклонения частоты от номинального значения.

Блок 32 контроля отсутствия связи цепей переменного тока с корпусом прибора содержит резисторный делитель 51 между нулевой точкой емкостного делителя на входе источника 27 питания и корпусом прибора, выпрямитель 52 с емкостным фильтром на выходе, компаратор 53 и в качестве источника опорного напряжения стабилитрон 38 источника 27 питания. На выходе блока 32 формируется управляющий сигнал замыкания фазы на корпус ("ФК"), поступающий на вход блока 33 логических элементов.

Центральное устройство 6 управления питанием реализовано на базе микропроцессора. Обеспечивает обработку входных сигналов "Нп. вх. сети", "Нп. СИ", "Испр. кан". и выдачу управляющих сигналов "Вкл. ВИП", "Вкл. пит. кан". Входы питания устройства 6 подключены к дежурному источнику 2 питания и выходу Км 5 блока 4 управляемых коммутаторов.

Блок 4 управляемых коммутаторов (см. фиг.4) цепей трехфазного тока обеспечивает подачу напряжения питания трехфазного тока на центральное устройство 6 управления питанием и последовательное подключение к цепям трехфазного тока вторичных источников 8 питания и преобразователей 9 напряжения каналов с первого по N-й комплекса. Первый управляемый коммутатор Км 5 блока 4 содержит реле 54 с нормально разомкнутыми контактами 54_к и контактор 55 трехфазных цепей. Вывод А обмотки реле 54 подключен к первому управляющему входу (" Норм. ПС") блока 4, а выводы Б обмоток реле 54 и контактора 55 подключены к отрицательной шине (-27 В деж) дежурного источника 2 питания, положительная шина (+ 27 В деж) которого через контакт 54_к реле 54 подключена к выходу А обмотки контактора 55. Управляемые канальные коммутаторы Км 7₁,..., Км 7_N выполнены по одинаковой схеме. Каждый из них содержит реле 56, подключенное выводом А обмотки ко входу управляющего сигнала "Норм. ПС" блока 4, а выводом Б к шине (-27 В деж), дополнительное реле 57, обмотка которого подключена ко второму ("Вкл. ВИП") третьему ("Зд. вкл.") управляющим входам Км 7₁,..., Км 7_N. Нормально разомкнутый контакт 57_к реле 57 соединен последовательно с контактом 56_к реле 56 в цепи подключения обмотки контактора 58 к шинам дежурного источника 2 питания. В выходную цепь (-27 В деж.) источника 2 питания подключен также, как показано на фиг.4, блок-контакт 19 аварийного отключения системы электропитания, механически связанный с ротором электромашинного преобразователя 17 частоты агрегата 1 гарантированного питания.

Преобразователь 9 напряжения входного напряжения 3~ 220 В, 400 Гц в напряжение 3~ 36 В, 400 Гц содержит трансформаторы, выпрямитель с емкостным фильтром. Блок контроля целостности фазовых цепей ПН 9 содержит параметрический стабилизатор, конденсаторы и транзисторный усилитель, нагруженный на реле 59, нормально замкнутые контакты 59_к которого включены в цепь защиты блока 12 формирования задержки.

Блок 12 формирования задержки выполнен по схеме, приведенной на фиг.5. Блок 12 содержит реле 60 и 61 с нормально замкнутыми контактами 60_к и 61_к три реле 62, 63, и 64 с нормально разомкнутыми контактами 62_к1, 62_к2, 63_к и 64_к, последовательно соединенные резистор 65 и конденсатор 66 и последовательно соединенные резистор 67 и конденсатор 68, к обкладкам которого параллельно подключена обмотка реле 63. Общая точка соединения резистора 65 с конденсатором 66 подключена к выводу А обмотки реле 61, вывод Б которой через перемычку 69 соединен со второй обкладкой конденсатора 66 и через контакт 60_к реле 60 соединен с выводом Б обмотки реле 60, вывод А которой подключен к управляющему входу "Вкл. ВИП" блока 12. К положительной шине (+27 В деж) источника 2 питания подключены общая точка резисторов 65 и 67, вывод А обмотки реле 64, а также через последовательно подключенные контакт 61_к и цепь защиты, включающую нормально замкнутый контакт "ОФ" реле 59 блока контроля целостности фазовых цепей ПН 9 и контакт "АВИП" аварийной неисправности ВИП 8, подключен вывод А обмотки реле 62. К отрицательной шине (-27 В деж) источника 2 питания подключены выводы Б обмоток реле 60 и 62, а также через контакт 62_к2 вывод Б обмотки реле 62 и через контакт 63_к вывод Б обмотки реле 64, а кроме этого, цепь контакта 62_к1 реле 62, выход которой подключен к выходу сигнала "Зд. вкл." блока 12 формирования задержки. Контакт 64_к реле 64 включен в цепь формирования сигнала "ДУ ВИП", дистанционного управления включением ВИП 8.

Блок 13 контроля сопротивления изоляции цепей постоянного тока выполнен по схеме, приведенной на фиг.6. Блок 13 содержит измеритель 70 сопротивления изоляции с пороговым коммутатором на выходе, перестраиваемый генератор 71 импульсов, подключенный к выходу дежурного источника 2 питания, и блок 72 логических элементов, управляющих реле 73 - 80 измерителя 70. Измеритель 70 содержит шунтирующие резисторы 81 и 82, общая точка которых подключена к корпусу прибора. Второй вывод резистора 81 через контакт 73_к подключен к шине (+27 В) ВИП 8, а второй вывод резистора 82 через контакт 74_к- к шине (-27 В) ВИП 8. Параллельно резистору 81 через контакты 75_к и 76_к подключены обкладки конденсатора 83 и через контакты 78_к и 79_к - конденсатора 84. Конденсаторы 85 и 86 подключены параллельно резистору 82 через пары контактов 76_к и 77_к, 79_к и 80_к, соответственно. Потенциальные обкладки конденсаторов 84 и 86 подключены ко входам операционных усилителей 87 и 88, соответственно, к выходом которых подключен сумматор 89 на операционном усилителе. Выход сумматора 89 подключен ко входу компаратора 90 напряжений, второй вход которого подключен к резистору 91 формирователя опорного напряжения. К выходу компаратора 90 подключено реле 92, нормально разомкнутые контакты 92_к которого подключены в выходную цепь сигнала "Нп. СИ" блока 13 контроля сопротивления изоляции.

Система электропитания комплекса корабельной радиоэлектронной аппаратуры работает следующим образом.

При подключении к щиту питания устройство 15 бесперебойного питания агрегата 1 гарантированного питания обеспечивает подачу напряжения основной сети трехфазного тока 220 В 50 Гц через контакторы трехфазного пускателя 16 на входы электромашинного преобразователя 17 частоты и автоматическое переключение пускателя 16 ко входу резервной сети при пропадании напряжения основной сети. Генератор преобразователя 17 частоты вырабатывает выходное напряжение 3~ 220 В, 400 Гц, поступающее на входы дежурного источника 2 питания, устройства 3 входного контроля параметров сети и входы блока 4 управляемых коммутаторов цепей трехфазного тока системы электропитания.

В дежурном источнике 2 питания (см. фиг.2) входное напряжение выпрямляется диодной сборкой 20, фильтруется радиочастотным фильтром и сглаживается фильтром 22. Ограничитель 21 тока ограничивает пусковые токи, обусловленные зарядом конденсаторов сглаживающего фильтра. Выпрямленное напряжение преобразуется инвертором 23 в переменное напряжение прямоугольной формы с паузой на нуле и частотой 25 - 30 кГц. Узел силового трансформатора 24 понижает выходное напряжение инвертора 23 до необходимого уровня. Пониженное высокочастотное напряжение выпрямляется выпрямителем 25 со сглаживающим фильтром. Управление силовыми транзисторами инвертора 23 осуществляется выходными сигналами блока 26 управления инвертором. Длительность управляющих импульсов задается широтно-импульсным модулятором блока 26, который обеспечивает изменение их длительности при воздействии возмущающих факторов с целью сохранения неизменным выходного напряжения источника 2 питания.

Выходное напряжение (= 27 В, 5А) дежурного источника 2 питания подается на входы питания постоянного тока центрального устройства 6 управления питанием, управляемых коммутаторов Км 5, Км 7₁,..., Км 7_N, блоков 12 и 13 каналов с первого по N-й комплекса.

Входной контроль параметров сети 3~220 В, 400 Гц осуществляется следующим образом. Входное напряжение трехфазного тока (см. фиг.3) через резисторно-емкостные цепочки подается на вход выпрямителя 34 источника 27 питания, выходное напряжение которого фильтруется емкостным фильтром 35, стабилизируется по напряжению стабилитронами 36 - 38 и подается в измерительные блоки 30 - 32 и на входы питания блока 33 логических элементов устройства 3.

Измерители 28 и 29 эффективного значения напряжения подключены непосредственно к фазам Ф1 - Ф2 и Ф2 - Ф3, соответственно, входных цепей. Входное напряжение измерителя 28 (29) выпрямляется выпрямителем 39, стабилизируется диоднорезисторной цепочкой 40 и подается на транзисторные усилители блока 42 пороговых элементов, нагруженных на оптоэлектронные ключи. Один пороговый элемент блока 42 контролирует уменьшение напряжения 220 В, 400 Гц ниже допустимого уровня, а другой - увеличение напряжения выше допустимого уровня. Если измеряемое напряжение меньше или больше уставки пороговых элементов блока 42, то оптоэлектронные ключи выдают соответствующий сигнал "М" или "Б" на входы блока 33 логических элементов устройства 3. При номинальном значении напряжения сигналы на выходе блока 42 пороговых элементов отсутствуют
Блок 30 контроля целостности фазовых цепей осуществляет выявление переменной составляющей напряжения на выходе выпрямителя 34 источника 27 питания. При наличии всех фаз напряжения 220 В, 400 Гц на выходе выпрямителя 34 пульсации напряжения отсутствуют, и транзисторный усилитель 45 открыт через резистор, подключенный к стабилитрону 37 источника 27 питания. При обрыве любой из фаз на выходе выпрямителя 34 появляется переменная составляющая, отрицательная полуволна которой проходит через конденсатор выявителя 43 переменной составляющей, выпрямляется, затем фильтруется емкостным фильтром 44, отрицательное напряжение с которого закрывает транзисторный усилитель 45. Отсутствие выходного тока усилителя 45 служит сигналом "ОФ" на входе блока 33 логических элементов.

В блоке 31 контроля частоты производится сравнение напряжения на выходе активного фильтра 48, поступающего после усиления операционным усилителем 49 на первый вход компаратора 50 напряжений, с опорным напряжением, снимаемым со стабилитрона 38 источника 27 питания. При частоте напряжения 220 В ниже уставки компаратор 50 срабатывает и выдает сигнал "f" на вход блока 33.

Наличие связи любой из фазовых цепей с корпусом прибора контролируется блоком 32 путем измерения напряжения переменного тока, возникающего между нулевой точкой входного емкостного делителя источника 27 питания и корпусом прибора. Это напряжение снимается с резисторного делителя 51 блока 32, выпрямляется выпрямителем 52, фильтруется и подается на вход компаратора 53 напряжения, где сравнивается с опорным напряжением стабилитрона 38 источника 27 питания. При определенном значении сопротивления изоляции фазовых цепей измеряемое напряжение превышает опорное, что приводит к срабатыванию компаратора 53 и появлению на его выходе и входе блока 33 управляющего сигнала "ФК".

Блок 33 логических элементов при отсутствии управляющих сигналов вырабатывает выходной сигнал "Норм. ПС", а при наличии на входе по крайней мере одного из управляющих сигналов вырабатывает сигнал "Нп. вх. сети". При этом на лицевой панели устройства 3 засвечиваются индикаторы соответствующих сигналов "М", "Б", "ОФ", "ФК" и "f" параметров сети, не соответствующим требуемым значениям. Схемы управления индикаторами на фиг.3 не приводятся для простоты.

С выхода устройства 3 входного контроля параметров сети сигнал "Норм. ПС" подается на первые управляющие входы управляемых коммутаторов Км 5, Км 7₁, . . . , Км 7_N блока 4 (см. фиг. 4). Появление управляющего напряжения на выводе А обмотки реле 54 Км 5 приводит к срабатыванию реле 54 и замыканию контакта 54_к в цепи подключения обмотки контактора 55 к дежурному источнику 2 питания. Контакты 55_к коммутируемых цепей трехфазного тока замыкаются, обеспечивая подачу напряжения питания трехфазного тока с выхода Км 5 на центральное устройство 6 управления питанием, которое включается и вырабатывает сигнал "Вкл. ВИП", управляющий поочередным подключением управляемых коммутаторов Км 7₁,..., Км 7_N ко входам вторичных источников 8 и преобразователей 9 напряжения каналов комплекса с первого по N-й. При наличии на входах коммутаторов Км 7₁,..., Км 7_N управляющих сигналов "Норм. ПС" и "Вкл. ВИП" контакты 56_к реле 56 замкнуты, а реле 57 всех каналов подготовлены к работе. Одновременно с подачей на блок 4 коммутаторов сигнал "Вкл. ВИП" поступает на управляющие входы блоков 12 формирования задержки каналов с первого по N-й.

Рассмотрим работу блока 12 одного канала (см. фиг.5). При отсутствии управляющего сигнала на входе блока 12 осуществляется зарядка конденсатора 66 по цепи от (+27 В деж.) через резистор 65, обмотку реле 61 и нормально замкнутые контакты 60_к реле 60 к (-27 В деж). При этом нормально замкнутые контакты 61_к реле 61 разомкнуты. При поступлении управляющего сигнала "Вкл. ВИП" реле 60 срабатывает, размыкая контакты 60_к. Конденсатор 66 начинает разряжаться через обмотку реле 61 и перемычку 69. По окончании разряда конденсатора 66 реле 61 обесточивается, замыкая контакты 61_к, что приводит к срабатыванию реле 62 и замыканию контактов 62_к1 цепи управляющего сигнала "Вкл. зад. 1", который поступает на третий управляемый вход коммутатора Км 7₁. При поступлении сигнала "Зд. вкл. 1" реле 57 коммутатора Км 7₁ срабатывает, контакты 57_к замыкаются, что, в свою очередь, приводит к замыканию контактов 58_к контактора 58 цепей трехфазного тока Км 7₁. На вторичный источник 8 питания и преобразователь 9 напряжения поступает напряжение питания 3~ 220 В, 400 Гц. Одновременно замыкаются контакты 62_к2 реле 62 блока 12 формирования задержки. Конденсатор 68 начинает заряжаться по цепи: (+27 В деж), резистор 67, контакты 62_к2, (-27 В деж.) По окончании заряда конденсатора 68 последовательно срабатывают реле 63 и 64, замыкая контакты 64_к в цепи управляющего сигнала "ДУ ВИП", который поступает на модулятор блока 26 управления инвертором ВИП 8. Напряжение с выхода ВИП 8 подается на вход коммутатора 10 напряжения и вход релейного блока 14 формирования сигналов, который транслирует "Испр. кан. 1" на вход центрального устройства 6 управления питанием. Устройство 6 вырабатывает управляющий сигнал "Вкл. пит. кан. 1", который подается на управляющий вход релейного блока 14 формирования сигналов. С выхода блока 14 подается сигнал на управляющие входы коммутаторов 10 и 11 напряжения, обеспечивая подачу напряжений питания = 27 В, 40 А и 3~36 В, 400 Гц на входы первого канала комплекса. Далее последовательно осуществляется подключение каналов со второго по N-й комплекса с задержкой относительного первого канала, определяемой выбором параметров зарядной цепи конденсаторов 66 блоков 12 формирования задержки соответствующего канала.

В режиме основной работы системы электропитания комплекса осуществляется непрерывный контроль параметров входной сети переменного тока и исправности цепей вторичных преобразователей напряжения.

При непредвиденном отключении агрегата 1 гарантированного питания от щита питания и прекращении подачи сетевого напряжения на электромашинный преобразователь 17 частоты блок-контакт 19 аварийного отключения системы электропитания, механически связанный с ротором преобразователя 17, размыкает выходную цепь (-27 В деж) дежурного источника 2 питания. При этом обмотки контакторов 55 Км 5 и 58 Км 7₁,..., Км 7_N блока 4 управляемых коммутаторов обесточиваются, контакты 55_к и 58_к размыкаются, и напряжение питания трехфазного тока снимается с центрального устройства 6 управления питанием и входов ВИП 8 и ПН 9 каналов комплекса с первого по N-й.

При появлении на выходе блока 33 логических элементов устройства 3 входного контроля параметров сети сигнала "Нп. вх. сети" сигнал "Норм. ПС" снимается с блока 4 управляемых коммутаторов. Реле 54 Км 5 и реле 56 Км 7₁,..., Км 7_N обесточиваются, размыкая цепи питания обмоток контакторов 55 и 58, и контакты 55_к, 58_к трехфазных цепей размыкаются. Одновременно в центральное устройство 6 также поступает сигнал "Нп. вх. сети", а на лицевой панели устройства 3 загорается индикатор соответствующего управляющего сигнала "М", "Б", "ОФ", "f" или "ФК" параметра сети, не удовлетворяющего требуемым значениям.

При выявлении неправильного соединения или отсутствия целостности фазовых цепей преобразователя 9 напряжения одного из каналов срабатывает реле 59 блока контроля целостности фазовых цепей ПН 9. Контакты 59 цепи питания обмотки реле 62 блока 12 формирования задержки размыкаются, снимая выходной сигнал "Зд. вкл." блока 12, что приводит к обесточиванию обмотки реле 57 управляемого коммутатора, размыканию цепи питания обмотки контактора 58 и размыканию трехфазной цепи подключения соответствующего канала. Аналогично при аварийной неисправности вторичного источника 8 питания по сигналу "АВИП" с выхода блока 26 управления инвертором ВИП 8 размыкаются контакты "АВИП" в цепи питания обмотки реле 62 блока 12. Контакты 62_к1 реле размыкаются, и сигнал "Зд. вкл." снимается с выхода блока 12.

Работа измерителя 70 сопротивления изоляции блока 13 контроля сопротивления изоляции (см. фиг.6) основана на способе трех отсчетов вольтметра. Каждый цикл измерения состоит из трех тактов, длительность которых и цикла измерения в целом задаются перестраиваемым генератором 71 импульсов. На первом такте замыкаются контакты 73_к, 75_к и 76_к реле 73, 75, 76, управляемых блоком 72 логических элементов, подключая напряжение (+27 В) с выхода ВИП 8 через эталонный резистор 81 к корпусу прибора и конденсатору 83. На конденсаторе 83 появляется потенциал, соответствующий установившемуся значению напряжения (+27 В) относительно корпуса прибора. На следующем такте контакты 73_к и 75_к размыкаются и замыкаются контакты 74_к и 77_к. На конденсаторе 85 появляется потенциал, соответствующий установившемуся значению напряжения между (-27 В) ВИП 8 и корпусом. На третьем такте размыкаются контакты 74_к, 76_к и 77_к и замыкаются контакты 78_к, 79_к и 80_к. Происходит перезапись потенциалов с конденсаторов 83, 85 в конденсаторы 84, 86. Напряжение с конденсаторов 84, 86 через операционные усилители 87 и 88, включение в режиме повторителей, поступает на сумматор 89, где происходит сложение этих напряжений по абсолютному значению, и далее подается на один из входов компаратора 90 напряжения. На второй вход компаратора 90 подается опорное напряжение (часть контролируемого напряжения 27 В). В случае, если эквивалентное сопротивление изоляции меньше заданного значения, напряжение сумматора 89 больше опорного напряжения, компаратор 90 выдает сигнал "Нп. СИ" на реле 92, и с выхода блока 13 соответствующего канала транслируется сигнал "Нп. СИ" в центральное устройство 6 управления питанием. На лицевой панели блока 13 при этом загорается индикатор неисправности.

Предлагаемая структура системы электропитания позволяет также при введении дополнительных коммутирующих звеньев осуществлять централизованное управление приведением в действие различных исполнительных механизмов комплекса. При подаче напряжения питания на коммутатор управляемого механизма сигнал готовности включения механизма транслируется релейным блоком 14 формирования сигналов в центральное устройство 6 управления питанием. Последнее выдает соответствующие управляющие сигналы через заданные промежутки времени при наличии сигнала готовности механизма и при отсутствии на информационных входах сигналов "Нп. вх. сети", "Нп. СИ 1,..., Нп. СИ N". При появлении отклонений от заданного режима работы формирование управляющих сигналов прекращается, и на управляющий вход соответствующего коммутатора сигнал не подается, что не позволяет привести в действие исполнительный механизм вплоть до устранения неисправности.

Таким образом, предлагаемая система электропитания комплекса корабельной радиоэлектронной аппаратуры обеспечивает преобразование сетевого напряжения трехфазного тока в напряжение постоянного и переменного тока с необходимыми для питания приборов комплекса параметрами, централизованное распределение питания между каналами комплекса, дистанционное управление подключением каналом комплекса с заданной последовательностью, контроль исправности и высокую степень защиты цепей переменного и постоянного тока от перегрузок, коротких замыканий и перенапряжений, что повышает надежность и улучшает эксплуатационные характеристики системы.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемая система электропитания может быть изготовлена согласно приведенному описанию и прилагаемым чертежам при использовании известных комплектующих изделий и технологического оборудования и использована по прямому назначению для централизованного распределения питания между каналами комплекса радиоэлектронной аппаратуры.

Перечень надписей к фиг. 1
1 - агрегат гарантированного питания,
2 - дежурный источник питания постоянного тока,
3 - устройство входного контроля параметров сети,
4 - блок управляемых коммутаторов,
5 - первый управляемый коммутатор,
6 - центральное устройство управления питанием,
7₁,..., 7_N - управляемые коммутаторы,
8 - вторичный источник питания,
9 - преобразователь напряжения,
10, 11 - коммутаторы напряжений,
12 - блок формирования задержки,
13 - блок контроля сопротивления изоляции,
14 - релейный блок формирования сигналов,
15 - устройство бесперебойного питания,
16 - трехфазный пускатель,
17 - электромашинный преобразователь частоты,
18 - блок регулировки напряжения,
19 - блок-контакт аварийного отключения системы.

Перечень надписей к фиг.2
20 - входной сетевой выпрямитель,
21 - ограничитель тока,
22 - емкостной сглаживающий фильтр,
23 - инвертор,
24 - силовой трансформатор,
25 - выходной выпрямитель,
26 - блок управления инвертором.

Перечень надписей к фиг.3
27 - источник питания,
28 и 29 - измерители эффективного значения напряжения,
30 - блок контроля целостности фазовых цепей,
31 - блок контроля частоты,
32 - блок контроля отсутствия связи цепей переменного тока с корпусом прибора.

33 - блок 33 логических элементов,
34 - выпрямитель,
35 - емкостной фильтр,
36,...,38 - стабилитроны,
39 - выпрямитель входного напряжения,
40 - блок корректирующих диодно-резисторных цепочек,
41 - емкостный фильтр,
42 - блок из двух пороговых элементов,
43 - выявитель переменной составляющей,
44 - емкостной накопитель,
45, 46 - транзисторные усилители,
47 - дифференцирующая цепочка,
48 - активный фильтр,
49 - операционный усилитель,
50 - компаратор,
51 - резисторный делитель,
52 - выпрямитель,
53 - компаратор.

Перечень надписей к фиг.4
54, 56, 57 - реле, 55, 58 - контакторы
Перечень надписей к фиг.5
60, . .., 64 - реле, 65, 67 - резисторы, 66, 68 - конденсаторы, 69 - перемычка
Перечень надписей к фиг. 6
70 - измеритель,
71 - перестраиваемый генератор импульсов,
72 - блок логических элементов,
73,..., 80 - реле,
81, 82 - шунтирующие резисторы,
83,..., 86 - конденсаторы,
87, 88 - операционные усилители,
89 - сумматор,
90 - компаратор напряжений,
91 - резистор,
92 - реле.

Источники информации
1. Заявка ЕПВ N 69470, МПК H 02 J 13/00, публикация 12.01.83.

2. Патент РФ N 2004051, МПК H 02 J 7/34, публикация 30.11.93.

3. Ж.А.Мкртчян. Электропитание электронно-вычислительных машин - М.: Энергия, 1980, с. 133-136, прототип.

Изобретение относятся к электротехнике и может быть использовано в системах распределения электропитания между входными каналами комплекса радиоэлектронной аппаратуры автоматики и связи. Достигаемым техническом результатом является обеспечение высоконадежного распределения электропитания между входными каналами комплекса корабельной радиоэлектронной аппаратуры. Система электропитания комплекса корабельной радиоэлектронной аппаратуры содержит устройство входного контроля параметров сети, вторичные источники питания, центральное устройство управления питанием, блок управляемых коммутаторов, дежурный источник питания, агрегат гарантированного питания, основную и резервную трехфазные сети переменного тока, каждый канал содержит такие преобразователь напряжения с блоком контроля целостности разовых цепей, первый и второй коммутаторы напряжения, релейный блок формирования сигналов, блок формирования задержки с цепью защиты, блок контроля сопротивления изоляции. 6 ил.

Система электропитания комплекса корабельной радиоэлектронной аппаратуры, содержащая устройство входного контроля параметров сети, вторичные источники питания по количеству входных каналов комплекса, центральное устройство управления питанием и блок управляемых коммутаторов, выход первого из которых подключен ко входу питания центрального устройства управления питанием, выход управляющего сигнала включения вторичных источников питания которого подключен к соответствующим управляющим входам управляемых коммутаторов, начиная со второго, выходы которых поканально подключены ко входам вторичных источников питания каналов комплекса, отличающаяся тем, что в нее введены дежурный источник питания и агрегат гарантированного питания, подключенный входами к основной и резервной трехфазным сетям переменного тока, а выходом к дежурному источнику питания, входам коммутируемых цепей трехфазного тока блока управляемых коммутаторов и входу устройства входного контроля параметров сети, выход сигнала нормальных параметров сети которого подключен к соответствующему управляющему входу блока управляемых коммутаторов, а в каждый канал дополнительно введены подключенный к выходу управляемого коммутатора соответствующего канала преобразователь напряжения с блоком контроля целостности фазовых цепей, подключенные к выходам вторичного источника питания и преобразователя напряжения соответственно, первый и второй коммутаторы напряжения, управляющие входы которых подключены к первому выходу релейного блока формирования сигналов, и блок формирования задержки с цепью защиты, управляемой сигналами аварийной неисправности преобразователя напряжения и вторичного источника питания, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока формирования задержки, а выход подключен ко входам блока контроля сопротивления изоляции и релейного блока формирования сигналов, информационный выход и управляющий вход релейного блока формирования сигналов каждого канала подключены соответственно ко входу сигнала исправности канала и выходу сигнала включения питания канала центрального устройства управления питанием, информационные входы которого подключены к выходу сигнала неисправности входной сети устройства входного контроля параметров сети и выходам блоков контроля сопротивления изоляции каждого канала, а выход управляющего сигнала включения вторичных источников питания подключен также к управляющим входам всех блоков формирования задержки, второй выход каждого из которых подключен к соответствующему управляющему входу сигнала задержки включения управляемого коммутатора, выходы дежурного источника питания подключены ко входам питания постоянного тока центрального устройства управления питанием, блока управляемых коммутаторов, блоков формирования задержки и контроля сопротивления изоляции каждого канала и к цепи блок-контакта аварийного отключения системы электропитания агрегата гарантированного питания.