УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения в качестве устройств бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей переменного и постоянного тока.

Известно техническое решение «Схема матричного типа с переменной структурой» (см. Кобзев А.В. Модуляционные источники питания РЭА - Томск: Радио и связь, томский отдел, 1990. рис.1.17), которая содержит выпрямитель, систему управления, два входных фильтра, силовые ключи и две группы инверторов. Недостатком схемы является то, что система управления не обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей.

В качестве прототипа выбран патент РФ №2321936, H02J 9/06 «Устройство бесперебойного питания ответственных потребителей», которое содержит резервный источник питания, выпрямитель, подключенный к трехфазной сети, инвертор, шины постоянного и переменного тока. Недостатками устройства являются низкие показатели надежности и неспособность изменять величину выходного напряжения.

Техническим решением задачи является повышение надежности электроснабжения и функциональных возможностей устройства бесперебойного электроснабжения.

Поставленная задача достигается тем, что устройство бесперебойного электроснабжения содержит резервный источник питания, выпрямитель, подключенный к трехфазной сети, инвертор, шины постоянного и переменного тока, согласно изобретению содержит инверторные блоки с инверторами в каждом, силовые ключи, входные фильтры и систему управления, а в качестве резервного источника питания использован аккумуляторный блок, причем к первой шине постоянного тока подключены положительный выход выпрямителя, первые выводы аккумуляторного блока, первого силового ключа, первого входного фильтра, через четвертый и пятый силовые ключи положительные входы первого и второго инверторов первого инверторного блока и первый вход системы управления, ко второй шине постоянного тока подключены отрицательный выход выпрямителя, второй вывод аккумуляторного блока, первые выводы третьего силового ключа, второго входного фильтра, отрицательные входы первого и второго инверторов второго инверторного блока и второй вход системы управления, ко второму выводу первого силового ключа подключен первый вывод второго силового ключа, второй вывод второго входного фильтра и через шестой и седьмой силовые ключи положительные входы первого и второго инверторов второго инверторного блока, ко второму выводу третьего силового ключа подключены второй вывод второго силового ключа, второй вывод первого входного фильтра, отрицательные входы первого и второго инверторов первого инверторного блока, первые выходы инверторов инверторных блоков объединены и подключены ко второй шине переменного тока, к которой также подключены второй выход устройства бесперебойного электроснабжения и четвертый вход системы управления, вторые входы инверторов инверторных блоков объединены и подключены к первой шине переменного тока, к которой также подключены первый выход устройства бесперебойного электроснабжения и третий вход системы управления, первый, второй, третий и четвертый выходы системы управления подключены к третьим управляющим входам инверторов инверторных блоков, соответственно.

Новизна технического решения заключается в том, что в устройстве бесперебойного электроснабжения предусмотрено резервирование работы инверторных блоков и включение инверторных блоков последовательно или параллельно по входу. Что позволяет наращивать установленную мощность и обеспечивать питание устройства от источника постоянного тока с различным уровнем напряжения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена функциональная электрическая схема устройства бесперебойного электроснабжения.

Устройство бесперебойного электроснабжения содержит: входные выводы 1, выходные выводы 2, выпрямитель 3, шины постоянного тока 4 и 5, аккумуляторный блок 6, силовые ключи 7-13, входные фильтры 14 и 15, инверторные блоки 16 и 17, содержащие инверторы 18, 19 и 20, 21 соответственно, систему управления 22, шины переменного тока 23 и 24, выходные выводы постоянного тока 25 и 26. К входным выводам 1 подключается трехфазное напряжение синусоидального тока источника питания. К шинам 23, 24 и соответственно выходным выводам 2 подключается нагрузка переменного тока. Силовые ключи 7, 8, 9 предназначены для подключения инверторных блоков 16 и 17 параллельно или последовательно к источникам напряжения постоянного тока, которыми являются выпрямитель 3 и аккумуляторный блок 6. Силовые ключи 10-13 предназначены для включения инверторов 18, 19 и 20, 21 инверторных блоков 16, 17 параллельно по входу. Система управления 22 управляет работой силовых ключей и инверторов. К шине постоянного тока 4 подключены положительный выход выпрямителя 3, первые выводы аккумуляторного блока 6, силового ключа 7, входного фильтра 14, через силовые ключи 10 и 11 положительные входы инверторов 18 и 19 и первый вход системы управления 22. К шине постоянного тока 5 подключены отрицательный выход выпрямителя 3, второй вывод аккумуляторного блока 6, первые выводы силового ключа 9, входного фильтра 15, отрицательные входы инверторов 20 и 21 и второй вход системы управления 22. Ко второму выводу силового ключа 7 подключен первый вывод силового ключа 8, второй вывод входного фильтра 15 и через силовые ключи 12 и 13 положительные входы инверторов 20 и 21. Ко второму выводу силового ключа 9 подключены второй вывод силового ключа 8, второй вывод входного фильтра 14, отрицательные входы инверторов 18 и 19. Первые выходы инверторов 18, 19 и 20, 21 объединены и подключены к шине переменного тока 24, к которой также подключены второй выход устройства бесперебойного электроснабжения 2 и четвертый вход системы управления 22. Вторые входы инверторов 18, 19 и 20, 21 объединены и подключены к шине переменного тока 23, к которой также подключены первый выход устройства бесперебойного электроснабжения 2 и третий вход системы управления 22. Первый, второй, третий и четвертый выходы системы управления 22 подключены к третьим управляющим входам инверторов 18-21, соответственно.

Устройство бесперебойного электроснабжения работает следующим образом. Выпрямитель 3 преобразует напряжение источника переменного тока трехфазной системы в напряжение постоянного тока и через шины 4, 5 и выводы постоянного тока 25, 26 осуществляется электроснабжение потребителей постоянного тока, а также заряд аккумуляторов аккумуляторного блока 6. Через инверторные блоки 16, 17 и шины переменного тока 23, 24 осуществляется электроснабжение потребителей переменного тока, при отсутствии напряжения переменного тока на входных выводах 1 источником для питания нагрузки постоянного и переменного тока является аккумуляторный блок 6. При включении силовых ключей 7 и 9, посредством системы управления 22, входы инверторных блоков 16 и 17 включаются параллельно, а при замыкании силового ключа 8 и размыкании ключей 7 и 9 входы инверторных блоков включаются последовательно. Инверторы 19 и 21 находятся в резерве и включаются в работу при необходимости повышения установленной мощности устройства бесперебойного электроснабжения или при неисправности одного из инверторов 18 или 20 соответственно.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения в качестве устройств бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей переменного и постоянного тока. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения и функциональных возможностей заявленного устройства. Для этого устройство бесперебойного электроснабжения содержит резервный источник питания, выпрямитель, подключенный к трехфазной сети, инвертор, шины постоянного и переменного тока, при этом введены инверторные блоки с инверторами в каждом, силовые ключи, входные фильтры и система управления, а в качестве резервного источника питания использован аккумуляторный блок. В устройстве бесперебойного электроснабжения предусмотрено резервирование работы инверторных блоков и включение инверторных блоков последовательно или параллельно по входу. Что позволяет наращивать установленную мощность и обеспечивать питание устройства от источника постоянного тока с различным уровнем напряжения. 1 ил.

Устройство бесперебойного электроснабжения содержит резервный источник питания, выпрямитель, подключенный к трехфазной сети, инвертор, шины постоянного и переменного тока, отличающееся тем, что содержит инверторные блоки с инверторами в каждом, силовые ключи, входные фильтры и систему управления, а в качестве резервного источника питания использован аккумуляторный блок, причем к первой шине постоянного тока подключены положительный выход выпрямителя, первые выводы аккумуляторного блока, первого силового ключа, первого входного фильтра, через четвертый и пятый силовые ключи положительные входы первого и второго инверторов первого инверторного блока и первый вход системы управления, ко второй шине постоянного тока подключены отрицательный выход выпрямителя, второй вывод аккумуляторного блока, первые выводы третьего силового ключа, второго входного фильтра, отрицательные входы первого и второго инверторов второго инверторного блока и второй вход системы управления, ко второму выводу первого силового ключа подключен первый вывод второго силового ключа, второй вывод второго входного фильтра и через шестой и седьмой силовые ключи положительные входы первого и второго инверторов второго инверторного блока, ко второму выводу третьего силового ключа подключены второй вывод второго силового ключа, второй вывод первого входного фильтра, отрицательные входы первого и второго инверторов первого инверторного блока, первые выходы инверторов инверторных блоков объединены и подключены ко второй шине переменного тока, к которой так же подключены второй выход устройства бесперебойного электроснабжения и четвертый вход системы управления, вторые входы инверторов инверторных блоков объединены и подключены к первой шине переменного тока, к которой так же подключены первый выход устройства бесперебойного электроснабжения и третий вход системы управления, первый, второй, третий и четвертый выходы системы управления подключены к третьим управляющим входам инверторов инверторных блоков, соответственно.