Устройство для бесперебойного электропитания нагрузки Советский патент 1978 года по МПК H02J9/06 

Изобретение касается эпекгроснабжения отдельных объектов, главным образом ответ-Ьгвенных погребигепей, не допускающих перерыва в элекгропигании и может быгь -яопользовано в системах резервирования элект ропигания ответственных,потребителей менным ГОКОМ статическими преобразователй Ми (инверторами) постоянного напряжения В переменное. Известны устройства бесперебойного 1шта йия с резервным инвертх: ом, содержипще два выпрямителя, аккумуляторную батарею, основной и резерЕЯЫй инверторы, выходы ко торых соединены с входами тнристорных. вьнключат лей, которые соединены с нагрузкойi В качестве тиристорных выключателей переменного тока в таких устройствах обьгано примен$пот встречно-параллельно соеди- яейные тиристоры.в каждой фазе основного и резервного инверторов. При переключении с одного инвертора на другой используют доинудигельнуюКоммутацию тиристоров выключателя. При этом каждый ТИ1Я1СТОР выключагеля требует отдель йсяо узла принудительной коммутации l. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для бесперебойного электропитания нагрузки, содержащее в цепи питающего ввода выпрямитель и аккумуляторную батарею, выходы которых соединены между собой и через основной и резервный инверторы подключены к таристорным переключателям перюменного тока, производящим переключение нагруз1ш|2}. Недостатком устройств, использующих вь ключатели и переключатели переменного с .принудительной коммутацией тиристоров, является большое количество узлов принудительной коммутации (по числу тиристоров в каждой фазе переключателя - для трехфазных систем может быть 12), требующих специального управления, что повыщает маосу и габариты устройства и усложняет управление устройства в целом. все вместе понижает надежность устройства бесперебой ного питания. Цель изобретения - повышение надежносгй. Это достигается тем, что в устройство для бесперебойного электропитания нагруакк содержащее в цепи питающего ввода выпряМигель и аккумуляторную батарею, выходы которых соединены между собой и через основной и резервный инверторы подключены к гирисгорным переключателям переменного тока, производящим переключение нагрузки, допольшгельно введены два выключающих тиристора, коммутирующий конденсатор, два зарядных сопротивления и два щунгируюишх диода, причем анод каждого тирисгорн соед -&нен соответственно с входом основного и рэ аервного инвертора, катод - соо.тветственно с выходом вьшрямителя и аккумуляторной бз тареи, коммутир юцдай конденсатор включен между анодакш обоих выключающих тиристоров, а зарядное сопрогавление и шунтирук щий диод подключены параллельно входу каа дого инвертора. На чертеже представлена структурная схема устройства. Выпрямитель 1 соединен с питающим вв дом 2 переменного тока. Параллельно к БЫ;СО ду выпрямителя 1 подсоединены аккук уляторная батарея ;3, последовательно соединен ные }у1ежду собой основной инвертор 4 и вы ключающий гиристор 5 и также роследовател но соединенные между собой резервный инвертор 6 и выключающий тиристор 7. Коммутирующий конденсатор 8 соединен с анодами тиристоров 5 и 7. Параллельно входу основного инвертора 4 подсоединены зарядное сопротивление 9 и шунтируюидай . (буферный) диод 10, а параллельно входу резервного инвертора 6 - зарядное сопротивление 11 и щунтирующий диод 12. Нагрузка 13 соединена с выходом тиристорного пере-ключагеля 14 переменного тока, две входных группы встречно-параллельно включенных тиристоров 15 и 16 которого соединб ны соответственное выходом инвертора 4 и выходом инвертора 6. Устройство работает следующим образом При наличии напряжения на питающем вв& де 2 выпрямитель 1 обеспечивает энергию на постоянном токе для питания основного 4 и резервного 6 инверторов и разряда батаре 3, которая находится в буферном режиме, обеспечивая питание на время исчезновения напряжения ла питающем вводе 2. Тиристор 5 открыт, а тиристор 7 закры при этом конденсатор 8 через открытый J -1 тиристор 5 и зарядное сопротивление 11 за ряжается до напряжения источника с полярностью, указанной на чертеже устройсгва. Одновременно на оба инвертора 4 и 6 поступают управляющие импульсы, а в гири торном переключателе 14 управляюише импульсы поступают только на группу тиристсров, которые соответствуют питанию нагрузки 13 со стороны основного инвертора 4« Ппи получении сигнала на переключение зервный 6 открывается гирисгор 7, прикладывая обратное напряжение конденсатора к тиристору 5, который мгновенно закрывает ся, одновременно с этим подаются управл5ао. цще импульсы на открытие группы гирисгоров 16 и снимаются с группы тиристоров 15, Тиристоры группы 15 независимо от характера нагрузки гаснут мгновенно потери анодного напряжения. После закрытия тиристора 5 конденсатор 8 заряжае-тся через сопротивление 9 и открытый тиристор 7 до напряжения источника с полярностью, указанной на чертеже в скобках, подготавливая устройство к обратному, переключению нагрузки 13 на основной инвертор 4, которое происходит aнaлoгичнoi приведенному. Шунтирующие (буферные) диоды 10 и 12 обеспечивают надежную коммутацию тиристо. ров 5 и 7. Зарядные сопротивления 9 и 11 по величиневыбираются значительно большими, чем входные сопротивления инверторов 4 и 6, что обеспечивает протекание токов нагрузки в рабочих режимах через инверторы, В извеспсых устройствах для получения бесперебойного переключения нагруз|Ш с основного инвертора на резервный применяют принудительную коммутацию на стороне пе-г ременного тока, а в предлагаемом устройстве принудительная комму.тация осуществляется на стороне постоянного тока, что позволяет использовать один комкгутирующий узел на два инвертора вместо двенадцати по числу тиристоров трехфазного гиристорного ключатепя переменного тока. Это позволяет не только уменьшить массо-габаритные пока аагеди переключателя устройства, но и упрсьтает управления коммутирующими элементами, повышая надежность устройства в целом. Стоимость предлагаемого устройства бу-. дет также ниже из-вестного, что определяемся использованием меньшего числа элементов устройсгва. Ф о р м ула изобретения Ус тройство для бесперебойного электропитания нагрузки, содержащее в цепи питак « щего ввода выпрямитель и аккумуляторную батарею, выходы которых соединены между собой к через основной и резервный инвертсьры подключены к тиристорным переключателям переменного тока, производящим переключение нагрузки, о тл ич а ющ ее ся тем, что, с целью повыщения надежности, в него дополнительно введены два выключающих тиристора, коммутирующий конденса топ. два заоядных сопоогивления и два шу1Ь

горе соединен соогвегсгвенно с входом ооновногр и резервного инвергора, кагод соогвегсгвенно с выходом вьшрямигепя и аккумулягорной багареи, коммутирующий конденсагор включен между анодами обоих выключающих гирмсгоров а зарядное сопрогивление и шунгирующий диод подклкнены параллельно входу каждого инвергора.

Источники информации, пркнягые во внимание при экспергиэе:

1. Могилевский М. Г, Гребенник В. П. Усгройсгва бесконгакгной коммутации грехфазных цепей переменного тока. Материалы 1ц конференции Новые бесконтактные электронные устройства часть 1, МДНТП, М., 1970 г., стр. 56.

i.Computer Desingr jut (974р-р 65-7-f Static UPS Ssstenis conf-ig-uration otnd 3nventer Specifications N НобьсЬег