DE2653245C3 - Aggregat zur unterbrechungslosen Stromversorgung - Google Patents
Aggregat zur unterbrechungslosen StromversorgungInfo
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- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
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Description
Die Erfindung betrifft ein Aggregat zur unterbrechungslosen Stromversorgung mit einem bei Netzausfall
aus einer Batterie gespeisten Wechselrichter, der über einen einen Letstungsrückfluß ins Netz verhindernden
statischen Schalter ständig mit dem speisenden Netz verbunden ist und bei Netzbetrieb als Gleichrichter
arbeitet, der die Ladung bzw. Ladungserhaltung der Batterie nach einer IU-Kennlinie bewirkt und bei dem
zur Erfassung des zwischen Netz und Wechselrichter bzw. Verbraucher fließenden Blindstroms eine Blindstromschaltung
vorgesehen ist, welche den Spannungsregler für den Wechselrichter so steuert, daß dieser im
Netzbetrieb den Blindleistungsbedarf des Verbrauchers im wesentlichen deckt.
Verbraucher, die gegen Stromausfälle besonders empfindlich sind, beispielsweise Computer, sind aus
Sicherheitsgründen mit zwei unabhängigen Stromversorgungseinheiten ausgerüstet, die im normalen Betrieb
die Stromversorgung jeweils zur Hälfte vornehmen, von denen aber jede so ausgelegt ist, daß bei einem
Versagen einer der Stromversorgungseinheiten die intakt gebliebene Stromversorgungseinheit die gesamte
Stromversorgung durchführen kann. Bei Verwendung eines bekannten Aggregates der gattungsgemäßen Art,
das mit einem ruhenden Wechselrichter ausgerüstet ist (DE-AS 20 14 680) muß für jede Stnraiversorgungseinheit
ein gesondertes Aggregat vorgesehen werden und zwar üblicherweise einschließlich einer gesonderten
Batterie, da ein Kurzschluß in esner Stromversorgungseinheit
des Verbrauchers den Wechselrichter kurzschließt und damit zu einem Zusammenbruch der
Spannung führt
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aggregat zu
schaffen, mit dem auch bei Kurzschluß in einer Stromversorgungseinheit die Stromversorgung der
is zweiten Stromversorgungseinheit ohne wesentlichen
Spannungsabfall sichergestellt wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Wechselrichter als Drehstrommotorgenerator
mit zwei voneinander galvanisch getrennten und magnetisch gekoppelten phasengleichen Ständerwicklungen
ausgebildet ist, die zwei unabhängige Stromkreise bilden, die auf zwei unabhängige Verbraucher
schaltbar sind, wobei der Dämpfungskäfig des Generatorläufers mit einer so großen Dämpfung
ausgelegt ist, daß bei Kurzschluß in einem Verbraucher der Stromkreis des anderen Verbrauchers eine Spannung
von mehr als 70% der Nennspannung für eine Zeitdauer beibehält, die für das Durchschmelzen der
Schmelzsicherung des kurzgeschlossenen Verbrauchers benötigt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung braucht nur ein einziger Wechselrichter vorgesehen zu werden und es
sind weiter alle Steuer- und Regelelemente gleichfalls nur einmal vorzusehen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung mit zwei Schaltungen veranschaulicht und im nachstehenden im
einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
Das Aggregat zur unterbrechungslosen Stromversorgung,
von dem in der Zeichnung zwei Schaltungen wiedergegeben sind, ist mit einer Maschine 2 versehen,
die einen Gleichstrommotor 4 und einen damit gekoppelten Drehstrommotorgenerator 6 aufweist Mit
dem Gleichstrommotor 4 ist weiter ein Gleichstromgenerator 8, der eine drehzahlabhängige Spannung
liefert verbunden. Der Gleichstrommotor 4 weist eine geregelt beaufschlagte Erregerwicklung 10 und der
Drehstrommotorgenerator eine geregelt beaufschlagte Erregerwicklung 12 auf. Der Eingang 14 des Gleichstrommotors
4 ist über eine Leitung 16 mit einer
Der Ausgang 20 des Drehstrommotorgenerators 6 ist über eine Schmelzsicherung 22 mit einem Verbraucher
24 verbunden. An die zum Verbraucher 24 führende Versorgungsleitung 26 ist ferner eine Netzanschlußleitung
28 angeschlossen, die über einen Schalter 30 mit dem Netz 32 verbunden ist In der Leitung 28 liegt ein
statischer Schalter 34 und diesem nachgeschaltet ein
generators 6 ist ein Spannungsregler 38 vorgesehen, der
über eine Leitung 40 mit dem Stromwandler 36 und über eine Leitung 42 mit der Versorgungsleitung 26
verbunden ist. Über den Spannungsregler 38 wird die Spannung der Erregungswicklung 12 des Drehstrommotorgenerators
6 in Abhängigkeit von dem vom Verbraucher aufgenommenen Blindstrom und der Generatorausgangsspannung geregelt
In der Leitung zwischen dem Gleichstrommotor 4
In der Leitung zwischen dem Gleichstrommotor 4
und der Batterie 18 ist ein Stromwandler 44 angeordnet
Die Erregerwicklung 10 wird über einen Drehzahlregler
46 in Abhängigkeit von dem in der Leitung 16 fließenden Strom und der vom Generator Ä gelieferten
Spannung gespeist
Sei Netzbetrieb arbeitet der DrehstKynmotorgenerator
6, der ständig mit der Leitung 26 und damit mit dem Netz 32 verbunden ist, als Drehstrommotor. Das Feld
des Drehstrommotorgenerators wird in Abhängigkeit von dem dem Verbraucher zufließenden Blindstrom so
geregelt, daii der als Motor laufende Drehstrommotorgenerator den erforderlichen Blindstrom in die Versorgungsleitung
26 einspeist
Der Gleichstrommotor 4 arbeitet bei Netzbetrieb als Gleichstromgenerator. Er speist über die Leitung 16 in
die Batterie 18 bzw. liefert den für die Batterieerhaltung erforderlichen Strom entsprechend eiiner IU-Kennlinie,
die durch Steuerung der Erregerwicklung 10 eingehalten wird.
Der statische Schalter 34 besteht vorzugsweise aus antiparallel geschalteten Thyristorelementen, die eine
nahezu verzögerungslose Schaltung gewährleisten.
Bei Netzausfall schaltet der im Netzbetrieb als Gleichstromgenerator arbeitende Gleichstrommotor 4
auf Motorbetrieb. Die Drehzahl des Motors wird über den Drehzahlregler 46 konstant gehalten. Die Speisung
des Gleichstrommotors erfolgt aus der Batterie 18. Der
vom Verbraucher 24 benötigte Strom wird vom Drehstrommotorgenerator 6 geliefert Ein Leistungsabfluß
oder -rückfluß aus der vom Drehstrommotorgenerator 6 gespeisten Versorgungsleitung 26 in das
spannungslose Netz 32 wird durch den statischen Schalter 34 verhindert
Bei Rückkehr der Versorgungsspannung wird über den statischen Schalter 34 mit seinen verzögerungsarmschaltenden
antiparallelen Stromventilen ein Stromfluß aus dem Netz in die Versorgungsleitung 26 des
Verbrauchers 24 so lange verhindert, bis beidseitig des Schalters 34 Phasengleichheit besteht Auf diese Weise
bewirkt der Schalter 34 eine automatische Synchronisierung, die für das vollautomatische Arbeiten des
Aggregates erforderlich ist
In der in der Zeichnung dargestellten Schaltung sind
alle Leitungsverbindungen unabhängig davon, ob sie zwei- oder dreiphasig ausgeführt, als einfache Linien
dargestellt
Das Aggregat zur unterbrechungslosen Stromversorgung
nach der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für gegen Stromunterbrechungen empfindliche Verbraucher
bestimmt Solche empfindlichen Verbraucher sind beispielsweise Computer-Anlagen. Um eine redundante
Stromversorgung bei Computer-Anlagen zu erzielen, sind diese häufig mit zwei unabhängigen
Stromversorgungseinrichtungen versehen, die jeweils über eine unabhängige Stromversorgung zu speisen
sind.
In Fig.2 ist die Schaltung eines erfindungsgemäßen
Aggregates zur unabhängigen Speisung von zwei unabhängigen Stromversorgungsanlagen eines Computers
dargestellt Abweichend von dem Aggregat nach F i g. 1 weist der Drehstrommotorgenerator 6 bei dieser
Ausführung zwei voneinander galvanisch getrennte und magnetisch entkoppelte phasengleiche Ständerwickluns
gen auf, die zwei galvanisch getrennte Stromkreise bilden, die jeweils auf die Anschlußleitungen 26', 26" für
die beiden Stromversorgungseingänge 24' und 24" des Verbrauchers geschaltet sind. Die Eingänge 24' bzw. 24"
find dabei jeweils über Schmelzsicherungen 22', 22"
ίο abgesichert
den Netzbetrieb über einen Schalter 28' parallel schaltbar, der bei Netzausfall automatisch geöffnet wird.
rators 6 ist hierbei über je eine Leitung 42*. 42" mit den
Versorgungsleitungen 26' und 26" verbunden.
Bei dieser Schaltung nach F i g. 2 ist es beim Auftreten eines Kurzschlusses in einer der Stromversorgungseinheiten
des Verbrauchers erforderlich, zu verhindern, daß die Spannung an der anderen Stromversorgungseinheit zusammenbricht bzw. einen zumindest zulässigen
Wert unterschreitet Bei Kurzschluß in einer der Stromversorgungseinheiten wird eine bestimmte Zeit
benötigt um die den Stromkreis dieser Stromversorgungseinheit sichernde Schmelzsicherung durchzuschmelzen.
Hierfür wird beispielsweise eine Zeit benötigt die bis zu 80 ms betragen kann. Um die
Stromversorgung der zweiten Stromversorgungseinheit während des Durchschmelzens der Schmelzsicherung
aufrecht zu erhalten, wird der Dämpfungskäfig des Läufers des Drehstrommotorgenerators mit einer so
großen Dämpfung ausgelegt daß bei Kurzschluß in einer der Stromversorgungseinheiten der Stromkreis
der anderen Stromversorgungseinheit eine erforderliehe Mindestspannung für die Zeitdauer beibehält die
für das Durchschmelzen der Schmelzsicherung benötigt wird. Es ist dabei beispielsweise möglich, einen
Spannungsabfall unter 70% der Nennspannung zu verhindern. Eine solche Restspannung reicht in vielen
Fällen, beispielsweise bei bestimmten Computern, für die störungslose Aufrechterhaltung des Betriebes über
die genannte Zeitdauer aus.
Für den Drehstrommotorgenerator wird vorzugsweise ein Generator von bürstenloser Bauart verwendet.
Zur Erzielung hoher Frequenzgenauigkeit wird eine reaktionsschnelle Regelung über das Feld des Gleichstrommotors
gefordert.
Um eine die Schnelligkeit der Regelung beeinträchtigende Dämpfung zu vermeiden, wird der Gleichstrommotor
vorzugsweise mit einem geblechten Joch ausgeführt Zur Vermeidung von Rückwirkungen
schneller Ankerstromänderungen auf das Feld wird darüberhinaus eine Kompensationswicklung vorgesehen,
die das Ankerquerfeld vollständig aufhebt
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform sind der Drehstrommotorgenerator 6, der Gleichstrommotor
4 und der Gleichstromgenerator 8 als Eingehäusemaschine mit einer einzigen Welle ausgebildet
Claims (4)
1. Aggregat zur unterbrechungslosen Stromversorgung
mit einem bei Netzausfall aus einer Batterie gespeisten Wechselrichter, der über einen einen
Leistungsrückfluß ins Netz verhindernden statischen Schalter ständig mit dem speisenden Netz verbunden
ist und bei Netzbetrieb als Gleichrichter arbeitet, der die Ladung bzw. LadungserhaJtung der
Batterie nach einer IU-Kennlinie bewirkt und bei dem zur Erfassung des zwischen Netz und
Wechselrichter bzw. Verbraucher fließenden Blindstroms eine Blindstromschaltung vorgesehen ist,
welche den Spannungsregler für den Wechselrichter so steuert, daß dieser im Netzbetrieb den Blindleistungsbedarf
des Verbrauchers im wesentlichen deckt, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wechselrichter als Drehstrommotorgenerator (6) mit zwei voneinander galvanisch getrennten und
magnetisch gekoppelten phasengleichen Ständerwicklungen ausgebildet ist, die zwei unabhängige
Stromkreise (26', 26") bilden, die auf zwei unabhängige Verbraucher (24', 24") schaltbar sind, wobei der
Dämpfungskäfig des Generatorläufers mit einer so großen Dämpfung ausgelegt ist, daß bei Kurzschluß
in einem Verbraucher der Stromkreis des anderen Verbrauchers eine Spannung von mehr als 70% der
Nennspannung für eine Zeitdauer beibehält, die für das Durchschmelzen der Schmelzsicherung (22',
22") des kurzgeschlossenen Verbrauchers benötigt wird.
2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrommotor (4) mit einem
voll geblechten Joch und mit einer Kompensationswicklung ausgeführt ist.
3. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstrommotorgenerator (6) von
bürstenloser Bauart ist.
4. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstrommotorgenerstor (6), der
Gleichstrommotor (4) und der Gleichstromgenerator (8) als Eingehäusemaschine mit einer gemeinsamen
einzigen Welle ausgebildet sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2653245A DE2653245C3 (de) | 1976-11-20 | 1976-11-20 | Aggregat zur unterbrechungslosen Stromversorgung |
GB2068/77A GB1533502A (en) | 1976-11-20 | 1977-01-19 | Battery/mains generator set for the production of interruption-free current |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2653245A DE2653245C3 (de) | 1976-11-20 | 1976-11-20 | Aggregat zur unterbrechungslosen Stromversorgung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2653245A1 DE2653245A1 (de) | 1978-05-24 |
DE2653245B2 DE2653245B2 (de) | 1979-03-08 |
DE2653245C3 true DE2653245C3 (de) | 1979-10-31 |
Family
ID=5993802
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE2653245A Expired DE2653245C3 (de) | 1976-11-20 | 1976-11-20 | Aggregat zur unterbrechungslosen Stromversorgung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2653245C3 (de) |
GB (1) | GB1533502A (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9552029B2 (en) | 2012-02-20 | 2017-01-24 | Engineered Electric Company | Micro grid power distribution unit |
CN113489129A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-10-08 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种市电供电方法、控制装置及可读存储介质 |
CN117578693B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-08-09 | 瑞锦电气(苏州)有限公司 | 一种多控配电开关柜 |
-
1976
- 1976-11-20 DE DE2653245A patent/DE2653245C3/de not_active Expired
-
1977
- 1977-01-19 GB GB2068/77A patent/GB1533502A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2653245A1 (de) | 1978-05-24 |
GB1533502A (en) | 1978-11-29 |
DE2653245B2 (de) | 1979-03-08 |
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