<Desc/Clms Page number 1>
" Schakeling voor-.---ononderbroken stroomvoorziening".
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een schake- ling waardoor het mogelijk is stroomvoorziening te waarborgen bij het wegvallen van de normale stroomvoorziening, met behulp van een noodstroomvoorziening, zonder dat bij de overschakeling een merk- bare onderbreking plaatsvindt.
Door deze nieuwe schakeling is het mogelijk dat, na het wegvallen van de normale stroomvoorziening, gedurende niet meer dan drie perioden de topwaarde van de spanning niet beneden de 70% van de normale waarde daalt en dat de faze van de spanning bij de overschakeling geen enkele merkbare verandering ondergaat. Indien de normale stroomvoorziening weer gedurende enkele tijd normaal is, zal de terugschakeling op gelijke voorwaarden plaatsvinden.
<Desc/Clms Page number 2>
De schakeling volgens de uitvinding is bijzonder van toe- passing in die installaties waarin een onbevolen onderbreking van zelfs één enkele periode van de stroomvoorziening een parasitisch gegeven of bevel al.s oorzaak zou hebben. Onder dergelijke instal- laties vindt men bol automatische landingssystemen voor vlieg- tuigen, stuurinstallaties voor geprogrammeerde werkwijzen in
EMI2.1
de petrochemie, informatiebehandelingsmachinen, enz...
Deze voordelen worden bekomen door een schakeling die, volgens de uitvinding, hoofdzakelijk bestaat uit de combinatie van : een transformator zonder vaste koppeling tussen primaire en secondaire ; parallel aan de secondaire van deze transformator, een resonantiekring afgestemd op de frequentie van de normale stroomvoorziening ;
een schakelinrichtin om de primaire van deze transformator hetzij met de normale, hetzij met de noodstroom- voorziening te verbinden en middelen die, onder invloed van een verandering van de spanning van de normale stroomvoorziening, onder of boven een voorafbepaalde grens, de genoemde schakelin- richting bevelen, waarbij de dimensies van de genoemde transfor- mator en/of van de resonantiekring, in functie van de omschakel- tijd van de genoemde omschakelinrichting gekozen zijn derwijze dat de energie verzameld in de genoemde transformator en/of resonan- tiekring voldoende is om gedurende een omschakeling voor de stroom- voorziening te zorgen.
Volgens een kenmerk van de uitvinding debiteert de nood- stroomvoorziening in een statische omvormer waarvan de frequen-
EMI2.2
tiwof stuurosoLBator door een daartoe geëigende schakeleenheid gesynchroniseerd wordt om deze in faze te houden met de normale stroomvoorziening.
Volgens een ander kenmerk van de uitvinding wordt bij voor- keur een transformator van het magnetische constanthoudertype gebruikt.
In het hiernavolgende zullen, aan de hand van de bijgevoeg-
<Desc/Clms Page number 3>
voegde tekeningen, het algemeen princiep en voorkeurdragende uit- voeringsvormen van de uitvinding besproken worden, waarbij in aanmerking genomen moet worden dat de uitvinding in een grote verscheidenheid van vormen verwezenlijkt kan worden.
In deze te- keningen tonen: figuur 1, een principeschema van een schakeling volgens de uitvinding; figuur 2, een V/t diagramma van de stroomvoorziening vóór, gedurende en na de overschakeling van normale tot noodvoorziening bij middel van een schakeling volgens figuur 1; en figuren 3 en 4, twee der talrijke mogelijke uitvoerings- varianten uitgaande van het schema volgens figuur 1,
Bij middel van de schakeling volgens figuur 1 wordt een last 1 normalerwijze gevoed, via een transformator 2, door een stroomvoorziening 3 (net) en, in geval van wegvallen van voor- ziening 3, door een noodvoorziening 4 (batterij).
De voorzieningen 3 en 4 kunnen respektievelijk verbonden worden aan de primaire 5 van transformator 4 bij middel van een schakelaar 6 bevolen door een relais 7, Dit relais 7 wordt omgeschakeld door een daartoe geëigende flip-flop schakeling 8 die een systeem bevat dat bij het dalen van de spanning van voeding 3 tot een zekere grenswaarde het relais '1 doet omschakelen,
De noodvoorziening 4 debiteert in een statische omvormer
9 waarvan de frequentieoscillator 10 door een schakeleenheid 11 gesynchroniseerd wordt om deze in faze te houden miet voorziening
3,
Bij voorkeur wordt als transformator 2 een transformator van het magnetische constanthoudertype gebruikt,
waarvan de eigen- schappen zijn dat de secondaire spanning gestabiliseerd is en dat tevens een harmónische filter 12 aanwezig is. Eveneens heeft deze transformator de eigenschap dat er geen vaste koppeling tussen primaire 5 en secondaire 13 is.
<Desc/Clms Page number 4>
Parallel aan de secondaire 13 an transformator 2 is een resonantiekring 14, afgestemd op de :sequentie van voeding 3, op- genomen.
Deze schakeling werkt op de vo@@ende wijze : stel dat de normale stroomvoorziening (net) met n:rmale spanning Vn (OA, fi- guur 2) op het tijdstip t1' punt B, ;±valt tot een waarde v1 die als grenswaarde voor de schakelinricnting 8 werd gekozen. Hierdoor wordt dus het relais 7 bevolen, waarvan de omschakeltijd gelijk is aan (t2- t1). De normale voorziening 3 wordt dus afgesloten.
Gedurende dit tijdperk wordt de energie, opgezameld in de afge- stemde kring 14 en in de filter 12, niet afgedempt zodanig dat deze voor de stroomvoorziening zorgt. De dimensies van kring 13 en in zekere mate van filter 12, zijn zodanig gekozen dat de top- waarde van de spanning tussen punten B en C niet beneden de 70% van de nominale waarde Vn daalt en dat de faze van de spanning bij de overschakeling geen enkele merkbare verandering ondergaat.
Op tijdstip t2 (punt C) is de primaire 5 verbonden met de uitgang van de omvormer 9, zodanig dat de daling van de topwaarde van de spanning in leidingen 1 niet langer dan drie perioden duurt.
Bij het terugkomen van de normale spanning in leidingen 3 is er een voorziening 15 getroffen die eerst omgeschakeld wordt indien'de oscillator 10 weer op een moment in faze is met de normale stroomvoorziening.
Er dient opgemerkt te worden dat de statische omvormer 9 geen sinusgolf behoeft te leveren, maar dat reeds een rechthoek of een andere golfvorm kan volstaan mits deze zodanig is dat de magnetische constanthoude r secondair in afstemming komt.
Deze schakeling heeft eveneens het voordeel dat de verkregen spanning, zowel'in normaal- als in noodbedrijf, in zekere mate gestabiliseerd is. Verder kan de statische omvormer 9, onbelast gesynchroniseerd en gevoed uit de normale stroomvoorziening, door middel van een passende gelijkrichter steeds meelopen.
<Desc/Clms Page number 5>
De hierboven beschreven schakeling kan natuurlijk op verschillende wijzen verwezenlijkt worden. Zoals in figuur 3
EMI5.1
aangetoond, kan de statische omvormer 9 als uitgangstransformator ) , de omschreven magnetische constanthouder 2 hebben, waarbij de
EMI5.2
schakelinrichting, respektievelijk 6 en 6' en de primaire, res- pektievelijk en 5', van transformator 2 dubbel zijn uitgevoerd.
In figuur 4 wordt aangeduid hoe de primaire wikkeling 5 van de constanthouder 2 gebruikt kan worden zowel voor normale stroomvoorziening als voor uitgangswikkeling van de statische omvormer. In deze schakeling wordt ook de omschakeling contactloos uitgevoerd. Hiervoor zorgen enerzijds de gestuurde gelijkrichters 16 en 17, die bij normaal bedrijf opengestuurd worden en, ander- zijds, de gestuurde gelijkrichters 18 en 19 die bij het omschake- len op noodbedrif openpestuurd worden.
De hierboven beschreven schakelingen kunnen toegepast morden met alle types statische omvormers, of deze met transistoren of thyristoren, middenpunt- of brugschakelingen zijn uitgerust.
Ook kan men in plaats van een magnestische constanthouder ; een transformator met afzonderlijke seriespoel en/of filter toe- passen.
EISEH. **WAARSCHUWING** Einde van DESC veld kan begin van CLMS veld bevatten **.
<Desc / Clms Page number 1>
"Circuit for -.--- uninterruptible power supply".
The present invention relates to a circuit whereby it is possible to ensure power supply in the event of a failure of the normal power supply, by means of an emergency power supply, without a noticeable interruption occurring during the transfer.
Due to this new circuit, it is possible that, after the cut-off of the normal power supply, for no more than three periods the peak value of the voltage does not fall below 70% of the normal value and that the phase of the voltage during the transfer noticeable change. If the normal power supply returns to normal for some time, the downshift will take place on equal terms.
<Desc / Clms Page number 2>
The circuit according to the invention is particularly applicable in those installations in which an uncommitted interruption of even a single period of the power supply would cause a parasitic data or command. Such installations include automatic aircraft landing systems, control systems for programmed operations in
EMI2.1
the petrochemicals, information processing machines, etc ...
These advantages are obtained by a circuit which, according to the invention, mainly consists of the combination of: a transformer without fixed coupling between primary and secondary; parallel to the secondary of this transformer, a resonant circuit tuned to the frequency of the normal power supply;
a switching device for connecting the primary of this transformer to either the normal or the emergency power supply and means which, under the influence of a change in the voltage of the normal power supply, below or above a predetermined limit, the said switching device commands, in which the dimensions of said transformer and / or of the resonant circuit, as a function of the switching time of said switching device, are selected in such a way that the energy collected in said transformer and / or resonant circuit is sufficient to provide a switchover for the power supply.
According to a feature of the invention, the emergency power supply debits in a static inverter whose frequency
EMI2.2
tiwor control oLBator is synchronized by a suitable switching unit to keep it in phase with the normal power supply.
According to another aspect of the invention, a transformer of the magnetic constant holder type is preferably used.
In the following, using the appended
<Desc / Clms Page number 3>
In addition to drawings, the general principle and preferred embodiments of the invention are discussed, bearing in mind that the invention may be embodied in a wide variety of forms.
In these drawings: figure 1 shows a basic diagram of a circuit according to the invention; figure 2, a V / t diagram of the power supply before, during and after the changeover from normal to emergency supply by means of a circuit according to figure 1; and figures 3 and 4, two of the numerous possible embodiments based on the diagram according to figure 1,
By means of the circuit according to figure 1, a load 1 is normally supplied, via a transformer 2, by a power supply 3 (mains) and, in case of failure of supply 3, by an emergency supply 4 (battery).
The provisions 3 and 4 can be respectively connected to the primary 5 of transformer 4 by means of a switch 6 commanded by a relay 7. This relay 7 is switched by an appropriate flip-flop circuit 8 which contains a system which, when descending, from the voltage of power supply 3 to a certain limit value causes relay '1 to switch,
The emergency supply 4 debits in a static converter
9 whose frequency oscillator 10 is synchronized by a switching unit 11 to keep it in phase with no provision
3,
A transformer of the magnetic constant holder type is preferably used as transformer 2,
the characteristics of which are that the secondary voltage is stabilized and that a harmonic filter 12 is also present. This transformer also has the property that there is no fixed coupling between primary 5 and secondary 13.
<Desc / Clms Page number 4>
Parallel to the secondary 13 and transformer 2, a resonant circuit 14, tuned to the sequence of power supply 3, is included.
This circuit operates in the vo @@ ende way: suppose that the normal power supply (mains) with n: rmale voltage Vn (OA, figure 2) at the time t1 'point B, ± falls to a value v1 which as limit value for switching device 8 has been selected. Thus, the relay 7 is commanded, whose switching time is equal to (t2-t1). The normal provision 3 is therefore closed.
During this time, the energy accumulated in the tuned circuit 14 and in the filter 12 is not attenuated to provide the power supply. The dimensions of circuit 13 and, to some extent, of filter 12, are chosen such that the peak value of the voltage between points B and C does not fall below 70% of the nominal value Vn and that the phase of the voltage at the transfer does not undergo any noticeable change.
At time t2 (point C) the primary 5 is connected to the output of the inverter 9, such that the drop of the peak value of the voltage in lines 1 does not last longer than three periods.
When the normal voltage in lines 3 returns, a provision 15 is made which is only switched over if the oscillator 10 is once again in phase with the normal power supply.
It should be noted that the static converter 9 does not need to supply a sine wave, but that a rectangle or another waveform may suffice, provided it is such that the magnetic constant r is secondary in tune.
This circuit also has the advantage that the voltage obtained, both in normal and emergency operation, is stabilized to a certain extent. Furthermore, the static converter 9, synchronized without load and supplied from the normal power supply, can always run along by means of a suitable rectifier.
<Desc / Clms Page number 5>
The circuit described above can of course be realized in various ways. As in figure 3
EMI5.1
as the output transformer), the static converter 9 can have the described magnetic constant holder 2, where the
EMI5.2
switching devices 6 and 6 'and the primary, and 5', respectively, of transformer 2 are of double design.
Figure 4 indicates how the primary winding 5 of the constant holder 2 can be used both for normal power supply and for output winding of the static converter. In this circuit, the changeover is also carried out without contact. The controlled rectifiers 16 and 17, which are opened during normal operation, ensure this on the one hand, and the controlled rectifiers 18 and 19, which are opened when switching to emergency operation, on the other hand.
The circuits described above can be used with all types of static converters, whether they are equipped with transistors or thyristors, midpoint or bridge circuits.
Also, instead of a magnetic constant holder; use a transformer with separate series coil and / or filter.
EISEH. ** WARNING ** End of DESC field may contain beginning of CLMS field **.