Агрегат бесперебойного питания Советский патент 1990 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к агрегатам бесперебойного питания ответственных потребителей переменного тока.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей резервированных агрегатов бесперебойного питания разветвленной нагрузки.

На фиг. 1 приведена схема агрегата; на фиг. 2 управления контакторами.

Агрегат бесперебойного питания содержит инверторы 1 и 2, которые включены параллельно через контакторы 3 и 4 и подключены через первый датчик 5 тока к неотклюфункциональная- схема блоков

чаемой разветвленной нагрузке 6, а через контактор 7 и второй датчик 8 тока - к отключаемой разветвленной нагрузке 9, контактор 10, вход которого подключен к резервному источнику 11, а выход объединен с выходом контактора 7, блоки 12 и 13 контроля инвертора, контролируюш.ие входы которых подключены соответственно к инверторам 1 и 2, блоки 14 и 15 управления контакторами, управляюшие выходы которых подключены соответственно к контакторам 3 и 4, стоповые входы к аварийным выходам соответственно блоков 12 и 13, а контролирующие входы - к выходу датчика 5, элемент ИЛИ 16, входы которого подключены

со

00

сх

к стоповым выходам блоков 14 и 15, блоки 17 и 18 управления контакторами, управляющие выходы которых подключены к контакторам 7 и 10, контролирующие входы к выходу датчика 8 тока, а стоповые входы бло- ков 17 и 18 подключены соответственно к выходу элемента ИЛИ 16 и к пусковому выходу блока 17.

Блоки 14, 15, 17 и 18 управления контакторами (фиг. 2) содержат подблок 19 управления, первый 20, второй 21 и третий 22 эле- менты ИЛИ, пороговый элемент 23, первый 24 и второй 25 триггеры, первый 26 и второй 27 элементы задержки, первый 28 и второй 29 элементы И-НЕ, первый 30 и второй 31 формирователи импульсов управления, кнопку 32 сброса, первую клемму 33 и вторую клемму 34. Первый вход первого элемента ИЛИ 20 является стоповым входом каждого блока, второй вход подключен к выходу подблока 19 управления, третий вход к первой клемме 33, а четвертый вход к пер- вому выходу второго триггера 25.

Выход первого элемента ИЛИ 20 подключен к входам формирователей 30 и 31, выходы которых являются управляющими выходами каждого блока управления, и к первым входам второго элемента ИЛИ 21 и первого элемента И-НЕ 28. Контролирующим входом каждого блока управления является вход порогового элемента 23, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ 22 и к стоповому входу первого триггера 24, пусковой вход которого подключен к выходу второго элемента 27 задержки, первый выход подключен к второй клемме 34, к второму входу второго элемента ИЛИ 21, выход которого является стоповым выходом каждого блока управления, и к первому входу второго элемента И-НЕ 29.

Второй выход первого триггера 24 подключен к входу первого элемента 26 задержки, выход которого подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ 22, выход которого подключен к стоповому входу второго триггера 25, пусковой вход которого подключен к кнопке 32 сброса, второй выход второго триггера 25 подключен к второму входу первого элемента И-НЕ 28, выход которого является пусковым выходом блока управления, и к второму входу второго элемента И-НЕ 29, выход которого подключен к входу второго элемента 27 задержки. Подблок 19 управления представляет собой двух- позиционный переключатель, один вход ко- торого подключен к источнику питания, другой - к нулевому проводу.

Агрегат бесперебойного питания работает следующим образом.

Инверторы 1 и 2 работают параллельно через контакторы 3 и 4, при этом синхрон- ность, синфазность выходных напряжений инверторов, деление токов между ними осуществляется узлами, входящими в состав инверторов. Блоки 12 и 13 контроля контролируют состояние тиристоров и выходное напряжение инверторов 1 и 2. При отсутствии отклонения контролируемых параметров за заданные пределы на аварийном выходе блоков 12 и 13 присутствует сигнал «О. Блоки 14, 15, 17 и 18 управления и контроля обеспечивают включение и отключение контакторов 3, 4, 7 и 10 и контроль тока нагрузки.

В исходном состоянии в блоках 14, 15 и 17 на стоповом входе, на выходе подблока 19 управления, на первых выходах триггеров 24 и 25, на выходах элементов ИЛИ 20 и 21 присутствует сигнал «О, на выходе порогового элемента 28, на вторых выходах триггеров 24 и 25, на выходах элементов 26 и 27 задержки, на выходах элементов ИЛИ 22, И-НЕ 28 и 29 присутствует сигнал «1. Формирователь 30 импульсов управления формирует импульсы управления на основные тиристоры контактора, в результате чего контакторы 3, 4 и 7 открыты и нагрузки 6 и 9 питаются от инверторов 1 и 2. В блоке 18 на стоповый вход поступает сигнал «1 с пускового выхода блока 17 (элемент И-НЕ 28), поэтому в нем на выходе элементов 20 и 2 ИЛИ присутствует сигнал «1, на выходе элемента И-НЕ 28 - сигнал «О. На остальных элементах выходные сигналы аналогичны сигналам в блоках 14, 15 и 17.

Формирователь 30 на основные тиристоры контактора импульс управления ке формирует, поэтому контактор 0 закрыт. Формирователь 31, в отличие от формирователя 30, формирует одиночные импульсы управления, которые формируются в момент появления сигнала «1 на выходе элемента ИЛИ 20 и предназначены для включения тиристоров узлов принудительного гашения основных тиристоров контактора, обеспечивающих выключение основных тиристоров Е любой момент синусоиды. Узлы принудительного гашения тиристоров входят в состав контактора (не показаны).

При -аварии в одном из инверторов, например в инверторе 1, блок 12 выдает аварийный сигнал «1 в блок 14. На выходе элементов ИЛИ 20 и 21 формируется сигнал «1, на выходе элемента И-НЕ 28 - сигнал «О. Формирователь 30 прекращает формировать импульсы управления на основные тиристоры контактора, а формирователь 31 формирует одиночные импульсы управления тиристоров узла принудительного гашения. Контактор 3 запирается. Одновременно сигнал «1 со стопового выхода блока 14 поступает через элемент ИЛИ 16 на стоповый вход блока 17, который аналогично блоку 14 отключает контактор 7. При этом на пусковом выходе блока 17 формируется сигнал «О который поступает на стоповый вход блока 18. На выходах элемента ИЛИ 20 формируется сигнал «О. Формирователь 30 начинает формировать импульсы управления, что приводит к открытию контактора 10.

Таким образом, при аварии в инверторе 1 нафузка 6 начинает питаться только от инвертора 2, а нагрузка 9 переключается на питание от резервного источника 11.

Аналогично работает агрегат при аварии инвертора 2, только в этом случае иагрузка 6 питается от инвертора 1. При восстановлении неисправного инвертора 1 на аварийном выходе блока 12 формируется сигнал «О, что приводит к включению контактора 3. Одновременно сигнал «О формируется на стоповом выходе блока 14, а следовательно, и на выходе элемента ИЛИ 16. Это приводит к тому, что на пусковом выходе блока 17 формируется сигнал «1. В результате блок 17 включает контактор 7, а блок 18 отклю- g чает контактор 10 и обе нагрузки 6 и 10 начинают питаться снова от инверторов 1 и 2.

При коротком замыкании в нагрузке 6 на выходах пороговых элементов 23 блоков 14 и 15 формируется сигнал «О, который

который сбрасывает элемент 27 задержки, что препятствует формированию на выходе сигнала «О и возвращению триггера 24 в исходное состояние. Для включения контакс торов 3 и 4 после устранения короткого замыкания в нагрузке достаточно подать нулевой сигнал на пусковой вход триггера 25 путем кратковременного нажатия на кнопку 32 сброса. В случае, если оба инвертора одновременно не могут работать на короткое

10 замыкание в нагрузке 6, необходимо в одном из блоков 14 или 15 установить перемычку между клеммами 33 и 34.

Для нормальной работы агрегата при коротком замыкании в нагрузке 9 в блоке 17 устанавливают перемычку на клеммах 33 и 34. При коротком замыкании в нагрузке 9 срабатывает пороговый элемент 23, триггер 24 изменяет свое состояние, что приводит к отключению контактора 7 и к включению контактора 10. Короткое замыкание в наустанавливает триггер 24 обоих блоков в 20 грузке 9 «выжигается резервным исгочнисостояние, когда на первом выходе сигнал «1, а на втором сигнал «О. Сигнал «1 с первого выхода триггера 24 поступает через элемент ИЛИ 21 на стоповые выходы блоком 11. Если длительность короткого замыкания не превышает допустимого для агрегата и нагрузки значения, то агрегат обеспечивает после окончания короткого замыков 14 и 15, что приводит к отключению кон- 25 кания в нагрузке 9 подключение нагрузки 9

тактора 7 и включению контактора 10. Одно- -- -

временно сигнал «О с второго выхода триггера 24 поступает на элемент 26 задержки, который определяет длительность работы агрегата на короткое замыкание, исходя из допустимых возможностей агрегата и нагрузки. Если короткое замыкание исчезло раиьше, чем сработал элемент 26 задержки, то сигнал «1 на выходе порогового элемента 23 появляется раньше, чем сигнал «О на выходе элемента 26 задержки, на выходе элемента ИЛИ 22 сигнал «1 остается и триггер 25 не изменяет свое состояние.

Одновременно с пуском элемента 26 задержки пускается элемент 27 задержки от сигнала «О на выходе элемента И-НЕ 29. Через время, не менее времени восстановления напряжения после окончания короткого замыкания, в нагрузке 6 на выходах инверторов 1 и 2 до номинального значения элемент 27 задержки формирует нулевой сигнал, который возвращает триггер 24 в исходное положение. При этом на стоповых выходах обоих блоков 14 и 15 формируются сигналы «О. В результате нагрузка 9 снова подключается к инверторам 1 и 2. Если длительность короткого замыкания больше длительности элемента 26 задержки, то на обоих входах элемента ИЛИ 22 формируются сигналы «О, которые, поступая на стоповый вход триггера 25, изменяют его состояние так, что на первом выходе формируется сигк инверторам 1 и 2. Если длительность короткого замыкания превышает допустимое значение, то нагрузка 9 обесточивается, так как на выходах элементов ИЛИ 20 и И-НЕ 28 блоков 17 и 18 формируются в последнем

30 случае сигналы «1, приводящие к отключению контактора 10. Работа блоков 17 и 8 в этих режимах аналогична описанной работе блоков 14 и 15с учетом наличия перемычки на клеммах 33 и 34. Для вывода любого из контакторов на профилактику исполь35 зуется подблок 19 управления, с помощью которого формируется сигнал «1 на втором входе элемента ИЛИ 20, и работающий на нагрузку контактор отключается.

В качестве контакторов 3, 4, 7 и 10 могут быть использованы быстродействующие кон40 такторы (время отключения до 1 мс) на основе однооперационных тиристоров с узлами принудительного гащения, на основе силовых транзисторов и запираемых тиристоров. Для контакторов на основе силовых транзисторов и запираемых тиристоров формирователь 31 формирует запирающие для данных элементов сигналы управления.

Формула изобретения

45

50

нал «1, а на втором выходе - сигнал « В результате на выходе элемента ИЛИ 20

обоих блоков 14 и 15 формируется сигнал 55 и второй контакторы «1, который приводит к отключению контакторов 3 и 4. Одновременно на выходе элемента И-НЕ 29 формируется сигнал «1,

Агрегат бесперебойного питания, содержащий первый и второй инверторы со средствами отключения и одной из нагрузок, первый и второй блоки контроля инверторов, контролирующие входы которых подключены к соответствующим инверторам, первый

входы которых подключены к выходам соответствующих инверторов, а выходы объединены и подключены к выходам для неотключаемой нагрузки.

который сбрасывает элемент 27 задержки, что препятствует формированию на выходе сигнала «О и возвращению триггера 24 в исходное состояние. Для включения контакторов 3 и 4 после устранения короткого замыкания в нагрузке достаточно подать нулевой сигнал на пусковой вход триггера 25 путем кратковременного нажатия на кнопку 32 сброса. В случае, если оба инвертора одновременно не могут работать на короткое

замыкание в нагрузке 6, необходимо в одном из блоков 14 или 15 установить перемычку между клеммами 33 и 34.

Для нормальной работы агрегата при коротком замыкании в нагрузке 9 в блоке 17 устанавливают перемычку на клеммах 33 и 34. При коротком замыкании в нагрузке 9 срабатывает пороговый элемент 23, триггер 24 изменяет свое состояние, что приводит к отключению контактора 7 и к включению контактора 10. Короткое замыкание в нагрузке 9 «выжигается резервным исгочником 11. Если длительность короткого замыкания не превышает допустимого для агрегата и нагрузки значения, то агрегат обеспечивает после окончания короткого замыкания в нагрузке 9 подключение нагрузки 9

25 кания в нагрузке 9 подключение нагрузки 9

-- -

к инверторам 1 и 2. Если длительность короткого замыкания превышает допустимое значение, то нагрузка 9 обесточивается, так как на выходах элементов ИЛИ 20 и И-НЕ 28 блоков 17 и 18 формируются в последнем

30 случае сигналы «1, приводящие к отключению контактора 10. Работа блоков 17 и 8 в этих режимах аналогична описанной работе блоков 14 и 15с учетом наличия перемычки на клеммах 33 и 34. Для вывода любого из контакторов на профилактику исполь35 зуется подблок 19 управления, с помощью которого формируется сигнал «1 на втором входе элемента ИЛИ 20, и работающий на нагрузку контактор отключается.

В качестве контакторов 3, 4, 7 и 10 могут быть использованы быстродействующие кон40 такторы (время отключения до 1 мс) на основе однооперационных тиристоров с узлами принудительного гащения, на основе силовых транзисторов и запираемых тиристоров. Для контакторов на основе силовых транзисторов и запираемых тиристоров формирователь 31 формирует запирающие для данных элементов сигналы управления.

Формула изобретения

45

50

55 и второй контакторы

Агрегат бесперебойного питания, содержащий первый и второй инверторы со средствами отключения и одной из нагрузок, первый и второй блоки контроля инверторов, контролирующие входы которых подключены к соответствующим инверторам, первый

входы которых подключены к выходам соответствующих инверторов, а выходы объединены и подключены к выходам для неотключаемой нагрузки.

третий и четвертый контакторы, входы которых подключены соответственно к объединенному выходу первого и второго контакторов и к резервному источнику, а выходы объединены и подключены к выводам для отключаемой нагрузки, элемент ИЛИ, первый и второй блоки управления контакторами, управляющие выходы которых подключены соответственно к первому и второму контакторам, стоповые входы - к аварийным выходам соответственно первого и второго блоков контроля инверторов, а CTOJIO- вые выходы - к элементу ИЛИ, третий и четвертый блоки управления контакторами, управляющие выходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому контакторам, столовый вход третьего блока управления контактором подключен к выходу элемента ИЛИ, а пусковой выход третьего блока управления контактором подключен к стоповому входу четвертого блока управления контактором, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей резервированных агрегатов бесперебойного питания разветвленной нагрузки, он дополнительно снабжен первым и вторым датчиками тока, установленными в цепях соответственно неотключаемой и отключаемой нагрузок, а первый, второй, третий и четвертый блоки управления контакторов снабжены контролирующими входами, причем контролирующие входы первого и второго блоков управления контакторами объединены и подключены к первому датчику тока, контролирующие входы третьего и четвертого блоков управления контакторами подключены к второму датчику тока, причем каждый из блоков управления контактором содержит подблок управления, представляющий собой двухпозиционный, один вход которого подключен к источнику питания, а другой - к нулевому проводу

переключателя, три элемента ИЛИ, пороговый элемент, два триггера, два элемента задержки, два формирователя импульсов управления, два элемента И-НЕ, кнопку сброса и две клеммы, причем первый вход первого элемента ИЛИ является стоповым входом блока управления, второй вход под ключен к выходу подблока управления, третий вход - к первой клемме, выход первого элемента ИЛИ подключен к входам первого

и второго формирователей импульсов управления, выходы которых использованы управ- ляющими выходами блока управления, и к первым входам второго элемента ИЛИ и первого элемента И-НЕ, вход порогового элемента использован контролирующим входом блока управления, выход порогового элемента подключен к первому входу третье го элемента ИЛИ и к стоповому входу первого триггера, пусковой вход которого подключен к выходу второго элемента задержки,

0 первый выход первого триггера подключен к второй клемме, к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого использован стоповым выходом блока управления, и к первому входу второго элемента И-НЕ, второй выход первого триггера подключен

к входу первого элемента задержки, выход которого подключен ж второму входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к стоповому входу второго триггера, пусковой вход которого подключен к первому

Q выводу кнопки сброса, второй вывод которой подключен к нулевому проводу, первый выход второго триггера подключен к четвертому входу первого элемента ИЛИ, второй - к второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого использован пусковым выходом блока управления, и к второму входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу второго элемента задержки.

5

1)доУ1чд

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к агрегатам бесперебойного питания ответственных потребителей переменного тока. Цель - расширение функциональных возможностей резервированных агрегатов бесперебойного питания разветвленной нагрузки. Устройство содержит два инвертора с блоками контроля за их состоянием, два контактора с блоками управления ими, выходы контакторов объединены и подключены к неотключаемой разветвленной нагрузке, в цепь которой включен датчик тока, резервный источник, который через третий контактор подключен к отключаемой разветвленной нагрузке, в цепь которой включен второй датчик тока, четвертый контактор включен между объединенным выводом первых двух контакторов и отключаемой нагрузкой. Третий и четвертый контакторы также имеют блоки управления ими. Выходы датчиков тока подключены к контролирующим входам соответственно первого, второго и третьего, четвертого контакторов. Стоповые выходы первого и второго блоков управления подключены к элементу ИЛИ, выход которого подключен к стоповому входу блока управления четвертым контактором, пусковой выход которого подключен к стоповому входу блока управления третьим контактором. Блоки управления представляют собой электронные схемы на триггерах, логических элементах ИЛИ, ИЛИ-НЕ, формирователях импульсов. 2 ил.

CNJ

i