Переключатель питания переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H02J13/00 

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, выполненным на базе силовой полупроводниковой техники.

Известны бесконтактные переключатели в системах бесперебойного питания, использующие тиристоры с естественной коммутацией 1. В указанных переключателях переключение с основной сети на резервную производится с некоторой задержкой, необходимой для выключения тиристоров основной сети. При питани|и нагрузки индуктивного характера запирание тиристоров основной сети может длиться несколько периодов напряжения сети, что приводит к отключению питания потребителей на это время. Существует группа потребителей, например вычислительные мащины, которые не допускают перерыва в питании даже на указанное время.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является тиристорный переключатель 2. Этот переключатель .содержит силовую ячейку с двумя встречно-параллельно включенными тиристорами в каждом плече основной н резервной сети и общие зажимы для подключения нагрузки, параллельно которой подключается емкость. При снижении напряж ения основной сети сигналы управления снимаются с тиристоров основной сети и подаются на тиристоры резервной сети с задержкой на время естественной коммутации тиристоров, которое значительно снижено благодаря включению компенсирую1Ц.НХ конденсаторов.

Недостатком описанного переключателя является наличие конденсаторов, включаемых параллельно нагрузке и существенно ухудшающих массогабаритные показатели переключателя, так как величина компенсирующей емкости достаточно велика, а при рабочих токах более 1000 А использование ко,мпенсирующей емкости трудно осуществимо.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей устройства при сохранении его быстродействия.

Для дост1ижения этой цели дополнительно введены два последовательно соединенных бесконтактных ключа и токоограничивающий элемент, соединенные таким образом, что крайние точки дополнительных ключей подключены к основной и резервной , а средняя точка через токоограничивающий элемент - к нагрузке.

На чертеже представлена блок-схема переключателя питания.

Переключатель питания содержит бесконтактные ключи-симисторы /-4, токоограничивающий элемент 5, установочные контактные автоматические выключатели 6, 7 и 8; Ui, Uz - соответственно напряжения основной и резервной сетей.

Работает переключатель следующимобразом.

Предположим, на входе переключателя (симистор /) произошло короткое замыкание. В результате снизилось напряжение на нагрузке. Тогда схемой управления импульсы управления снимаются с симистора / и подаются на симистор 4 и ток проходит через симясторы 1, 4 к токоограничивающий элемент 5. При этом через симистор 1 протекают уменьшающийся по экспоненциаль.ному закону ток нагрузки и переменный ТОК, изменяющийся с частотой резервной сети. Величина токоограничительного элемента подобрана таким образом, что/о 5

ч/

где /о - ток нагрузки в момент короткого замыкания; U.. -напряжение резервной сети; R - сопротивление токоограничительного элемента.

В этом случае при изменени1И знака тока, протекающего от резервной сети, происходит отключение симистора / (за время не более полупериода резервной сети). После этого импульсы управления снимаются с симистора 4 и подаются на симистор 2. Переход на резервную .сеть закончен. При этом ложного срабатывания защит не будет, поскольку датчики защиты от токов короткого замыкания расположены на выходе переключателя цепи нагрузки. Ложного срабатывания контактных выключателей также нет, так как бросок тока минует нагрузку.

Таким об|разом, выполнение переключателя согласно приведенной схеме позволяет сохранить его быстродействие и одновременно существенно улучшить массогабаритные показатели всего устройства.

Формула изобретения

Переключатель питания переменного тока, силовая часть которого содержит два последовательно соединенных бесконтактных ключа, крайние точыи которых соединены с основной и резервной сетями, а средняя точка подключена к нагрузке, о т л ичающийся тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей при сохранении быстродействия пе(реключения с основной сети на резерную, дополнительно вв-едены два последовательно соединенных

бесконтактных ключа и токоограеичивающий элемент, соединенные таким образом, что крайние точки дополнительных ключей соединены с основной и резервной сетями, а средняя точка через указанный токоограничивающий элемент подключена к упомянутой нагрузке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 470889, кл. Н 02 J 9/06, 1975.

2. Раскин Л. А. Статические переключатели в системе бесперебойного питания. «Экспресс-информация, Электрические машины и аппараты № 26, 1973, с. 37-41 (прототип).