Резервированный инвертор Советский патент 1990 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к полупроводниковым преобразователям электрической энергии,применяемым в установках бесперебойного питания.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем упрощения схемы.

На чертеже приведена схема резервированного инвертора, в частности ее вариант для случая 4-кратного резерва.

1 Инвертор содержит инверторные ячейки 1-4 с соответствующими выход- нЦми трансформаторами 5-8, индивидуальные выключатели, выполненные, например, в виде предохранителей 9-12 с плавкими вставками, блок 13 синхронизации, управляющий работой ячеек. Ячейки инвертора подключены параллельно по входу через предохранители (т.е. индивидуальные выключатели) к источнику 14 постоянного тока. Ин- вёктор снабжен дополнительным трансформатором 15, вторичная обмотка 16 которого образует выход инвертора и подключена к приемникам 17 электрической энергии (нагрузке), а первичная обмотка разделена на четыре (по ячеек) секции 18-21. Коммутация вторичных обмоток 22-25 выходных трансформаторов ячеек и секций 18- 21 первичной обмотки дополнительного трансформатора ,15 осуществляется переключателями 26-29, цепи 30-33 у :равления которых являются датчиками состояния соответственно ячеек и подсоединены параллельно предохранителям 9-12 этих ячеек. Причем конец вторичной обмотки 22 (23-25) трансформатора 5 (6-8) каждой ячейки 1 (2-4) соединен с концом соответствующей секции 18 (19-21) первичной обмотки дополнительного трансформатора, начала этих обмоток 22 и 18 (23 и 19, 24 и 20, 25 и 21) подключены соответственно к замыкающему и размыкающему неподвижным контактам переключателя 26 (27-29) ячейки i (2-4), а подвижный контакт переключателя 26 (27, 28) предыдущей ячейки 1 (2, 3) соединен с началом вторичной обмотки 23 (24,25) трансформатора 6 (7, 8) последующей ячейки 2 (3,4) по кольцевой схеме, т.е. подвижный контакт переключателя 29 последней (четвертой) ячейки 4 с динен с началом вторичной обмотки 22 трансформатора 5 первой ячейки 1.

На фиг.1 начала обмоток указаны точками, а управляющая связь между соответствующими переключателем и его обмоткой управления обозначена штриховой линией. Ячейки инвертора и их выходные трансформаторы идеи-

тичны, секции 18-21 первичной обмотки дополнительного трансформатора 15 имеют одинаковые числа витков.

Инвертор работает следующим образом.

5 В нормальном режиме, когда ячейки 1-4 инвертора исправны, предохранители 9-12 целы и шунтируют обмотки 30-33 управления переключателей 26-29. При этом подвижные контакты

0 переключателей находятся в правом (по схеме фиг,1) положении, вторичные обмотки 22-25 вьсходных трансформаторов всех ячеек и все секции 18- 21 дополительного трансформатора

5 15 оказьюаются соединенными последовательно между собой в кольцо, причем секции 18-21 включены встречно по отношению к обмоткам 22-25. Такая структура соединения обмоток эквива-

0 лентна последовательному включению

ячеек по выходу и обеспечивает передачу электрической энергии в нагрузку 17 через дополнительный (промежуточный) трансформатор 15, Отличительная

5 особенность состоит лишь в том, что

первичная обмотка дополнительного трансформатора 15 разделена на самостоятельные секции 18-21, которые распределены (включены) между вторичными

0 обмотками 22-25 трансформаторов

ячеек, что позволяет, используя один переключающий элемент, одновременно выводить из работы вторичную обмотку трансформатора соответствующей

5 ячейки и смежно включенную с указанной вторичной обмоткой секцию первичной обмотки дополнительного трансформатора.

При -возникновении внутреннего короткого замыкания, например, в ячейке 2, которое является следствием подавляющего большинства неисправностей, происходит перегорание предохранителя 10 и последующее срабатывание обмотки 31 управления переключателя 27. ПЬдвижный контакт последнего перебрасывается в левое

(по схеме фиг.1) положение, вторичная обмотка 23 выходного трансформатора 6 ячейки 2 и секция 19 первичной обмотки дополнительного трансформатора 15 исключаются из работы, однако, инвертор сохраняет работоспособное состояние. При этом образуется новая кольцевая схема соединения оставшихся в работе обмоток 22, 24, 25 и 18, 20, 21. Суммарное выходное напряжение ячеек, подаваемое на первичную обмотку дополнительного трансформатора 15, уменьшается, но при этом пропорционально уменьшается и число задействованных витков первичной обмотки трансформатора 15 (секция 19 выведена из работы), вследствие чего выходное напряжение инвертора (напряжение на приемниках 17 электрической энергии) остается неизменным, а работоспособные ячейки 1, 3 и 4 загружаются по мощности равномерно.

Аналогичным образом инвертор работает при аварийном отключении любой другой ячейки, либо при аварийном отключении нескольких ячеек.

Предлагаемый инвертор содержит всего четыре переключающих элемента и не имеет -дешифратора, что позволяет упростить его силовую часть и сис тему управления, повысить надежность инвертора в целом, С увеличением количества резервирующих ячеек указанные преимущества возрастают.

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Резервированный инвертор, содержащий несколько инверторных ячеек с трансформаторным выходом, подключенных по входу параллельно через индивидуальные выключатели, вторичные обмотки ячеек связаны между собой посредством ключевых элементов, датчики состояния ячеек, а также блок синхронизации, своим выходом подключенный к управляющим входам ячеек, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности инвертора путем упрощения схемы, датчик состояния каждой ячейки совмещен с ключевым элементом, выполненным в виде переключателя с двумя неподвижными и одним подвижным контактами, а цепь его управления подключена параллельно индивидуальному выключателю ячейки, а также введен дополнительный трансформатор, вторичная обмотка которого образует выход инвертора, а первичная обмотка состоит из нескольких (по числу ячеек) отдельных секций, конец вторичной обмотки . трансформатора каждой ячейки соединен с концом соответствующей секции первичной обмотки дополнительного трансформатора, начала этих обмоток подключены к соответствующим неподвижным контактам переключателя ячейки, а подвижный контакт переключателя предыдущей ячейки соединен с началом вторичной обмотки трансформатора последующей ячейки по кольцевой схеме,

Изобретение относится к электротехнике, в частности к полупроводниковым преобразователям электрической энергии, применяемым в установках бесперебойного питания. Целью изобретения является повышение надежности устройства путем упрощения схемы. Резервированный инвертор содержит, например, ячейки 1-4 с выходными трансформаторами 5-8, выключатели 9-12, выполненные, например, в виде предохранителей, дополнительный трансформатор 15, первичная обмотка которого разделена на секции 18-21, ключевые элементы 26-29, совмещенные с датчиками состояния. Защита от аварий в ячейках осуществляется путем отключения от выходной цепи соответствующих вторичных обмоток их трансформаторов и секций дополнительного трансформатора. 1 ил.