Трехфазный источник бесперебойного питания Советский патент 1978 года по МПК H02J9/06 H02M5/458 

1

Изобретение относится к области эЛектротехники и может быть использовано для бесперебойного питания электроприемников.

Источники бесперебойного питания строятся по трем с.хемам.

Буферная схема: сеть - выпрямитель - инвертор - потребитель и аккумуляторная батарея в буфере с выпрямителем.

Переключающая схема: сеть - стабилизатор - переключатель одного канала и сеть- подзарядное устройство - аккумуляторная батарея - инвертор - переключатель второго канала; переключатели обоих каналов подключены к потребителю.

Совмещенная схема: сеть - стабилизатор одного канала и сеть - подзарядное устройство - аккумуляторная батарея - инвертор второго канала; стабилизатор и инвертор, выполняющие функции переключателей имеют общий выход, подключенный к потребителю.

В источниках, собранных по первой схеме не полностью используется емкость аккумуляторной батареи, так как в буферном режиме ее напряжение всегда ниже номинального, что означает ее постоянный недозаряд и уменьщение времени работы в аварийном режиме. Источники, собранные по переключающей схеме дают перерыв в питании при переключении с основного канала на аварийный. Совмещенная схема свободна от недостатков буферной при питании потребителя от сети через стабилизатор и обладает преимуществам перед переключающей, так как позволяет существенно сократить врелМя перерыва при переходе с одного режима на другой благодаря передаче функций иереключения режимов непосредственно инвертору и стабилизатору. Кроме того, совмещенная схема позволяет объединить узлы коммутации стабилизатора

и инвертора.

Известные источники бесперебойного питания содержат подключенные к входным выводам дроссели, ключи неременного тока трехфазного тирнсторного стабилизатора из

встречно-параллельных тиристоров, группу распределительных диодов, точки объединения анодов которых соединены с катодом коммутирующего тиристора стабилизатора, а также подключаемый к источнику постоянного тока трехфазный инвертор напряжения в виде основного тиристорного моста, моста обратных диодов и общего узла коммутации, включающего в себя |бдвофазный мост коммутирующих тиристоров инвертора с включенным в диагональ переменного тока коммутирующим конденсатором, причем одна пара коммутирующих тнристоров присоединена, непосредственно к выводам для подключения источника питания постоянного тока, а другая пара - к этому источнику через коммутирующие дроссели, которые включены также между разноименными общими электродами тиристоров основного и обратных диодов мостов трехфазного инвертора, нричем соответствующие выходные выводы трехфазного тиристорного стабилизатора переменного напряжения и трехфазного инвертора объединены между собой, а анод упомянутого коммутирующего тиристора стабилизатора подключен к одной обкладке коммутирующего конденсатора.

Недостатком известного решения является ограниченный диапазон нофазного регулирования (стабилизации) и симметрирования выходного нанрял ения источника.

Предложенный источник отличается от известного тем, что его стабилизатор снабжен дополнительной группой распределительных диодов и дополнительным коммутирующим тиристором, который включен в проводящем нанравлении между точкой объединения катодов дополнительной группы раснределительных диодов и другой обкладкой уномянутого коммутирующего конденсатора, причем обе группы раснределительных тиристоров образуют мост, входом нодключенный через дроссели ко входным выводам источника.

Это позволяет производить как искусственную, так и естественную коммутацию ключей стабилизатора в любом режиме работы источника, полностью отключая при этом нагрузку от сетевых выводов, осуществлять в расширенном диапазоне иофазное регулирование и симметрирование выходного напряжения при включении нагрузки по схеме «Звезда с нулевым проводом.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого источника бесперебойпого питания, где 1 - две грунны распределительных диодов; 2 - входные дроссели; 3, 4 - коммутирующие тиристоры стабилизатора; 5 - тиристорные ключи переменного тока; (J-

9- коммутирующие тиристоры инвертора;

10- коммутирующий конденсатор; 11-тиристорный мост инвертора; 12, 13 - коммутирующие дроссели инвертора; 14, 15 - диоды «сброса ; 16 - диодный (обратный) мост инвертора.

Предлагаемый источник бесперебойного питания имеет вход трехфазного переменного тока и вход постоянного тока. Входные выводы трехфазного тока через полуобмотки входных дросселей 2 подключены к тиристорами ключей 4 и распределительным диодам 1, общая точка анодной группы которых соединена с катодом одного коммутирующего тиристора 3 стабилизатора, а общая точка катодной группы диодов - с анодом другого коммутирующего тиристора 4 стабилизатора. Входные выводы постоянного тока подключены к трехфазному инвертору напряжения с общим узлом коммутации, включающим в себя однофазный мост коммутирующих тиристоров 6-9 с включенным в диагональ переменного тока коммутирующим конденсатором 10, нричем одна пара коммутирующих тиристоров 6, 7 присоединена к входным вывода.м постоянного тока непосредственно, а другая пара - через коммутирующие дроссели 12, 13, подключенные также между разноименными общими электродами тиристоров И и обратных диодов 16 трехфазных мостов инвертора. Вторичные обмотки коммутирующих дросселей 12, 13 через диоды 14, 15 соответственно нодключены к выводам постоянного тока и образуют цепи «сброса. Общая точка первой пары коммутирующих тиристоров 6, 7 инвертора соединена с анодом коммутирующего тиристора 3 стабилизатора, общая точка второй пары коммутирующих тиристоров 8, 9 инвертора соединена с катодом коммутирующего тиристора 5 стабилизатора. Выходные выводы трехфазного тиристорного стабилизатора напряжения переменного тока ннвертора соединены между собой.

При исправности сети переменное напряжение через входные дроссели 2 и тиристорные ключи 5 подается на выход широтно-имнульсного стабилизатора. Стабилизация производится включением и выключением тиристоров ключей 4 по определенному закону, выключаются одновременно все тиристоры напряжением коммутирующего конденсатора 10, прикладываемого в обратном направлении при разряде последнего по цепи: коммутирующий тиристор 3, анодная группа распределительных диодов 1, входные дроссели 2, катодная группа распределительных диодов 1, коммутирующий тиристор 4. Цикл заряда конденсатора 10 происходит по цепи: коммутирующие тиристор 8 и дроссель 12, обратный мост 16 и коммутирующий тиристор 7.

Пофазное регулирование и симметрирование выходного напряжения производится за счет неодновременного включения тиристоров 5.

В случае выхода питающей сети из строя

производится очередное выключение тиристоров 5 вышеприведенным способом и включение основных тиристоров моста 11 инвертора. Инвертор начинает работать в той же фазе, в которой пропало напряжение сети. Выключение тиристоров анодной и катодной групп моста 11 производится поочередно. Выключение тиристоров анодной группы происходит при перезаряде конденсатора 10 по цепи: коммутирующий тиристор 6, диодный мост 16, коммутирующие дроссель 13 и тиристор 9. Выключение тиристоров катодной группы происходит при перезаряде конденсатора по цепи, коммутирующие тиристор 8 и дроссель 12, диодный мост 16, коммутирующий тиристор 7.

При восстановлении напряжения в сети инвертор синхронизируется с сетью, и происходит обратный переход на питание от сети. Таким образом, электроприемннк бесперебойно питается стабилизированным напряжением

трехфазного неременного тока.

Формула изобретения

Трехфазный источник бесперебойного питания, содержащий подключенные ко входным выводам дроссели, ключи переменного тока трехфазного тиристорного стабилизатора на встречно-параллельных тиристорах, группу распределительных диодов, точки объединения анодов которых соединены с катодом коммутирующего тиристора стабилизатора, а также подключаемый к источнику постоянного тока трехфазный инвертор напряжения в виде основного тиристорного моста, моста обратных диодов и общего узла коммутации, включающего в себя однофазный мост коммутирующих тиристоров с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, одна пара коммутирующих тиристоров однофазного моста присоединена непосредственно к выводам для подключения источника постоянного тока, а другая пара - к этому источнику через коммутирующие дроссели, которые включены также между разноименными общими электродами тиристоров основного и обратных диодов мостов трехфазного шшертора, причем соответствующие выходные выводы трехфазного тиристорного стабилизатора и трехфазного инвертора объединены между собой, а анод коммутирующего тиристора стабилизатора подключен к одной обкладке коммутирующего конденсатора, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов пофазного регулирования и симметрирования выходного напряжения, его стабилизатор снабжен дополнительной группой распределительных диодов и дополнительным коммутирующим тиристором, который включен в проводящем направлении между точкой объединения катодов дополнительной группы распределительных диодов и другой обкладкой упомянутого коммутирующего конденсатора, причем обе группы распределительных тиристоров образуют мост, входом подключенный через дроссели ко входным выводам источника.