Устройство для управления двумя быстродействующими ключами, работающими на общую нагрузку Советский патент 1989 года по МПК H02M7/515 

&/уа /

И:1обрстение относится к ;5лсктро- тсхиике и может быть использовано в агрегатах бесперебойного питания, продиазначеимых для питания отпетст- пеппых потребителей в вычислительной технике, в технике связи и т.д.

изобретения является повышение надежности работы устройства и защиты нагрузки.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - пример выполнения формирователя импульсов, длительность которьгх определяется длительностью аварийного режима в нагрузке; на фиг.З - диаграммы работы устройства при перегрузке.

Устройство для уп 1авления ключами 1 и 2, через которые инверторы 3 и А подключены к общей нагрузке 5, содержит датчик 6 тока, пороговый элемент 7, вход которого подключен к измерительному выходу датчи- ка 6 тока, формирователь 8 импульсов отключения, два блока 9 и 10 задержки, первый элемент ИЛИ-НК 11, формирователь 12 импульсов, вход которого подключен к выходу порогового элемента 7, а вьгход - к входам блоков 9 и 10 задержек и к периому входу первого элемента ШТИ-ИК 11, выход которого подключен к входу формирователя 8, блоки 13 и 14 управления быстродействующими ключами, управляющие выходы которых предна:чна- чены для подключения к управляюишм входам быстродействующих ключей 1 и 2, а выход блокировки блока 13 управления подключен к второму входу элемента Ш1И-НЕ 11, второй элемент ИЛИ-НЕ 15, выход которого подключен к р.ходу включения блока 14 управления, формирователь 16 импульсов ик.пю чения, вход которого подключен к выходу блока 10 задержки, а выход - к первому входу элемента ШШ-НЕ 15, узел 17 памяти, пусковой вход которого подключен к выходу блока 9 задержки, вход сброса предназначен для внешнего управления, а выход подкмм- чен к входу отключения блока 13 управления, элемент ИЛИ 18, первьт вход которого подключен к выходу 4i( p мирователя 8, BTopoii вход - к пых.о;;у узла 17 памяти, а вых(ш элемента ипи 18 - к второму входу элемента ИЛИ--Мг 15 и к входу отключения блока 14 управления. Ф(рмирователь 12 может

иметь несколько вариантов схемного исполнения, один из которых состоит из одновибратора 19 с повторным запуском и элемента ИТШ-ИЕ 20, первый вход которого подключен к выходу одновибратора 19, второй вход - к входу одновибратора 19 и к выходу порогового элемента 7 (фиг.1), а выход элемента ИЛИ-НЕ 20 - к входу двух блоков 9 и 10 задержки и к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 11 (фиг.1).

Устройство работает следую1цим об5 разом.

В устройстве синфазность и деление мощностей между инверторами 3 и 4 при параллельной работе в диапазоне от холостого хода до номиналь

Q ной нагрузки осуществляется за счет блоков управления инверторами.

При перегрузке или коротком замыкании в одной из фаз нагрузки датчик 6 выдает напряжение, приве5 денное на фиг.За. Элемент 7 при

превышении тока нагрузки максимального значения, которое может выдержать один из инверторов при его автономной работе (I, , фиг.За) из- :

Q меняет свое состояние, а при сниз(е- нии тока нагрузки до номинального значе)ия для одного инвертора (1„, фиг.За) возвращается в исходное состояние. При этом на выходе элемен5 та 7 формируются импульсные сигналы (фиг.36), Формирователь 12 обеспечивает формирование одиночного импульса, длительность которого не меньше времени, в течение которого

0 элемент 7 формирует единичные сигналы. В приведенной на фиг.2 схеме формирователя 12 это осуществляется с помощью одновибратора 19, кото- рьцЧ запускается передним фронтом

3 каждого импульса элемента 7 и формирует одиночный сигнал (фиг.Зв).

Так как максимальная длительность между передними фронтами соседних импульсных сигналов элемента 7 не превьпиает половины периода тока нагрузки, то одновибратор 19 должен быт1, рассчитан на формирование единичного сигнала не менее этой длительности (10 мс для частоты 50 Гц). Этот сигнал инвертируется элементом HUM-HE 20 (фиг.Зг) и поступает ка входы блоков 9 и 10 и элемента ИЛИ-НЕ 11. Так как на обоих входах элемента 11 присутствуют в этом слу0

5

чае нулевые сигналы (фиг.3г,д), то на его выходе формируется единичны (сигнал (фиг.Зе), от которого формирователь бфорьшрует импульс (фиг.Зж Этот импульс, пройдя через элемент 18, поступает на вход отключения блока 14, что приводит к отключени быстродействующего ключа 2, и тем самым инвертор А отключается от нагрузки, а инвертор 3 берет всю нагрузку на себя и работает в режиме перегрузки.

При исчезновении перегрузки или короткого замыкания в нагрузке элемент 7 не формирует единичные импульсные сигналы, одновибратор 19 с задержкой ut, (фиг.За), определяемой разностью длительности формирования единичного сигнала одновиб- ратора и моментом прекращения формирования единичных импульсов элементом 7, переходит в исходное с стояние. Блок 10 задерживает прохождение сигнала с выхода формирввате- ля 12 на формирователь 16 на время, необходимое для того, чтобы у инвертора 3 закончились все переходные процессы и он снова вошел в синхронную и синфазную работу с инвертором 4. Через зто время формирователь 16 сформирует нулевой импуль который инвертируется элементом 15 и подается на вход включения блока 14 и обеспечивает включение быстро- действуюп;его ключа 2. Аналогично работает устройство при двухфазных и трехфазных перегрузках и коротких змыканиях в нагрузке. Однако, если в этих случаях элемент 7 сформирует один единичный импульс в течение всего времени перегрузки или короткого замыкания в нагрузке, которое превышает половину периода частоты тока нагрузки, то формирователь 12 сформирует нулевой импульс такой же длительности, так как она будет определяться не одновибратором 19, а длительностью импульса, поступающего с элемента 7 на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 20. Задержка &t в этом случае отсутствует.

Если в момент перегрузки или короткого замыкания в нагрузке быст- родействутордай ключ 1 отключен, то единичный сигнал на выходе элемента 11 не сформируется, так как с выхода блокировки блока 13 управления на вход элемента 15 поступает

10

15

0

единичный сигнал, который запрещает прохождение сигнала с формирователя 12. В результате на выходе элемента 11 сохраняется нулевой сигнал и формирос атель 8 отключающий импульс не формирует. Быстродействующий ключ 2 работает на перегрузку и короткое замыкание в нагрузке. Для защиты инверторов 3 и 4 быстродействующих ключей 1 и 2 и нагрузки от повреждения при длительной перегрузке или коротком замыкании в нагрузке служит блок 9, который ограничивает длительность работы устройства на перегрузку и короткое замыкание. При превышении длительности перегрузки- или короткого замыкания заданного значения, минимум которого определяется временем срабатывания защитных устройств в нагрузке, блок 9 вьщает сигнал на пусковой вход узла 17. Последний формирует постоянный единичный сиг- 5 нал, который, воздействуя непосредственно на входы отключения блока 13 управления и через элемент 18 на блок 14 управления.обеспечивает отключение любого из работающих быстродействующих ключей 1 и 2. Этот же сигнал, поступая на второй вход элемента 15, запрещает прохождение импульса с формирователя 16 на вход включения блока 14 управления. Снятие единичного сигнала с выхода узла 17 осуществляется оператором после выяснения и устранения причины перегрузки или короткого замыкания путем подачи соответствующего сигнала на сбрасывающий вход узла 17.

Узел 17 памяти может иметь несколько технических решений, одно из которых представляет собой триггер с элементом индикации (напри- мер, светодиодом) на одном из своих выходов. При этом светодиод зажигается при срабатывании триггера по сигналу, поступающему с блока 9.

В качестве быстродействующих ключей могут быть использованы тиристор- ные,транзисторные и гибридные ключи, время отключения которых должно быть меньше одного периода выходной частоты напряжения инверторов (до 1 мс) .

Такое управление быстродействующими ключами позволяет обеспечить вьокигание однофазных, двухфазных и трехфазных перегрузок и коротких

0

5

0

0

5

замыканий в нагрузке как при параллельной работе двух инверторов, так и при работе одного из них. При этом обеспечивается во всех этих режимах зап(ита устройства и нагрузки от повреждения при длительной перегрузке и коротком замыкании. Запоминание причины отключения устройства способствует быстрому ее отысканию и устранению.

Использование изобретения позволяет повысить надежность устройства и нагрузки за счет улучшения их защиты, а следовательно, снизить потери, связанные с ремонтными работами в агрегате и в нагрузке, уменьшить время простоя устройства и нагрузки. Формула изобретения

Устройство для управления двумя быстродействуюисими ключами, работающими на общую нагрузку, содержаще датчик тока нагрузки, выход которого соединен с входом порогового элемента, первый и второй блоки задержки, входы которых подключены к входу первого элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу блокировки блока управления первым быстродействующим ключом, а выход - к формированию импульсов отключения, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом отключения блока управления первым быстродействующим ключом, а вход - с входом отключения блока уп

равления вторым быстродействующим ключом, выход которого предназначен для подключения к управляющему входу второго быстродействующего ключа, выход блока управления первым быстродействующим ключом предназначен для подключения к управляющему входу первого быстродействующего ключа, выход второго блока задержки подключен к входу формирователя импульсов включения, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности работы устройства и защиты нагрузки, в него введены узел памяти с пусковым входом и входом сброса, формирователь импульсов, длительность которых определяется длительностью аварийного режима в нагрузке, второй элемент ИЛИ-НЕ, причем выход узла памяти подключен к входу отключения блока управления первым быстродей- ствуюр им ключом, пусковой вход - к выходу первого блока задержки, вход сброса предназначен для подключения к внешнему источнику сигнала управления, вход второго блока задержки подключен к выходу порогового эле- . мента через формирователь импульсов, длительность которых определяется длительностью аварийного режима в нагрузке, первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу формирователя импульсов включения, второй вход - к выходу элемента ИЛИ, а выход - к входу включения блока управления вторым быстродействующим ключом.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в агрегатах бесперебойного питания. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и защиты нагрузки. Устройство для управления быстродействующими ключами 1 и 2 позволяет обеспечить "выжигание" однофазных, двухфазных и трехфазных перегрузок и коротких замыканий в нагрузке 5 как при параллельной работе инверторов 3 и 4, так и при работе одного из них. При этом блоком 9 задержки обеспечивается во всех указанных режимах защита устройства и нагрузки 5 от повреждения при длительной перегрузке и коротком замыкании. Запоминание узлом 17 памяти причины отключения устройства способствует быстрому ее отысканию и устранению. 3 ил.

фиг. 2

Фие.З