Устройство для резервного электроснабжения нагрузки Советский патент 1980 года по МПК H02J9/06 

{ ,

Изобретение относится к области элект роснабжения отдельных объектов и может найти применение в системах резервирования электроснабжения ответственных по.Требителей, не допускающисх перерыва в электроснабжении, когда основной и резервный источники выдают напряжение одинаковой частоты и фазы.

Известны устройства для резервного электроснабжения с автоматическим пере-JQ ключением, содержащее тиристоры в качестве коммутирующих элементов с импульсной системой управления ) ,

Схемы управления каждым трфистором , 5 данного устройства содержат четыре траноформатора, два транзистора, два источника постоянного напряжения, что снижает надежность работы.

Наиболее близким решением техничео- го кой задачи является устройство для вклкичения двух или нескольких источников пегременного тока для обеспечения бесперебойного питания нагрузки, содержащее симметричные относительно нагрузки схемы резервирования, запитанные от различных источников, состоящие из встречно-парал.лельно вклгоченньгх тиристоров, каждый из .которых соединен с эмитером транзистора, на коллекторы которых с формирователя напряжения поступают импульсы, сдвинутые на полпериода, а базы их вклю. чены в цепь обмоток трансформатора тока, каждая из содержит диод, в цепь одной из обмоток которого включены огргиничительные диоды .

С точки ярения наделшости данное ус-рройство относится к резерв1фованным уст ройствам с нагружённым резервом. В рассматриваемом устройстве нерезервированным является трансформатор тока, включенный последовательно нагрузке с ограничительными диодами в одной из обмоток. Выход из строя этих элементов, например меж:виткрвое замыкание в любой из обмоток .трансформатора или пробой любого orpainiчителыюго диода приведет к исчезновению сигналов на базах- транзисторов и, следовательно, на упраБМющихэпёк оаах тиристоров. Т.е. отказ трансформатора или ограничительного диода приведет к полному отказу данного устройства и исчезновению напряжений на нагрузке., Целые настоящего изобретения являет ся повышение надежности. Поставледаая цель достигается тем, что устройство для резервного электроснабжения нагрузки, содержащее установленные в цепи каждого из источников питания встречйо-параллель но йсяюченные тиристоры, точка соединения крторьщ через измерительный трансформатор токаподключена к натрузке, управляющий электрод каждого из тиристо ров соёдииен с эмиттером транзистора соответствующей схемыуправления, коллектор транзистора соединен.с формирователем напряжения соответствующего источника питания, а база через диод шслючена в цепь соответствующей вторичной обмотки трансформатора тока, в цепь одной из вторичных обмоток которого включены ограничительные диоды, оно снабжено резиотсром, включенным между коллектором и базой каждого транзистора, а диод включе между вторичной обмоткой трансформатора и базой Б запирающем направлении. На чертеже изображена принципиальная схэма устройства. / .. ,,...:.. . ......-.-...В устройстве в качестве силовых комм тационных элементов используются группы встреш о-параллельно соединенных к кажяой фазе тиристоров 1, 2 и 3, 4, через которые фидер 5 основного и фидер б резерШ1О1Ч источников, соединяются с нагруз кой 7 через трансформатор тока 8. У«фавпшощйе электроды тиристоров соегшнены с выходами схем управления 9, i il- 12, на которые подаются необходимые Сигналы с формирователей напряжегога 13, 14 и с трансформатора 8. Схемы управления идентичны и соде)жат транзистор 15, резистор 1б соед№Ш1юшяв коллектор и базу транзистора 15. Диод 17 включен между обмоткой 18 трансформатора 8 и базой транзистора 15 вывод обмотки 18 через резистор 19 соеданён с эмиттером транзистора 15 Шмотка 2О трансформатора 8 зашунтирована встречно-последователшо соединенны ми стабилитронами 21, 22. Предлагаемое устройство работает еле дуютим образом. Если,- например; напряжение на фидере 5 больше, чем на фидере бив данный м мент фидеры 5 и 6 находятся под положи тельным напряжением, то управляющие нм пульсы поступают на тиристоры 2 и 4 со схем управления 9 и 11 соответственно. Нагрузка 7 потребляет ток основного источника через тиристор 2. Тиристор 4 заперт, так как напряжение на .его катоде больше, чем на аноде. , При отрицательном полупериоде управляющие импульсы поступают на тиристоры 1 и 3. В силу вышеприведенных причин нагрузка 7 потребляет ток основного источника через тиристор 1, а тиристор 3 заперт. Так как импульсы управления одновременно подаются на встречно включенные тиристоры, например 2 и 4, а тиристоры 1 и 3 в этот момент заперты, основной ,и резервный источники разъединень.. - . При пропадании напряжения одного из источников, например, подключенного к фидеру 6, так как пропадает напряжение на формирователе напряжения 13 и на коллекторах транзисторов схем управления 9 и 10, тиристоры 1 и ,2 закрываются, а 3 и 4 открываются, так как на их управляк щих электродах присутствуют управляющие импульсы. Для формирования Правильной длительности и.последовательности импульсов служат схемы управления 9, 10, 11, и 12, получающие необходимые сигналы, с трансформатора 8 и формирователей 13 и 14. Внешние сигналы, поступающие на схемы управления 9, 11 совпадают пофазе, так- же как и на схемы управления 1О, 12. Формирователи 13, 14 вьфабатывают ойнополупериодные органические импульсы , сдвинутые друг относительно друга на половину периода промышленной частоты. Так квзК схемы управления 9, 1О, 11, 12 идентичны, рассмотрим работу схемы управления 9 по формированию упр вляющих импульсов, подаваемых на тиристор 2. Сигнал, снимаемый с формирователя 13 сфазкрован ток, что положительные импульсы на коллекторе транзистора 15 соэп адают с положительным полупериодом напряжения на фидере 5. Через резистор 16 импульсы напряжения, поступающие с формирователя поступают на базу транзистора 15. Со вторичной обмотки 18 трансформатора 8 через Диод 17 на 1базу транзистора 15 поступают отрипательные импульсы. От начала пГоложительногр полупериода напряжения До конца отрицательного полупериода тока нагрузди транзистор 15 заперт. На- пряжение, подводимое к базе транзистора 57 115 с обмотки 18 трансформатора 8, находится вфазе с током нагрузки 7. В начале положительного полупериода тока запирающее отрицательное напряж ние снимается с базы транзистора 15, транзистор открывается и на эмиттере по является положительный импульс, подаваемый на управляющий электрод тиристора 2. Этот импульс длится до конца положительного полупериода напряжения. Выходные импульсы схемы управления 9 совпадают по фазе с выходными импуль сами схемы управления 11. Встречно-последовательно соединенные стабилитроны 21,22, являющиеся нагрузкой обмотки 20 трансформаторы 8, служат для ограничения напряжения поступающего на схемы управления 9, 1О, 11, 12 Рассмотрим теперь работу предлагаемого устройства при неисправности трансформатора 8 - коротком замыкании в одной из обмоток или пробое стабилитронов 21, 22. При этом запирающие импульсы ве будут поступать на базы транзисторов схем управления 9, 10, 11, i2. Однако, несмотря на отказ трансформ атора схемы угфавлёния будут формировать импульсы управления тиристора). При поступлении положительного импульса на коллектор транзистора 15 последний откроется базовым током через резистор 16. Так как СоьЧИ,т.е. ток нагрузки 7 отстает от прикладываемого напряжения, тиристор 2 будет открыт, пока ток в нагрузке не умень шится до нуля и поступят управляющие имПульсы на тиристоры 1, 3. При открытых тиристорах 2 и 3 возникнет условие для прохождения уравни- - тельного от одногб источника к Щ}угому. Это приведет к дополнительной аагрузке основного источника. По контрол ным приборам обслуживающий персонал обнаружит отклонение от нормального режим и примет меры к его устранению в бли- . жайший подходящий момент времени. Как вняно из принципа работы предлагаемой схе49мы, несмотря на отказ трансформатора, напряжение на нагрузке не пропадет. Наличие новых элементов - резисторов, шлючейньк между коллектором и базой каждого транзистора, - а также включение диода между обмоткой трансформатора и базой в запирающем направлении повышает надежность работы устройства. Использование устройства позвояит повысить надежность электроснабжения О ветствен1шх потребителей, например регистрирующих устройств при обработке изделий новой техники, то есть предотвратить потери регистрируемой информации. Формула изобр Устройство для резервного электроснабжения нагрузки, содержащее установленные в цепи каждого из источников питания встречно-параллельно включённые тиристорь1, точка сбеданёйий кготорызс через измерительный трансформатор подключена к нагрузке, управляющий электрод каждого из тиристоров соединен с эмиттером транзистора соответствующей схемы управления, коллектор транзистора соединен с формирователем напряжения, соответствующего источника питания, а база через диод включена в цепь соответствующей вторичной обмотки измерительного трансформатора,. в цепь одной из вторичных обмоток которого включены ограничительные диодьг, отличающееся тем, что, с целью повьпиения наде.жности, оно снабжено резистором, включенным между коллектором и базой каждого транзистора, а диод включен между вторичной обмоткой йзмерителшого трансформатора и базой в запирающем направлении. Источшпси информации, принятые йо внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 316154, кл.,Н О2 J 9/06, 1968. 2.Патент ФРГ № 2242458, кл. 21 С 42/02, 1974.

738049