Переключающее устройство гарантированного питания Советский патент 1987 года по МПК H02J9/06 

питания управляющего электрода симисто- ра 9. После открытия транзисторного ключа 21 симистор 9 также открывается. Напряжение вторичных обмоток тр-ра 8 поступает на мост 5. Симисторы 1-3 включаются. Контроль параметров сети осуществляется транзисторными ключами 17 и 17. При подаче напряжения на клеммы второй сети закрывается транзисторный ключ 18 и открывается пороговый элемент 20, к-рый разряжает ток заряда ячейки 19. Цепь управления симистором 9 остается обесточенной. Установочные делители постоянного тока

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесперебойного обеспечения энергией технических объектов,.в частности передатчиков, приемников, преобразователей и других устройств, а также как устройство защиты потребителей энергии при понижении или повы- щении напряжения питающей сети при замыкании или обрыве фаз и при нарушении линейной симметрии питающей сети.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение устройства.

На чертеже представлена функциональная схема переключающего устройства гарантированного питания.

Переключающее устройство гарантированного питания (фиг. 1) содержит клеммы А,В,С и А , В , С (первой и второй сетей), к которым подключены силовые симисторы 1,2,3 и Г, 2, 3 (на чертеже щтрихами отмечены элементы второй, симметричной первой цепи), вторые выводы которых соединены соответственно между собой и с выходными клеммами, а, в, с, к которым подключен трехфазный мост 4. Управляющие входы силовых симисторов 1,2,3 и Г, 2, 3 соответственно соединены с выходами однофазных выпрямителей 5, 6, 7 и 5, б , Т. К фазам А и А подключены одним из первичных выводов трансформаторы 8 и 8, а вторые выводы соответственно соединены через ключи 9, 9 включения к фазе «О. Трансформаторы 8 и 8 выходными выводами соединены с входами однофазных выпрямителей 6, 7 и 6, Т и через фазовра- щающие элементы 10, 10 соединены с входами однофазных выпрямителей 5, 5. К клеммам А, В, С и А , В , С подключены трехфазные выпрямители 11, 11. Выход трехфазного выпрямителя подключен к развязывающему элементу 12 и к фильтру 13,

устанавливаются на макс, или миним. выходное напряжение. Установочный делитель 14 - на максимально допустимую величину пульсаций при нарущении качества питающей сети. Конденсатор в блоке 4 определяет допустимую временную задержку коммутационных провалов в сети. Время переключения определяется параметрами делителя транзисторного ключа 21. В случае одновременной подачи напряжения на входные клеммы первой и второй сетей включается одна из сетей за счет естественного разброса элементов устр-ва. 1 ил.

которые выходами соединены с установочными делителями 14 напряжения, выход которого подключен к пороговым элементам 15 и 16, выходы которых соединены между собой и подключены к управляющим входам ключей 17 и 17. Выходы трехфазных выпрямителей 11 и 1Г подключены соответственно к входам управления ключей 8, 18 и к входам зарядной ячейки 19, 19, выходы которых соединены с пороговыми эле- - ментами 20, 20. Входы управления ключей 9, 9 включения соединены с выходами пороговых элементов 20, 20 и с входами ключей 18, 17, 21 и 18, 17, 2Г, причем вход управления ключа 21 соединен с входом

5 управления ключа 9 включения, а вход управления ключа 21 соединен с входом управления ключа 9 включения. Схема устройства питaetcя от выпрямителей и фильтров 22, 22.

Переключаюидее устройство гарантиро0 ванного питания работает следующим образом.

Устройство начинает работать от питающей сети, напряжение на которую подано первым. Допустим, что нап|эях ение подано

5 первым на входные кле.ммы первой сети. Тогда ток про.ходит через однополупериод- ный трехфазный мост 1 1 на базу транзисторного ключа 18 и закрывает его, тем самым расшунтирует цепь питания управляющего электрода симистора 9. ОдновреQ менно ток выпрямителя 11 проходит на зарядную ячейку 19 и при достижении определенного уровня напряжения открывается пороговый элемент 20, который пропускает ток заряда ячейки 19 на управляющий электрод симистора 9 и на базу транзис5 торного ключа 21, который открывается и щунтирует цепь упавления симистора 9. Симистор 9 открывается и включает трансформатор 8, вторичное его напряжение поступает на выпрямители и фильтры 22 обеспечивающие питанием схему управления. Одновременно напряжение вторичных обмоток поступает на выпрямительные мосты 6 и 7 и через фазовращатель 10 - на мост 5. Пульсирующее напряжение удвоенной частоты сети выпрямительных мостов 5-7 со сдвигом 60° по отнощению фаз А, В, С поступает на соответствующие электроды силовых симисторов 1-3.

Симисторы 1-3 включаются и напряжение сети поступает на выходные клеммы а, в, с н одновременно для контроля параметров питающей сети напряжение поступает на трехфазный выпрямитель с делителем напряжение 4. Напряжение делителя утроенной частоты сети поступает через разделительный элемент 12 к установочному делителю 14 напряжения к фильтру 13, выход которых поступает к установочноым делителям 14 напряжения. Пульсирующее и

шенное пульсирующее напряжение проходит через развязывающий элемент 12 на установочный делитель 14 и на вход порогового элемента 15. Пороговый элемент 15 открывается и пропускает ток выпрямителя 22 на управляющие электроды тиристорных ключей 17 и 17. Тиристорный ключ 17 не открывается, так как его транзистор закрыт, а тиристорный ключ 17 открывается, так как его транзистор находится в открытом состоянии, тем самым управляющий электрод симистора 9 обесточивается и одновременно прекращается питание транзисторного ключа 2 Г.

При прохождении тока симистора 9 через 5 ноль симистор закрывается и обесточивает трансформатор 8. Затем при окончании разряда конденсатора ключа 2Г (15-35 мс) ключ закрывается и тем самым расщунти- рует цепь управления симистора 9. Накопленный ток заряда фильтра выпрямителя 22

10

выпрямленное напряжения с установочных 20 поступает на управляющий электрод симисделителей 14 поступает на соответствующие входы пороговых элементов с опорными напряжениями 15 и 16. Выходы пороговых элементов 15 и 16 подключены к последовательно соединенным тиристорным и транзисторным ключам 17 и 17. Причем транзисторный ключ 17 напряжением выпрямителя 22, а транзисторный ключ 17 остается закрытым. При подаче напряжения на клеммы второй сети ток проходит через трехфазный мост 1Г на базу транзисторного ключа 18 и закрывает его. Одновременно ток проходит на зарядную ячейку 19 и при достижении определенного уровня напряжения открывается пороговый элемент 20, который разряжает ток заряда ячейки 19 через

25

тора 9, симистор открывается и включает трансформатор 8, вторичный ток которого поступит на управляющие электроды силовых симисторов 1-3. Одновременно ток управления симистором 9 проходит на базу ключа 21, который открывается и щунтирует цепи управления симистора 9, в то же время током выпрямителей и фильтром 22 открывается транзисторный ключ 17, а транзисторный ключ 17 закрывается. Время закры- 30 того состояния ключей 17 и 17 должно составлять двойное время переключения с одной -сети на другую. Таким образом, устройство переключает нагрузку на вторую питающую сеть.

В случае полного снятия напряжения с

транзисторный ключ 2Г. Таким образом, з5 клемм входной сети устройства, например с

цепь управления симистором 9 остается обесточенной. Установочные делители постоянного 14 тока устанавливаются на максимальное и минимальное допустимое выходное напржение, а установочный делитель 14

второй сети, обесточивается выпрямитель 11, тем самым снимается запирающее напряжение с ключа 18. Ключ 18 открывается и обесточивает управляющий электрод симистора 9 и ключ 21. Ключ 21 закрывается и

пульсирующего тока устанавливается на 0 расщунтирует цепь управления симистора 9.

Симистор 9 открывается и дальнейщий процесс переключения устройства происходит аналогично описанному.

максимально допустимую величину пульсаций при нарущении качества питающей сети или при обрыве фазы, включая и потребителей с обратной трансформацией энергии. Кроме того, допустимая временная задержка коммутационных провалов в сети определяется конденсатором, установленным в блоке 4. Время переключения с одной питающей сети на другую определяется параметрами делителя транзисторного ключа 21, 21 и выбирается для несфазированной сети и активно индуктивной нагрузки 15-25 мс, а для индуктивных нагрузок - 25-35 мс. Для сфа- зированных сетей время переключения без конденсаторов транзисторных ключей 21, 21 составляет 50-60 мкс.

В случае обрыва фазы или нарущения симметрии напряжения питающей сети увеличивается пульсация на выходе выпрямителя и делителя 4 напряжения. Это повышенное пульсирующее напряжение проходит через развязывающий элемент 12 на установочный делитель 14 и на вход порогового элемента 15. Пороговый элемент 15 открывается и пропускает ток выпрямителя 22 на управляющие электроды тиристорных ключей 17 и 17. Тиристорный ключ 17 не открывается, так как его транзистор закрыт, а тиристорный ключ 17 открывается, так как его транзистор находится в открытом состоянии, тем самым управляющий электрод симистора 9 обесточивается и одновременно прекращается питание транзисторного ключа 2 Г.

При прохождении тока симистора 9 через 5 ноль симистор закрывается и обесточивает трансформатор 8. Затем при окончании разряда конденсатора ключа 2Г (15-35 мс) ключ закрывается и тем самым расщунти- рует цепь управления симистора 9. Накопленный ток заряда фильтра выпрямителя 22

0

0 поступает на управляющий электрод симис 20 поступает на управляющий электрод симис25

тора 9, симистор открывается и включает трансформатор 8, вторичный ток которого поступит на управляющие электроды силовых симисторов 1-3. Одновременно ток управления симистором 9 проходит на базу ключа 21, который открывается и щунтирует цепи управления симистора 9, в то же время током выпрямителей и фильтром 22 открывается транзисторный ключ 17, а транзисторный ключ 17 закрывается. Время закры- 30 того состояния ключей 17 и 17 должно составлять двойное время переключения с одной -сети на другую. Таким образом, устройство переключает нагрузку на вторую питающую сеть.

В случае полного снятия напряжения с

з5 клемм входной сети устройства, например с

клемм входной сети устройства, например с

второй сети, обесточивается выпрямитель 11, тем самым снимается запирающее напряжение с ключа 18. Ключ 18 открывается и обесточивает управляющий электрод симистора 9 и ключ 21. Ключ 21 закрывается и

расщунтирует цепь управления симистора 9.

5

0

5

Симистор 9 открывается и дальнейщий процесс переключения устройства происходит аналогично описанному.

В случае одновременной подачи напряжения на входные клеммы первой и второй сети включается та питающая сеть, которая за счет естественного разброса элементов входящих в устройство включается первой.

В случае необходимости при одновременной подаче напряжения на входные клеммы первой и второй сетей должна включиться, к примеру, первая сеть, тогда необходимо уменьщить время заряда в зарядной цепочке 19. Тогда пороговый элемент 20 включается первым, тем самым первым включается симистор 9. В случае, если напряжение питания I и II сетей находится в аварийном положении или не соответствовать требуемому значению, предъявленному к питающей сети, предлагаемое устройство выключается.

Для повторного включения предлагаемого устройства необходимо вначале обесточить какой-либо ввод, а затем вновь включить.

Формула изобретения

Переключающее устройство гарантированного питания, содержащее силовые ключи, предназначенные для подключения к входным клеммам основного и резервного источников, выходы которых пофазно объединены и подключены к выпрямителю, а управляющие входы подключены к выходам блока управления, содержащим датчики наличия напряжения источников и узлы формирования сигналов управления силовыми ключами, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повыщения его функцио- нальнь х возможностей, силовые ключи вы- полнень на семисторах, а к выходу выпрямителя подключен датчик контроля напряжения на нагрузке, состоящий из развязывающего элемента, фильтра, управляемого делителя напряжения, двух пороговых элементов и двух ключей, выходы которых подключены к входам узлов формирования сигналов управления семисторами, каждый

из которых включает в себя фазовращатель, три однофазных выпрямителя, трансформатор и управляемый ключ, а каждый датчик наличия напряжения источников состоит из зарядного и порогового элементов, выпрямителя и двух ключей, причем выход первого ключа соединен с входом второго и с входом своего узла управления семисторами, а выход второго ключа соединен с входом другого узла управления.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесперебойного обеспечения энергией технических объектов, в частности передатчиков, приемников и преобразователей. Цель - расширение функциональных возможностей и упрощение устр-ва. Устр-во начинает работать от питающей сети, напряжение на к-рую подано первым. Ток проходит через однопо- лупериодный трехфазный мост 11, закрывает транзисторный ключ 18 и расшунтирует цепь сл с со о со со