Система питания напряжением постоянного тока Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике создания оборудования для питания электронно-физической аппаратуры. Оно может быть использовано для питания опытных и серийных образцов аппаратуры, макетов, а также автоматизированных производственно-технологических испытаний различных изделий. Эффективно использование в условиях, когда питаемое устройство (преобразователь, нагрузка) не допускает существенных длительных повышений напряжения, пропадания одного из номиналов Питающий напряжений, т.е. при настройке схем, содержащий дорогостоящие малоисследованные элементы. Известны системы питания напряжением постоянного тока, содержащие два и более стабилизатора напряжения, снабженные блоком коллективной защиты, который выдает сигнал на запирание регулирующих транзисторов всех стабилизаторов при аварии в любом стабилизаторе т.е. исполнительные органы защиты здесь включены на стороне постоянного TOKa)lJ.

Наиболее близкой к предлагаемой является система питания напряжением постоянного тока, содержащая N отдельных стабилизированных источников, каждый из которых снабжен узлом защиты, и шины коллективной защиты f 2 .

10

Недостатком данной системы питания с групповой защитой является невозможность произвольного соединения источников (последовательно или параллельно), а также эксплуатационISных в дежурном режиме (без наблюдения оператора) при повторном включении.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей системы

20 питания.

Для достижения поставленной цели в системе питания напряжением постоянного тока, содержащий N отдельных стабилизированных источников, каждый из которых снабжен узлом защиты, и шины коллективной защиты, введены N узлов запуска, N узлов коммутации, каждый из которых состоит из переключателя индивидуальной и групповой защиты, переключателя автоматического и ручного Пуска, схемы ИЛИ и управляемого ключа, включенного в цепь питающего напряжения, причем в режиме ручного пуска управляемый ключ в каждом из узлов коммутации соединен с выходом схемы ИЛИ, а в режиме автоматического пуска - с шиной автоматического пуска соответствующего из узлов запуска, входы схемы ИЛИ соединены с шинами разового и ручного пуска узла запуска, а шины групповой защиты через переключатель ивдивидуальной и групповой защиты объединены в режиме групповой защиты и разомкнуты в режиме индивидуальной защиты. Дополнительно каждьш из узлов запуска содержит тиристор с трансформатором в анодной цепи, вторичная обмотка которого соединена с шинами групповой защиты, инвертор на транзисторе, входом соединенный с анодной цепью тиристора, и электромагнит ное реле с замыкающим и размыкающим контактами, причем обмотка реле вклю чека в анодную цепь тиристора при ав томатическом пуске и в коллекторную цепь транзистора при разовом пуске, размыкающий контакт реле соединен с шиной-автоматического пуска, а замыкадощий - с шиной ручного пуска. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для . Система содержит три стабилизированных источника постоянного напря жения с выходными разъемами 1-3. По подобной схеме можно соединять и бол шее количество источников. В частности, макетировались соединения че тырех и шести источников, что наибол приемлемо для практических применений. Система содержит три устройства коммутации, каждое из которых состоит из схемы ШШ (4-1 ,4 -2,4 3 соответственно) управляемого ключа (5-1,5 -2,5 -3), трех переключателей (6-1, 6-2, 6-3, 7-1, 7-2, 7-3 , 8-3) и шин связи между устройствами коммутации и разъемами источников . Переключатели 6 служат для вы бора вида запуска системы, ручного или автоматического (указаны в положении автоматического запуска). В р жиме автоматического пуска переключатель 6 соединяет вход управляемого ключа с шиной автоматического пуска своего источника, а в режиме ручного пуска - с выходом схемы ШШ, входы которой соединены с шинами разового и ручного пуска. Переключатели 7 служат для объединения источников, входящих в систему в режиме групповой защиты (в режиме индивидуальной защиты эти переключатели разомкнуты). Переключатели 8 служат для организации параллельной работы источников. Эти переключатели соединены между собой и каждый из них соединен с шинами 9-13 своего источника. Источник ,. сочлененньш . с разъемом 1, работает в режиме стабилизатора напряжения , а остальные источники при указанных положениях переключателей 8-2 и 8-3 являются ведомыми; каждый ведомый источник выдает в нагрузку такой же ток, как и ведущий источник. Таким образом, все три источника включены параллельно в режим групповой защиты с автоматическим пуском. Источник состоит из управляемого выпрямителя 14, регулирующего элемента 15, схемы токоограничения 16, блока защиты 17, схемы устранения выбросов выходного напряжения при резких перепадах тока нагрузки 18 усилителя обратной связи 1У, источника опорного напряжения 20, масштабного резистора 21 , управляемого делителя напряжения 22 сетевого выключателя 23, кнопки ручного пуска 24, диода 25, служащего для запирания . регулирующего транзистора при срабатывании защиты. В каядом конкретном случае источник может иметь иной состав, применение которого.в предлагаемом устройстве позволяет наиболее полно использовать его функциональные возможности. Блок защиты 17 включает в себя маломощный тиристор 26 с трансформатором 27 в анодной цепи, инвертор на транзисторе 28, входом соединенный с анодной цепью тиристора 26, электромагнитное реле с замыкаюпщми и разьбякамщими контактами, обмотка 29 которого одним выводом соединена с основным (или вспомогательным) выпрямителем, а другим - с шиной 30 типа пуска. Размыкающий контакт реле соединен с шиной 31 автоматического пуска, а замыкающий контакт с шиной 32 ручного пуска. Одна из вт ричных обмоток трансформатора 27 под соединена к шинам 33 групповой защит . В режиме автоматического пуска система функционирует следующим образЗм. Сетевое напряжение, пройдя через сетевой фильтр 34, поступает первой фазой через контакты 35 разъемов, а второй Гфазой - через управляемле ключи 5 (реле, тиристоры) и контакты 36 разъемов на выключатели 23 и далее на преобразователи 14 сетевого напряжения источников. В отсутствие аварийных ситуаций тиристор 26 блоков защиты 17 источников находятся в непроводящем состоянии, так как на управляющие электроды тиристоров не поступают сигналы аварии с усилителя обратной связи 19. Обмотка реле 29, включенная в режиме автомат ческого пуска в анодную цепь тиристора 26, обесточена и на управляемые ключш 5 поступает включающий сигнал через размыкающий контакт реле, шину 31 автоматического пуска и переключа тель 6. Таким образом, в отсутствие аварийных ситуаций при появлении напряжения в сети система начинает выдавать ток в нагрузку. При отклонении напряжения какого-либо источника от номинала (авария ) на управляющий электрод тиристора 26 поступает сигнал, включающий тиристор. При на одной из вторичных обмоток трансформатора 27 появляется импульс, через шины групповой защиты 33 и переключ&тели 7 поступающий на идентич ные вторичные обмотки остальных тран форматоров. Протекание тока через эти обмотки вызывает появление напряжения на других вторичных обмотках, которое поступает на управляющие электроды тиристоров 26 и включает их. Таким образом, при аварии все тиристоры 26 переходят в проводящее состояние, при этом в каждом источнике срабатывает реле 29 и размыкающий контакт его выключает управ ляемый ключ 5, все источники отключаются от сети. Якорь реле при этом некоторое время остается в притянуто состоянии, так как ток выключения ре ле, как правило, в несколько раз меньше тока включения, а напряжение на выходе выпрямителя, питающего обмотку реле, падает тем медленнее, чем больше емкость фильтра этого выпрямителя. Как только ток через реле станет меньше тока удержания, реле отпускает, при этом размыкающий контакт реле замыкает цепь включения управляемого ключа 5. Если к этому моменту аварийная ситуация исчезает система включается в работу, в против ном случае сразу же срабатывает тиристор 26 и система отключается от сети. Таким образом, при наличии аварийной ситуации система периодически на короткое время включается в сеть, а затем отключается до тех пор, пока не исчезнет сигнал аварии. В режиме ручного пуска переключателя 6 соответствующих источников переводятся в положение, при котором обмотка 29 реле включается в коллектор тиристора 28, а сигнал на включение управляемого ключа 5 поступает с выхода схемы ИЛИ. Так как в исходном состоянии обмотка 29 реле обесточена, а управление ключем 5 производится через замыкакящй контакт реле, то система или источник может быть включена только нажатием кнопки 24 вручную. При этом на шине 37 разового пуска появляется разрешающий сигнал, который через схему ИЛИ и переключатель 8 поступает на вход управляемого ключа 5 который подключает соответствунлций источник к сети. Если аварийной ситуации нет то тиристор 26 остается непроводящим, а тиристор 28 соответственно запитывает обмотку 29 реле. Замыкающий контакт при этом подает сигнал ручного пуска на шину 32, благодаря Чему источник (система) остаются во включенном состоянии после отпускания кнопки 24. При возникновении сигнала аварии на любом из управлякяцих электродов тиристоров 26 все источники (Включенные: в групповую защиту, отключаются от сети (как и при автоматическом пуске). Повторное включение источников возможно только при помощи кнопки 24. Любой из источников может быть переведен в режим индивидуальной работы размыканием соотвётствукидего переключателя 7 с установкой ручного или автоматического пуска переключателем 6. Предлагаемая схема питания позволяет оперативноизменить режим работы, что уменьшает затраты времени при различных исследованиях в лаг боратории и на производстве, а также 7 уменьшает вероятность ошибочных соединений и разрушения запитываемых устройств. Широкие функциональные возможности системы позволяют эффективно использйвать ее взамен ряда известных систем. . Формула изобретения 1. Система питания напряжением постоянного тока, содержащая N отдельных стабилизированных источников каладьй из которых снабжен узлом защиты, и пшны коллективной защиты, отличающаяся тем, что, с целью распшрения фукнциональных во можностей, в систему введены N узлов запуска, N узлов коммутахщй, каждый из которых состоит из перек- лючателя индивидуальной и групповой защиты, переключателя автоматическог и ручного пуска, схемы ИЛИ и управля емого ключа, включенного в цепь пи-, тающего напряжения, причеМ|В режиме ручного пуска управляемый ключ в каж дом из узлов коммутации соединен с выходом схемы ИЛИ, а в реЯонме автоматического пуска - с шиной автомати ческого пуска соответствунлцего из узлов запуска, входы схемы ИЛИ сое1 .8 динены с шинами разового и ручного пуска узла запуска, а шины групповой защиты через переключатель индивидуальной и групповой зашдты объединены в режиме групповой защиты и ра- зомкнуты в режиме индивидуальной защиты . 2. Система по п. 1,отличаю щ а я с я тем, что каждый из узлов запуска содержит тиристор с трансформатором в анодной цепи, вторичная обмотка которого соединена с шинами групповой защиты, инвертор, на транзисторе входом соединенный с анодной цепью тиристора, и электромагнитное реле с замыканшщм и размыкающим контактами, причем обмотка реле включена в анодную цепь тиристора при автоматическом пуске и коллекторную цепь транзистора при разовом пуске, размыкающий контакт реле соединен с шиной автоматического пуска, а замыкающий - с шиной ручного пуска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 457986, кл. G05 F 1/56, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 514282, кл. G05 F 1/58, 1974.