Способ испытаний вторичных источников питания и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к испытаниям вторичных преимущественно электросварочных источников питания и может быть использовано, например, при стендовых испытаниях на нагрев, прочность и надежность широкого класса вторичных источников постоянного и переменного тока, режим эксплуатации которых предполагает или допускает многократные

периодические повторяющиеся набросы и сбросы нагрузок.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов путем приближения режима продолжительности нагрузки к типовому рабочему.

На фиг.1 представлены временные диаграммы энергопотребления испытуемых вторичных источников тока; на фиг.2 - фун«циональная схема устройства (силового коммутатора); на фиг.З - канал силового коммутатора.

На диаграмме (фиг.1) представлены токи питания N испытуемых источников, при этом в каждый момент времени работает группа, состоящая из К источников со скважностью N/K, причем момент отключения I источника Т|откл совпадает с моментом включения I+K источника Тн-квкл.

Примером осуществления способа является испытание десяти вторичных источ- ников, например, на нагрев с одновременным включением группы из шести источников. При этом скважность равна 10/6. а ПН соответственно 60%. Для сварочных источников Тцикла обычно 10 мин, ток сварки 100-500 А. При отключении одного из группы испытуемых источников в соответствии с его циклом работы одновременно включается следующий. На диаграмме: при отключении 2-го включается 8-ой. Таким образом, поочередно испытываются все источники, при этом в процессе испытаний имитируется работа вторичных источников в штатном режиме ПН, а величина потребляемого из сети тока 1 в процессе испытаний не меняется.

Силовой коммутатор содержит N 10 идентичных каналов 1... 10, состоящих из силовых ключей 1.1..,1.10 с управляющими входами 2.1..,1.10, самоблокирующими выходами 3.1...3.10, силовыми выводами 4.1...4.10 и 5.1...5.10. Кроме того, в каналы входят испытуемые источники питания б. 1 ...6.10 с сигнальными выходами 7.1 ...7.10 и 8.1...8.10, выводы нагрузки 9.1...9.10 и релейные элементы 10.1...10.10 со своими включающими 11.1...11.10 и выключающими 12,1...12.10 входами, а также выводы 13.1...13.10 первичного источника питания. Самоблокирующие выходы 3.1...3.10 силовых ключей соединены с выводами 14.1...14.10 генератора импульсов.

В каждом i-ом канале силовой ключ 1.1 одним силовым выводом 5.1 соединен с выводом 9.1 нагрузки, а вторым силовым выводом 4.1 - с испытуемым источником 6.1, который первым сигнальным выходом 7.1 подсоединен к включающему входу 11.(1+1) релейного элемента Ю.(+1) последующего 1+1 канала, а вторым сигнальным выходом 8.1 - к выключающему входу 12.(1-К) релейного элемента 9.{I-K) (l-K)-ro канала. В свою очередь, релейный элемент 10.1-ого канала соединен включающим входом 11.1 с первым сигнальным выходом 7.(Н) испытуемого источника питания 6.(1-1) предыдущего канала, а выключающим входом 12.1 - со вторым сигнальным выходом 8/Н-К источника питания 6(1+К). При этом самоблокирующий выход 3.1 силового ключа 1.1 в каждом 1-ом канале через релейный элемент 10.1 подсоединен к управляющему входу 2.1 силевого ключа 1.1. Вместе с тем управляющий вход 1 силового ключа через соответствующий релейный элемент подсоединен к выходу 14.1 генератора импульсов, а вывод 13.1 первичного источника подсоединен к испы0 туемому источнику 6.I.

Силовые ключи 1.1...1.10 могут представлять собой как электромеханические аппараты, так и полупроводниковые приборы, причем на больших токах предпочтительнее использование последних,

5 Релейные элементы 10,1.,.10.10 могут быть реализованы на полупроводниковой, релейной или комбинированной основе, например, как на фиг.З, на базе поляризованных реле. Управляющие входы 2.1...2.10 силовых ключей 1.1...1.10 через релейные

0 элементы 10.1...10.10 подключены к выводам 14.1...14.10 генератора управляющих импульсов.

Силовой коммутатор работает следующим образом.

5 Релейный элемент 10.1 любого 1-ого канала включается только при условии, если на его включающий вход 11.1 подается импульсный сигнал с выхода 7.(М) испытуемого источника питания 6.(М) предыдущего

0 (1-1) канала и выключается лишь в том случае, когда на его выключающий вход 12.1 поступает импульсный сигнал с выхода 8,(1+К) испытуемого источника питания (Н-К) канала. Силовой ключ 1.1 любого 1-ого кана5 ла подключает к выводу 9.1 нагрузки 1-ый испытуемый источник питания 6.1 при поступлении на его управляющий вход 2.1 импульсного сигнала с выхода 14.1 генератора импульсов, что возможно только в случае,

0 если релейный элемент 10.1 включен. При этом сигнал самоблокирующего выхода 3.1 силового ключа 1.1 приходит на его управляющий вход 2.1 и после снятия сигнала с выхода 14.1 генератора импульсов удерживает

5 силовой ключ 1.1 в замкнутом положении до момента выключения релейного элемента 10.1.

Сигналы на выходах 7.1 и 8.1 испытуемого источника питания 6.1 имеют импульсный

0 характер и появляются только в момент подключения данного источника к выводу 9.1 нагрузки.

Схема первоначального включения может иметь различные варианты реализации

5 и на фиг.2 не представлена,

В исходном состоянии на все испытуемые источники питания 6.1 ...б. 10 подано питание через выводы 13.1...13.10 первичного

источника питания, замкнуты силовые ключи 1.1...1.6, на управляющие входы 2.1...2.6 которых через включенные релейные элементы 10.1...10.6 приходят сигналы с самоблокирующих выходов 3.1.,.3.6. Таким образом, в каналах с 1 по 6 испытуемые источники питания 6.1...6.6 через силовые выводы 4.1...4.6 и 5.1...5.6 силовых ключей 1.1...1.6 подключены к выводу 9.1...9.6 нагрузки. Вместе с тем включен элемент 10.7, на включающий вход 11.7 которого был подан сигнал в момент подключения к выходу 9.6 нагрузки испытуемого источника питания 6.6. Силовой ключ 1.7 разомкнут так же, как и силовые ключи 1.8, 1.9 и 10.9, 10.10, сигналы на управляющих входах 3.7, 3.8,3.9 и 3.10 при этом отсутствуют.

При достижении в процессе испытаний вторичным источником питания 6.1 момента времени, соответствующего ПН-60%, контролируемого внешним времязадаю- щим устройством, на управляющий вход 2.7 подается импульс с выхода 14.7 генератора импульсов, силовой ключ 1.7 при этом замыкается и через выводы 4.7 и 5.7 подключает испытуемый источник 6.7 к выводу 9.7 нагрузки. При этом на самоблокирующем выходе 3.7 появляется сигнал, который, приходя на управляющий вход 2.7, удерживает силовой ключ 1.7 во включенном состоянии после исчезновения импульса на выходе 14.7 генератора импульсов. Одновременно на сигнальных выходах 7.7 и 8.7 испытуемого источника питания 6.7 появляются импульсные сигналы, один из которых, приходя на включающий вход 11.8, включает релейный элемент 10.8, подготавливая к последующему включению силовой ключ 1.8, а другой, поступая на выключающий вход 12.1, выключает релейный элемент 10.1. Как только сигнал с управляющего входа 2.1 снят, размыкается силовой ключ 1.1, который отключает испытуемый источник питания 6.1 от вывода 9.1 нагрузки. В результате описанных переключений к выводам 9.2...9.7 нагрузки через выводы 4.2...4.7 и 5,2...5.7 силовых ключей 1.2...1.7 оказываются подключены испытуемые источники питания 6.2...6.7 в каналах со 2-го по 7-ой. В канале же 8 релейный элемент 10.8 замкнут и, следовательно, силовой ключ 1.8, подготовлен к включению.

При достижении испытуемым источником питания 6.2 момента времени, соответствующего . подается импульс с выхода 14.8 генератора импульсов на управляющий вход 2.8 силового ключа 1.8, после чего происходят переключения, аналогичные описанным выше. Далее в порядке очередности к выводам 9.9, 9.10, 9.1 нагрузки подключаются испытуемые источники питания 6.9. 6.10, 6.1 и т.д.

Таким образом, в каждый момент времени 6 из 10 испытуемых источников подключены к выводу нагрузки. Это обеспечивает для каждого из испытуемых источников в период всего цикла испытаний. Варьируя общее число испытуемых источников и количество испытуемых источников, одновременно подключенных к нагрузке, можно добиться с помощью устройства для конкретных видов оборудования полного соответствия между условиями

испытаний и условиями эксплуатации. При этом во всем цикле испытаний, исключая момент первоначального запуска и момент выключения устройства после испытаний, сохраняется равномерная загрузка сети.

Наличие обратных связей (сигнальные выходы 7.1 ....7.10 и 8.1 ...8.10) регламентирует порядок коммутации испытуемых источников питания 6.1...6.10 к нагрузке, обеспечивает формирование ПН каждого из

испытуемых источников и, кроме того, позволяет осуществлять постоянный контроль состояния испытуемых источников во всем процессе испытаний.

Силовой коммутатора (фиг.2) применяется для испытаний на нагрев и источников питания сварочного тока, ПН которых составляет 60%. Количество испытуемых источников питания равно 10, а число

источников питания одновременно находящихся под нагрузкой - 6. В качестве силовых ключей 1.1...1.10 используются контакторы переменного тока с одним силовым и одним сигнальным нормально разомкнутыми контактами, последний из которых является самоблокирующим выходом 3.1...3.10 контакторов. Релейные элементы 10.1...10.10 представляют собой поляризованные реле.

В сравнении с известными техническими решениями (прототипами) способ и устройство позволяет нагружать одновременно группу источников питания и проводить испытания в режиме, адекватно

отображающим рабочий. Например, при использовании 10-канального силового коммутатора можно осуществлять испытания с ПН, равной 60,70, 80 или 90%, а в прототипе ПН не может превышать 50%. При этом

обеспечивается равномерность загрузки питающей сети и контроль состояния источников в процессе испытаний. Таким образом, при сокращении времени испытаний повышается достоверность их результатов.

Формула изобретения 1. Способ испытаний вторичных источников питания, при котором к каждому источнику питания подключают постоянно питание, а нагрузки подключают периодическими циклами, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний путем приближения режима продолжительности подключения нагрузки к типовому рабочему, нагрузку подключают одновременно на группу вторичных источников питания в количестве К, 2 :Ј К N-1, где N - общее число испытуемых источников питания, при этом на каждый вторичный источник питания в каждом цикле нагрузку подключают со скважностью N/K, причем моменты отключения каждого 1-го вторичного источника питания, где I -1,2...К порядковый номер в группе К вторичного источника питания и включения 1+К вторичного источника питания совпадают. 2. Устройство для испытаний вторичных источников питания, содержащее генератор импульсов, N каналов, каждый из которых включает силовой ключ для

последовательного соединения с испытуемым источником питания, выполненный с входом для подключения к выводам первичного источника питания и вторым выводом

5 силового ключа для соединения с выводом нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний путем приближения режиме продолжительности подключения нагрузки

0 к типовому рабочему, в каждый канал дополнительно введен релейный элемент, а устройство выполнено с двумя дополнительными выходами для подключения испытуемого источника, при этом пер5 вый дополнительный выход подсоединен к включающему входу релейного элемента 1+1-го канала, где i - порядковый номер канала, второй дополнительный выход подсоединен к выключающему входу релейного

0 i-K-ro элемента, где К - группа одновременно включенных каналов, а самоблокирующий выход силового ключа соединен с выходом генератора импульсов и через релейный элемент с управляющим входом

5 своего силового ключа.

Изобретение относится к испытанию вторичных преимущественно электросварочных источников питания. Цель- повышение достоверности результатов испытаний путем приближения режима продолжительности нагрузок к типовому рабочему. Силовой коммутатор поочередно включает - отключает испытуемые источники питания; находящиеся в его каналах, в определенной последовательности так, что постоянно находятся под нагрузкой, подаваемой периодическими циклами, группа источников, количество которых определяется заданной скважностью. Переключение осуществляется силовыми ключами, в цепь управления которых введен релейный элемент, входы которого соединены с силовыми выходами источников питания последующих и предыдущих каналов. Силовой ключ имеет самоблокирующий вход, соединенный с выходом генератора импульсов. Изобретение позволяет нагружать одновременно группу источников питания и проводить испытания в режиме, адекватно отображающим рабочий. При этом обеспечивается равномерность загрузки питающей сети и контроль составления источников в процессе испытаний. Таким образом, при сокращении времени испытаний повышается достоверность их результатов. 3 ил. сл с VJ XJ СО О ю W

Л iff

i V«J

%Ш.

шшщ

Ш7//

т//Ґ

У////ЛУ/////Л

УЛУ

У/}ШУ////////А

му///////////лт

шштхш //у//// ///%т

(fl.j,f/cjr.

i i+tf

Tt4Vf/ ff

h fft

шшщят

т//Ґ///////т,

УЛУ//////////Л

W///////M

Y////////A

ш.

и.

f H SO°/o

vn

т/т.

(Pl/гЗ