Устройство для бесперебойного питания Советский патент 1991 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах резервирования электроснабжения ответственных потребителей, питаемых от основного и резервного синфазных источников.

Целью изобретения -является повышение надежности бесперебойного питания.

На фиг. 1 представлена схема силовой части устройства; на фиг.2 - схема блока управления; на фиг.З - схема формирователя импульсов.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 источники переменного тока. Их общий нулевой зажим 3 предназначен для подключения общего нулевого вывода нагрузки 4. Начала и концы обмоток дросселя 5 через первые замыкающие группы контактов 6 и 7

первого 8 и второго 9 магнитных контакторов соответственно подключены к одноименным фазным зажимам 10 и 11 каждого из источников 1 и 2

Через вторые размыкающие группы контактов 12 и 13 контакторов 8 и 9 начало и конец обмотки дросселя 5 соединены между собой. Катушки контакторов 8 и 9 включены последовательное размыкающими контактами 14 и 15 промежуточных реле 16 и 17. Устройство включает также первый 18 и второй 19 формирователи импульсов и блок 20 управления. Последний состоит из первого 21 и второго 22 D-триггеров, первого 23 и второго 24 RS-триггеров отключения источника, первого 25 и второго 26 двоичных счетчиков определения допустимого

сь

4

КЗ

ю

CD

сдвига фаз, первого 27 и второго 28 двоичных счетчиков задержки на включение источника тактового генератора 29, а также первого 30,1 и второго 30.2 усилителей.

Каждый формирователь 18 и 19 включает понижающий трансформатор 31, первичная обмотка которого подсоединена на зажимы источников 1 или 2, а вторичная через выпрямительный мост 32, параллельно выходным зажимам которого подсоединен резистор 33, связана со входом триггера 34 Шмидта, выход последнего является выходом формирователя.

Устройство работает следующим образом.

При появлении напряжения на любом из источников i пли 2 питание поступает на формироратспи 18 19 п блок 20 (см, фиг.2).

По первому переднему фронту импульса с формирователя 18 триггер 21 установится в единичное положение, так как на входе D постоянно находится единичный потенциал, на аго инверсном выходе потенциал станет равным логическому нулю. При этом скитается запрет на работу счетчика 25, на счетный вход которого поступают импульсы с генератора 29. Так КРК частота генератора известна и стабильна, о заранее можно рассчитать количество импульсов, которое должно поступ; пъ на счетчик 25, соответствующее допустимому сдвигу фаз. Так, например, для промышленной частоты 50 Гц при определен / сдвига фаз производится анализ каждого полупериода, т.е. частота следования импульсов формирователей 18 и 19 100 Гц. В этом случае допустимый сдвиг напряжения во времени выбирается из ряда 1...2 мс.

Сигналом со счегчика через врэмя, соответствующее допустимому сдвигу фаз между напряжениями источников 1 и 2, триггер 23 отключения нагрузки устанавливается в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется сигнал логической единицы, который через усилитель 30.1 включет реле 16, Последнее своими контактами размыкает цепь питания катушки контактора 9. Контакты 7 данного контактора 9 будут разомкнуты, а контакты 13 замкнуты. Питание нагрузки 4 будет происходить от одного источника 1.

Одновременно с включением источника 1 на вход R триггера 22 начинают поступать сигналы с формирователи 18, которые устанавливают триггео 22 в пулевое состояние, на его инверсном выходе появляется логическая единица, теы самым сбрасывая счетчик 26 в ноль. Сигналы с формирователя 18 поступаю так же на счетный вход счетчика

28 задержки на включение. Время задержки выбирается равным 2...4 периода напряжения. Информационный выход счетчика 28, определяющий данную задержку, соединен

с входом триггера 24, на инверсном выходе которого возникает сигнал логического нуля. Реле 17 не включается.

При включении второго источника 2 могут быть рассмотрены три случая.

0 Во-первых, фаза напряжения источника 2 может опережать фазу источника 1. В этом случае триггер 21 всегда будет находиться в состоянии, когда на его инверсном выходе логическая единица, так как сигнал на входе

5 R опережает сигнал счетного входа С. После 2.,,4 периодов питающего напряжения сигналом со счетчика 27 триггер 23 устанавливается в состояние, при котором на его инверсном выходе сигнал логического нуля,

0 контакты 14 реле 16 при этом замыкаются, контактор 9 срабатывает и источник 2 через контакты 7 подключается к обмотке дросселя 5.

Во-вторых, фаза напряжения источника

5 2 запаздывает по отношению к фазе источника 1, но запаздывание находится в допустимых пределах. В этом случает при приходе сигнала от формирователя 18 триггер 21 устанавливается в единичное состоя0 ние и разрешает работу счетчика 25. Но, в связи с тем что сдвиг фаз находится в допу- , стимых пределах, счетчик 25 успевает сброситься до того момента, когда на его выходе появится сигнал логической единицы. После

5 2...4 периодов со счетчика 27 триггер 23 устанавливается в единичное состояние и далее процесс идет аналогично первому случаю.

В третьих, фаза второго сточника за0 паздывает по отношению к фазе первого источника больше допустимой нормы. Это может происходить, когда источник2 отклю- . чается. Но из-за выбега двигателей на зажимах источника 2 возникает ЭДС, которая

5 будет запаздывать по отношению к фазе источника 1, что приводит к возникновению перенапряжения на нагрузке 4. Поэтому в случае такого запаздывания на счетчик 25 успевает поступить такое число импульсов

0 от тактового генератора 29, что сигналом со счетчика 25 триггер 23 и счетчик 27 будут установлены в нулевое состояние. Установка триггера 23 в нулевое положение вызывает срабатывание через усилитель 30.1 реле

5 16, которое своими контактами 14 размыкает питание катушки контактора 9, который срабатывает и отключает источник 2 от дросселя 5.

Если рассматривать случаи, когда источник 2 работает, з включается источник 1, то

процессы будут аналогичны, но будет работать цепочка элементов 22,24,26,28,30.2 и 17.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает бесперебойное питание в случае отключения одного из питающих источников и защищает нагрузку, если на зажимах данных источников находятся другие двигательные нагрузки.

Формула изобретения Устройство для бесперебойного питания, содержащее два источника переменного тока, имеющих общий нулевой зажим, предназначенный для подключения общего нулевого вывода нагрузки, дроссель, начала и концы обмоток которого через первые замыкающие группы контактов первого и второго магнитных контакторов соответственно подключены к одноименным фазным зажимам каждого источника, а через вторые размыкающие группы контактов обоих магнитных контакторов начало и конец обмотки дросселя одной фазы соединены между собой, катушки магнитных контакторов связаны с зажимами соответствующих источников и средний вывод обмоток дросселей подключен к зажиму, предназначенному для подключения фазного вывода нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности бесперебойного питания, в него введены первый и второй формирователи импульсов, выполненные в виде нуль-органов напряжения источников с инверсным выходом, блока управления и первого и второго промежуточных реле, размыкающие контакты которых включены

последовательно с катушками второго и первого магнитных контакторов соответственно, а блок управления включает в себя два D-триггера, два RS-триггера отключения

источника, два двоичных счетчика определения допустимого сдвига фаз, два двоичных счетчика задержки на включение источника, тактовый генератор и два усилителя, причем выход первого формирователя

подключен к счетному входу первого D-триггера и к входу R второго D-триггера, а выход второго формирователя подключен к входу R первого D-триггера и к счетному i входу второго триггера, входы D обоих D-триггеров подключены к зажиму с потенциалом логической единицы, инверсные выходы первого и второго D-триггеров подключены к входам Сброс первого и второго счетчиков определения допустимого сдвига фаз

соответственно, счетные входы которых подключены к выходу генератора, а информационные выходы - к входам R первого и второго триггеров отключения источника и к входам Сброс первого и второго счетчиков задержки на включение источников соответственно, счетный вход первого счетчика задержки на включение источника соединен с выходом второго формирователя, а счетный вход второго счетчика задержки на

включение источника соединен с выходом первого формирователя, информационный выход первого и второго счетчиков задержки соединен с входом S первого и второго триггеров отключения источника соответственно, инверсные выходы которых подключены через усилители к первому и второму промежуточным реле.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах резервирования электроснабжения ответственных потребителей, питаемых от основного и резервного синфазных источников Цель изобретения - повышение надежности бесперебойного питания. Устройство содержит два источника переменного синфазного напряжения и контакторы с общим выводом, катушки которых подключаются к фазным зажимам источников через управляющие контакты промежуточных реле. Замыкающие контакты контакторов включены между фазными зажимами источников и концами обмотки дросселя, средний вывод которой соединен с клеммой нагрузки, Размыкающие контакты контакторов шунтируют обмотку дросселя Управление промежуточными реле происходит от двух ноль-органов напряжений источников и блока управления. Последний определяет сдвиг фаз напряжений источников и при недопустимом сдвиге через некоторое время отключает тот источник, фаза которого отстает 3 ил

и