Устройство для резервированного электропитания потребителей переменного тока Советский патент 1988 года по МПК H02J9/06 

Рез. eemt

СдЭ

СО

00 о:

«

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении систем резервированного электропитания потре- бителей трехфазного переменного тока при наличии нескольких автономных сетей. Аналогичные устройства могут быть использованы в многофазных сетях.

Цель изобретения - улучшение качества электрической энергии, подаваемой к потребителям переменного тока, и повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлено устройство для резервированного электропитания потребителей переменного тока; на фиг. 2 - схема управления.

Устройство для резервированного электропитания потребителей переменного тока (фиг. 1) содержит ключевые элементы 1 - 9, основной согласующий трансформатор 10, подключенный концами первичных обмоток 11 - 13 к клеммам основной сети, резервный согласующий трансформатор 14 и схему 15 управления, мостовые выпрямители 16 - 24, выводы постоянного тока которых подключены к силовым электродам ключевых элементов 1-9, при этом начала первичных обмоток 11-13 основного согласующего трансформатора 10 подключены к выводам переменного тока первого мостового выпрямителя 16 концы первых трех комплектов 25 - 27, 28 - ЗО, 31 - 33 и начала других трех комплектов 34 - 36, 37 - 39, 40 - 42 первичных обмоток резервного согласующего трансформатора 14 подключены к выводам переменного тока одного из шести мостовых выпрямителей 17 - 22, а свободные выводы отмоток каждого из указанных комплектов - к клем- мам ABC, СВА и ВАС резервной сети соответственно, начала вторичных обмоток 43 - 45 основного 10 и 46 - 48 резервного 14 согласующих трансформаторов подключены к выводам переменного тока соответствующих мостовых выпрямителей, концы - к клеммам 49 - 51 нагрузки 52.

Схема 15 управления (фиг. 2) содержит четыре трансформатора 53 - 56, первый из которых подключен к фазе А нагрузки, а другие 54 - 56 - к фазам резервной сети, триггер Шмитта 57.1, подключенный к вторич

г 0

5

0 0 5 0

г

0

ной обмотке первого трансформатора 53, щесть каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных триггера 57.2 - 57.7 Шмитта, первого элемента И 58.1 - 58,6, второй вход которого через первый элемент НЕ 59 подключен к выходу первой схемы ИЛИ 60, триггер 61.1 - 61.6, информационный вход которого соединен с выходом триггера Шмитта 57.1, а счетный вход - с выходом первого элемента И 58.1 - 58.6, второй элемент И 62.1 - 62,6, стро- бируемый по второму входу датчиком 63 напряжения, усилитель 64.1 - 64.6 мощности, подключенный к цепям управления ключевых элементов 2-7 и 9, второй элемент ИЛИ 65, выход которого подключен к установочным входам триггеров 61.1 - 61.6 и через линию 66 задержки - к установочному входу триггера 67 состояния, счетный .вход которого подключен к триггеру Шмитта 57.1, а информационный вход - к выходу первого элемента ИЛИ 60, второй элемент НЕ 68, выход которого подключен через усилитель 64.7 мощности к цепям управления основных ключевых элементов 1 и 8.

При наличии напряжения в основной сети ключевые элементы 1 и 8 замкнуты и нагрузка получает питание через основной согласующий трансформатор 10. При этом на обмотках 43 - 45 формируются соответственно напряжения фаз А, В и С основной сети. В таком режиме с выхода второго элемента НЕ 68 единица поступает на усилитель 64.7 мощности, на цепи управления ключевых элементов 1 и 8 поступают единицы, обеспечивающие включенное состояние указанных ключевых элементов. При питании нагрузки 52 от основной сети постоянно происходит измерение фазовых углов между напряжением фазы А нагрузки и напряжениями каждо й из фаз резервной сети.

Достигается это путем реализации функции логического произведения на триггерах 61.1 - 61.6 для последовательностей импульсов, соответствующих фазным напряжениям на нагрузке и в резервной сети и определением последовательности с импульсами наибольщей длительности, которая указывает на минимальный фазовый сдвиг между напряжением фазы А на

нагрузке и соответствующим напряжением резервной сети.

На триггерах 57.1 - 57.7 формируются последовательности импульсов синфазные напряжениям фазы А нагрузки и каждой из фаз резервной сети . Исходное состояние триггеров 61.1 61,6 (задаваемое сигналами Пуск при первом включении или триггером 67 по окончании каждого положительного полупериода напряжения фазы А нагрузки) - нулевое, таким образом, последовательности импульсов через элементы И 58.1 - 58.6, открытые единицей с выхода первого элемент

НЕ 59, поступают на счетные входы триггеров 61,1 - 61.6, на информационных входах которых держится единица все время положительного полупериода. Как только на счетном входе одного из триггеров 61.1 - 61.6, например 61.1, нарастает уровень напряжения (это означает, что именно этот канал соответствует минимальному фазовому сдвигу соответствующего напряжения относительно напряжения фазы А нагрузки), триггер 61,1 переключается в единичное состояние, блокируя элементы И 58.1 - 58,6, тем самым запрещая работу другого канала. Выход триггера 61.1 через элемент И 62.1 (в случае исчезновения основной сети) и усилитель 6А. 1 мощности воздействют на ключевые элементы 2 и 9, подключая к нагрузке систему напряжения резервной сети с наименьшим фазовым сдвигом.

Если основная сеть в наличии, то отрицательным полупериодом напряжения фазы А нагрузки схема управления устанавливается в исходное состояние с помощью триггера 67,

Формула изобретени

Устройство для резервированного электропитания потребителей переменного тока, содержащее основной согласующий трансформатор, начала первичных обмоток которого подключены к выводам переменного тока первого мостового выпрямителя, концы первичных обмоток подключены к основной сети, резервный согласующий трансформатор, начала первых трех и концы других трех комплектов первичных обмоток которых подключены к резервной сети, причем в пределах

одного комплекта подключение отличается чередованием фаз, другие выводы первичных обмоток каждого из комплектов подключены к выводам переменного тока мостовых выпрямителей с второго по седьмой соответственно, начала вторичных обмоток основного и резервного согласующих

трансформаторов подключены к выводам переменного тока соответственно восьмого и девятого мостовых выпрямителей, концы вторичных обмоток основного и резервного согласующих

2 трансформаторов соединены между

собой пофазно параллельно и с клеммами для подключения нагрузки, выводы постоянного тока каждого из мостовых выпрямителей подключены к сиQ ловым выводам соответствующих ключевых элементов, подключенных к схеме управления, содержащей четыре трансформатора, отличающееся тем, что, с целью улучшения

5 качества электроэнергии у потребителей переменного тока и повышения надежности работы устройства, первичная обмотка первого трансформатора схемы управления подключена к

Q фазе нагрузки, вторичная обмотка - к триггеру Шмитта, первичные обмотки других трансформаторов схемы управления подключены к соответствуюпщм фазам резервной сети, каждая из двух вторичных обмоток этих трансформаторов подключена к входу соответствующего канала, каждый канал состоит из последовательно соединенных триггера Шмитта, первого элемента И,

Q RS-триггера, второго элемента И

и усилителя мощности, выход которого соединен с одним из ключевых элементов с второго по седьмой соответственно и с девятым ключевым элемен- 5 том, причем первые вторичные обмотки этих трансформаторов подключены началась к входам первого, третьего и пятого каналов, а вторые вторичные обмотки концами - к входам второго, четвертого и шестого каналов соответственно, выходы триггеров Шмитта каналов соединены с первыми входами первых элементов И, вторые входы которых соединены через первый элемент НЕ с выходом перврго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами RS-триггеров соответствующих каналов, выходы первых элементов И соединены со счет1Пз1ми

5

0

5

513798

входами этих RS-триггеров, информационные входы этих триггеров соединены триггером Шмитта, подключенным к первому трансформатору, а их установоч- ныв входы соединены с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с датчиком сигнала Пуск устройства, второй вход соединен с выходом триггера состояния, Ю счетный вход которого соединен с выходом триггера Шмитта, подключенного к первому трансформатору, информационный вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а установочный вход через элемент задержки соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выходы RS-триггеров соединены с первыми входами вторых элементов И, вторые входы которых соединены с датчиком напряжения, подключенным к основной сети, и с входом второго элемента НЕ, выход которого через усилитель мощности соединен с первым и восьмым ключевым элементами.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении систем резервированного электропитания потребителей переменного тока при наличии нескольких автономных сетей. Цель - улучшение качества электрической энергии, подаваемой к потребителям переменного тока, и повышение надежности работы устройства. При наличии напряжения в основной сети ключевые элементы 1 и 8 замкнуты, нагрузка получает питание через основной согласующий трансформатор 10. На обмотках 43, 44, 45 формируются напряжения фаз основной сети. При питании нагрузки 52 от основной сети постоянно происходит измерение фазовых углов между напряжением фазы А нагрузки и напряжениями каждой из фаз резервной сети. Если основная сеть в наличии, то отрицательным полупериодом напряжения фазы А нагрузки схема управления устанавливается в исходное состояние с помощью триггера. 2 ил. (Л

OcH.cernk

оло вт-г ,t

о-мп-си