Способ управления коммутацией в пере-КлючАТЕлЕ пиТАНия НАгРузКи Советский патент 1981 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к управлению коммутацией в низковольтных электрических бесконтактных аппаратах а именно автоматических переключателях, вьтолняющих функции переключения питания потребителей с одного источника переменного тока на другой синфазный. Переключатель питания предназначен .для электроснабжения таких потребителей, как вычислительные системы, системы автоматического управления сложными технологическими процессами и т.д., где некоторые ;элементы (например, запоминающие устройства) не допускают длительного перерыва питания. Известны способы управления комму тацией в контактных переключателях f 1 и бесконтактных с принудительной конденсаторной коммутацией тирисf т торов 1,2 . Недостатками данных способов являются в первом случае низкое быстродействие, обусловленное физическими особенностями, свойственными контактным системам, а во втором - низкая надежность, обусловленная наличием блока принудительной коммутации и коммутационных перенапряжений на конденсаторах при отключениях индуктивных нагрузок. Наиболее близким по технической сущности и достигаемьм результатам является способ управления коммутацией в переключателе питания, заключающийся в том, что подключение нагрузки к одному из источников осуществляют путем подачи, а отключение путем снятия сигналов управления с встречно-параллельно включенных тиристоров соответствующего источника, причём управление осуществляется од- новрёменно всеми тиристорами нагруженного источника, а управление тиристорами резервного источника осуществляют при переключении, после . перехода тока в цепи нагрузки через нулевое значение, т.е. выключения 3 тиристоров ранее нагруженного источ ника. Недостатками данного способа управления являются: большое время вкл чения тиристоров при переключеЮ1и J,T - период колебаний напряжеьшй) , удовлетворяющее ряд известных потребителей, например электронные вычислительные машины: необходимость в весьма сложных безынерционных рел минимального напряжения: сложность, а следовательно, и низкая надежност схемы управления тиристорами перекл чателя, реализующий данный способ. Целью изобретения является повыш ,.ние надежности электроснабжения наг рузки . Эта цель достигается тем, что сог ласно способу управления коммутацией в переключателе питания нагрузки от синхронизированных источников переменного тока одинаковой частоты, заключающемуся в том, что подключение нагрузки к одному из источников осуществляют путем подачи а отключение - путем.снятия сигналов управления с встречно-параллельно включенных тиристоров соответствующего источника в зависимости от полярноети тока нагрузки, измеряют напряжение обоих источников, срав1-швЬ.ют измеренные напряжения между собой, выявляя при этом источник с большим мгновенным напряжением, и сигналы управления подают на тиристоры, полярность которых совпадает с поляр ностью тока нагрузки в цепи источника с большим мгновенным, напряжением. Благодаря избирательному управлению тиристорами при переключении на источник с большим мгновенным значением напряжения, в зависимости от уровня напряжения отключаемого источника, обеспечивается повышение надежности электроснабжения наиболе ответственных потребителей. На фиг.1 представлена схема переключателя питания: на фиг.2 - диаграммы напряжений; На схеме показаны тиристоры 1-4, блок 5 сравнения напряжений источников (БСН), датчик 6 направления тока (ДНТ), логические схемы И 7-10, служащие одновременно и для усиления сигналов управления; нагрузка 1 Принцип -действия переключателя состоит в следующем. 4 Напряжения IL эЦ поступают в БСН 5, где осуществляется сравнение мгновенных значений по величине. Если и Un, то на соответствующие входы схем. И 7,8 поступает сигнал Логическая единица (разрешение). Аналогично, если U2;7U, сигнал Логическая единица поступает на входы схем И 9,10. Датчик ДНТ 6 формирует сигналы Логическая по обоим выходам при отсутствии тока в нагрузке. Б случае протекания тока сигнал .Логическая единица поступает на усилитель тех тиристоров, схемная полярность которых совпадает с полярностью тока.. Так, если в момент- (фиг.2) подать напряжения U, . , U-Ha схему пепричем, допустим, что реключателя, и, UA то в начале управление поступает на тиристоры 1,2 (так как ток в нагрузке отсутствовал и, следовательно, сигнал Логическая единица поступает с ДНТ 6 одновременно на все схемы И 7-10 , но как только в цепи нагрузки начнет протекать ток (в данном случае положительной полярности ) сигнал Логическая единица с ДНТ 6 начинает поступать только на входы схем И 7,9, но так как сигнал Разрешение с блока 5 поступает на схему И 7, то сигнал управления поступает на тиристор 1. В момент t. направление тока в нагрузке изменяется, поэтому, начиная с данного момента, управление начинает поступать на тиристор 2 вплоть до момента t;. В момент t2 напряжение U исчезает (предположение), при этом обеспечивается условие U2U, и сигнал Разрешение с БСН 5 поступает на схемы И 9,10 (со схемы И 7,8 сигнал Разрешение снимается), в результате чего в диапазоне времени управление начинает поступать на туристор 4. Быстродействие переключателя в целом определяется быстродействием контроля и сравнения напряжений U, Ул в блоке 5, последний содержит двухполупериодные вьшрямители напряжений иi, Do которые подключены к соответствующим входам компаратора. Отсутствие инерционных элементов (например, сглаживающих фильтров) обеспечивает мгновенное реагирование схемы БСН 5 на снижение напряже58ния независимо от фазового угла снижения . Датчики 6 выполняются на.базе трансформаторов тока, датчиков Холла магниторезисторов и других элементов обеспечивающих гальваническую развязку и точность контроля блока. Переключатель, реализующий предлагаемый способ управления коммутаци ей, обеспечивает бесперебойное питание выдов потребителей (с любыми допустимыми временами перерыва питв ния). Схема управления переключением функционально проста, а следовательно, и надежна. Переключение источников не сопровождается появлением ком мутационных перенапряжений, которые, например, свойственны аналогам, используюпщм принудительную конденсаторную коммутацию тиристоров. Таким образом, обеспечивается повьппение надежности электроснабжения потребителей . Формула изобретения ;пособ управления коммутацией в переключателе питания нагрузки от синхронизированных источников переменного тока одинаковой частоты, зак лючающийся в том, что подключение нагрузки к одному из источников осуществляют путем подачи,,а отключение - путем снятия сигналов управления с встречно- параллельно включенных тиристоров соответствующего источника в зависимости от полярности тока нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения нагрузки, измеряют напряжение обоих источников, сравнивают измеренные напряжения между собой, выявляя при этом источник с большим мгновенным нгшряжением, и сигналы управления подают на тиристоры, полярность которых совпадает с полярностью тока нагрузки в цепи источника с большим мгновенным напряжением. Источники информации, принйтые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 604082, кл. Н 02 J 79/06i 1978. 2.Картавых А. С. и др. Тиристорные вьпслючатели в установках гарантированного питания. Тезисы докладов. Материалы У Всессиозной научно-технической конференции. Повышение эффективности силовых полупроводников и потребителей на их основе. Таллин, 1975. 3.Ковалев Ф.И..и др. Унифицированная серия статических преобразователей мощностью до 100 кВА для агрегатов бесперебойного питания. ЭП. Серия преобразовательная техника, вып.А (99), 1978, с.19-23.