Устройство для автоматического переключения нагрузки Советский патент 1987 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к схемам аварийного или резервного электроснабжения, и может быть использовано для автоматического переключения нагрузки с основной сети переменного напряжения и частоты на резервную при отказе основной сети или преобразователя частоты.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечеветственно к первому и второму входам логической схемы ИЛИ 23, выход которой подключен к входу усилителя 7.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме питание нагрузки 9 осуществляется от основной сети 3 через преобразователь 4 частоты и контакты 8. В этом случае на выходе выпрямителя 5 датчика 1 напряжения имеется сигнал, поступающий на вход элемента 14 сравнения.

ния работы в сетях с переменной час- 10 В элементе сравнения этот сигнал сравнитотой и напряжением и увеличение быстродействия.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

вается с опорным напряжением от источника 15, соответствующим минимальному значению напряжения, при котором преобразователь 4 pa6oTaet нормально (это

Устройство для автоматического переклю-напряжение меньще минимального напряжечения нагрузки основного канала перемен-ния преобразователя, например, при мининого тока на резервный включает датчик 1мальной частоте). Так как в нормальном

напряжения, состоящий из трансформатора 2 режиме опорное напряжение меньше сигна- первичная обмотка которого присоединенала с выхода выпрямителя 5, то на пок основной сети 3 с пpeoбpaзoвafeлeм 4роговый элемент, имеющий два устойчивых

частоты, а вторичная соединена звездой 20 состояния, поступает сигнал одной поляр- с входом первого выпрямителя 5. Испол-ности и на его выходе появляется напрянительный орган 6 устройства присоединенжение, соответствующее «1, поступающее

к выходу усилителя 7 имеет контакты 8, на вход логического элемента НЕ 17, и на из которых размыкающие включены междувыходе элемента НЕ сигнал равен «О,

преобразователем частоты основной сети иНапряжение на первом входе логического

нагрузкой 9, а замыкающие - между 25 элемента ИЛИ отсутствует. На выходе

вторичной обмотки 18 трансформатора 2, соединенной в открытый треугольник, при отсутствии искажения формы напряжения на выходе преобразователя 4 вследствие симметричности напряжения и при отсутствии составляющих нулевой последовательности фаз (они отсутствуют в практически применяемых преобразователях) напряжение равно нулю, и поэтому на выходе выпрямителя 19 напряжение равно нулю.

преобразователем 10 частоты резервной сети 11 и нагрузкой 9.

Устройство содержит дополнительно введенные блок 12 анализа амплитуды напряжения и блок 13 анализа формы напряжения. Блок анализа амплитуды содержит первый элемент 14 сравнения, источник опорного напряжения, соответствующего минимальному значению напряжения основной сети 15, первый пороговый элемент 16, элемент НЕ 17, при этом выход выпрямителя 5 датчика 1 напряжения присоединен к первому входу элемента 14 сравнения, на второй вход которого подается сигнал с выхода источника 15 опорного напряжения. Выход элемента 14 сравнения под30

35

Вследствие известной несимметрии, обусловленной применяемыми системами управления, это напряжение практически имеет малое значение, которое в элементе 20 сравнения сравнивается с опорным напряжением с выхода источника 21 опорного напряжеключен к входу порогового элемента 16, 40 я. Опорное напряжение источника 21 выбирается из условия наличия реальной несимметрии фазных напряжений на выходе преобразователя 4. Так как опорное напряжение источника 21 больше напряжения с выхода выпрямителя 19, то на выходе элевыход которого присоединен к входу логического элемента НЕ 17.

Блок 13 анализа формы напряжения содержит дополнительно введенную вторичную обмотку 18 трансформатора 2, соедибирается из условия наличия реальной несимметрии фазных напряжений на выходе преобразователя 4. Так как опорное напряжение источника 21 больше напряжения с выхода выпрямителя 19, то на выходе элененную в открытый треугольник, второй 45 мента 20 сравнения имеется напряжение одной полярности, которое поступает на вход порогового элемента 22, имеющего два устойчивых состояния, и на его выходе напряжение отсутствует, состояние «О. Напряжение на втором входе логической схемы

выпрямитель 19, второй элемент 20 сравнения, источник 21 опорного напряжения, соответствующего минимальному значению несимметрии формы напряжения на выходе преобразователя 4 частоты и второй пороговый элемент 22. Вход выпрямителя 19ИЛИ 23 отсутствует. На выходе элемента

ИЛИ напряжение также отсутствует и исполнительный орган 6 не срабатывает.

Если амплитуда основного канала по каким-либо причинам уменьщится (станет ного напряжения. Выход элемента сравнения ,, меньше минимального опорного напряжения присоединен к входу порогового элемента 22.источника 15) или выходное напряжение

Выходы порогового элемента 22 и логи-будет отсутствовать, то изменится полярческой схемы НЕ 17 присоединены соот-ность напряжения на выходе элемента 14

подключен к выходу открытого треугольника 18, а выход - к первому входу элемента 20 сравнения, к другому входу которого подключен выход источника 21 опорветственно к первому и второму входам логической схемы ИЛИ 23, выход которой подключен к входу усилителя 7.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме питание нагрузки 9 осуществляется от основной сети 3 через преобразователь 4 частоты и контакты 8. В этом случае на выходе выпрямителя 5 датчика 1 напряжения имеется сигнал, поступающий на вход элемента 14 сравнения.

вторичной обмотки 18 трансформатора 2, соединенной в открытый треугольник, при отсутствии искажения формы напряжения на выходе преобразователя 4 вследствие симметричности напряжения и при отсутствии составляющих нулевой последовательности фаз (они отсутствуют в практически применяемых преобразователях) напряжение равно нулю, и поэтому на выходе выпрямителя 19 напряжение равно нулю.

5

Вследствие известной несимметрии, обусловленной применяемыми системами управления, это напряжение практически имеет малое значение, которое в элементе 20 сравнения сравнивается с опорным напряжением с выхода источника 21 опорного напряже0 я. Опорное напряжение источника 21 вы я. Опорное напряжение источника 21 выбирается из условия наличия реальной несимметрии фазных напряжений на выходе преобразователя 4. Так как опорное напряжение источника 21 больше напряжения с выхода выпрямителя 19, то на выходе элемента 20 сравнения имеется напряжение одной полярности, которое поступает на вход порогового элемента 22, имеющего два устойчивых состояния, и на его выходе напряжение отсутствует, состояние «О. Напряжение на втором входе логической схемы

сравнения, на выходе порогового элемента 16 появится сигнал «О, а на выходе элемента НЕ-«1, или на первый вход элемента ИЛИ 23 поступит напряжение, которое появится на его выходе и после усиления на входе исполнительного органа 6, который сработает и переключит своими контактами 8 нагрузку на резервную сеть 11 с преобразователем 10 частоты.

В случае появления неисправности в основном канале питания, приводящий к искажению формы выходного напряжения преобразователя 4, на выходе обмотки 18 появляется напряжение, которое после выпрямления выпрямителем 19 поступает на, вход элемента 20 сравнения. Если это напряжение оказывается больше опорного напряжения, поступающего на второй вход элемента 20 сравнения с выхода источника 21 опорного сигнала, то на выходе элемента 20 сравнения напряжение изменяет полярность и на выходе порогового элемента появляется сигнал «1, который поступает на второй вход логического элемента ИЛИ, что приводит к срабатыванию исполнительного органа 6 и переводу нагрузки на питание от резервной сети.

В предлагаемом устройстве вследствие независимой регулировки опорных напряжений в блоках анализа амплитуды напряжения и анализа формы напряжения возможна установка любых значений опорных напряжений, в том числе при переменной частоте, и напряжения на выходе преобразователя частоты основной сети и связи их между собой по любому закону, т. е. связывающему частоту и напряжение. Так как в блоке анализа формы напряжения сигнал, выявляющий искажение формы напряжения, проходит через элементы, практически не обладающие инерционностью, то быстродействие предлагаемого устройства выше.

0

Формула изобретения Устройство для автоматического переключения нагрузки с основного канала переменного тока на резервный, содержащее усилитель, подключенный к входу ncno. i- нительного органа, датчик напряжения, выполненный в виде трехфазного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к основной сети, а вторичная - к входу первого выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы в сетях с переменной частотой и напряжением и увеличения быстродействия, в него введены блок анализа ампли5 туды напряжения, блок анализа формы напряжения и элемент ИЛИ, причем блок анализа амплитуды напряжения содержит первый элемент сравнения, один вход которого подключен к выходу первого выпрямителя датчика напряжения, источник опор- ного напряжения, соответствующего минимальному значению напряжения основной сети, подключенный к второму входу первого элемента сравнения, 1ервый пороговый элемент, вход которого соединен с выхо5 дом нервого элемента сравнения, и элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, а выход присоединен к первому входу элемента ИЛИ, блок анализа формы напряжения содержит вторую вторичную обмотку трансформатора,

0 соединенную в открытый треугольник, второй выпрямитель, вход которого подключен к выходу второй вторичной обмотки трансформатора, второй элемент сравнения, на один вход которого подключен выход второго выпрямителя, источник опорного напряже5 ния, соответствующего минимальному значению несимметрии формы напряжения, подключенный на другой вход второго элемента сравнения, второй пороговый элемент, вход которого подключен к выходу

л элемента сравнения, а выход - к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу усилителя.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к схемам аварийного или резервного электроснабжения, и может быть использовано для автоматического переключения нагрузки с основной сети переменного напряжения и частоты на резервную при отказе основной сети или преобразователя частоты. Цель - расширение функциональных возможностей путем обеспеч ения работы в сетях с переменной частото й и напряжением и увеличение быстродействия. В нормальном режиме питание нагрузки 9 осуществлено от основной сети 3 через преобразователь 4 частоты и контакты 8. При уменьшении амплитуды напряжений или искажении формы выходного напряжения преобразователя основного канала меняется полярность напряжения на входе элемента 14 сравнения. При срабатывании исполнительного органа 6 нагрузка 8 переключается на резервную сеть 11 с преобразователем 10 частоты. В устр-ве вследствие независимой регулировки опорных напряжений в блоках анализа амплитуды напряжения и анализа формы напряжения возможна установка любых значений опорных напряжений, в том числе при переменной частоте, и напряжения на выходе преобразователя частоты основной сети и связи между собой по любому закону, связывающему частоту и напряжение. 1 ил. S (Л со оо о: ел со