MXPA05012593A

MXPA05012593A - Prueba de integridad de medio de aislamiento en una fuente de energia ininterrumpible.

Info

Publication number: MXPA05012593A
Application number: MXPA05012593A
Authority: MX
Inventors: Nicolas Gremaud
Original assignee: Inventio Ag
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2006-05-24
Also published as: CN100413178C; CA2527247C; NZ543532A; TWI383164B; TW200630626A; AU2005234708A1; JP2006149190A; BRPI0504857A; NO20055486L; AR051242A1; CN1783640A; AU2005234708B2; US20060108875A1; JP4463185B2; MY138459A; US7453169B2; CA2527247A1; ES2745435T3; NO20055486D0; SG122964A1

Abstract

La presente invencion se relaciona con una fuente (10) de energia ininterrumpible en que el medio (14??) de aislamiento es sometido a prueba automaticamente durante la operacion normal para asegurar que es capaz de aislar efectivamente la entrada de la fuente (16) de energia auxiliar en caso de operacion de emergencia. La fuente (10) de energia ininterrumpible comprende una entrada para conectarse con una fuente (1) de energia principal, una salida para conectarse a una demanda (2) de electricidad, una unidad (16) acumuladora de energia y un medio (14??) de aislamiento selectivo que es configurado de manera tal que aisla la fuente (16) de energia auxiliar de la entrada durante la operacion de emergencia. Un primer medio (26, 28) establece una polaridad invertida a traves del medio (14??) de aislamiento durante una etapa (?T2) durante la operacion normal, y un segundo medio (30, 24) vigila un voltaje que es proporcional a un voltaje (Uin) de entrada al medio (14) de aislamiento y emite una senal (DTError) de error si el voltaje (Uin) vigilado continua o se eleva por encima de un primer valor (Uref2) de referencia durante la etapa (?T2) de prueba.

Description

PRUEBA DE INTEGRIDAD DE MEDIO DE AISLAMIENTO EN UNA FUENTE DE ENERGÍA ININTERRUMPIBLE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con fuentes de energía ininterrumpibles y en particular con un aparato y un método para probar la integridad de los medios de aislamiento usados en una fuente de energía ininterrumpible para aislar una fuente de energía auxiliar de una fuente de energía principal durante una interrupción de la fuente de energía principal. Una fuente de energía ininterrumpible (de aquí en adelante designada como UPS, por sus siglas en inglés) puede usarse para garantizar el suministro de energía a una demanda de electricidad durante un período limitado en el caso de una interrupción de la ' fuente de electricidad dedicada principal. Una UPS se suministra generalmente con una entrada para la fuente de electricidad principal, una salida para la conexión con la demanda de electricidad, una unidad acumuladora de energía recargable como, por ejemplo, una batería que está conectada con la salida y un interruptor ubicado entre la entrada y la unidad acumuladora de energía/red de salida conectada, y un sensor que detecta cualquier interrupción al suministro de electricidad en la entrada. En una interrupción normal (por ejemplo, sin interrupción de la energia principal) , el interruptor está cerrado y permite que la energía fluya de la entrada a la unidad acumuladora de energía y la salida. En una operación de emergencia (por ejemplo, una falla de energía principal) , el sensor detecta la interrupción de la fuente de electricidad en la entrada y activa el interruptor con la finalidad de aislar la unidad acumuladora de energía/red de salida de la entrada. Consecuentemente, el suministro de energía a la demanda de electricidad es mantenido por la unidad acumuladora de energía . Semejante UPS se encuentra descrita en la publicación de patente no examinada japonesa No. 04-147076 que comprende también un circuito de verificación de batería de emergencia para detectar una falla en la batería recargable (unidad acumuladora de energía) . Es de importancia vital durante una operación de emergencia que la unidad acumuladora de energía permanezca siempre aislada de la red de electricidad principal interrumpida, ya que de otra forma descargaría rápidamente la vasta mayoría de su energía acumulada de regreso hacia la red principal y sería incapaz, de esta manera, de mantener el suministro de energía a la demanda de electricidad para cualquier período de tiempo apreciable. En la mayoría de los casos, la capacidad de aislamiento del interruptor se pone sólo a prueba en situaciones reales cuando se requiere que la ÜPS debe cambiar de la operación normal a la operación de emergencia. Obviamente, si el interruptor deja de aislar la unidad acumuladora de energía de la entrada en estas circunstancias, entonces podrían presentarse consecuencias catastró icas cuando el suministro de energía a la demanda de electricidad decae inesperadamente y falla eventualmente . Se describe un UPS en EP-A-0309124 que detecta, durante operaciones de emergencia, si un interruptor de aislamiento electrónico ha fallado y, en caso afirmativo, opera un interruptor de emergencia de aislamiento mecánico para aislar el circuito completo de la ÜPS de la entrada CA de red pública. Sin embargo, este procedimiento meramente reactivo surte efecto sólo durante la operación de emergencia, cuando la alimentación de energía CA de red pública ya se ha interrumpida. Como tal, hace necesario que el interruptor de emergencia de aislamiento mecánico adicional asegure que se inhiba que la energía fluya de la batería a la alimentación de energía CA de red pública interrumpid . El objetivo de la invención es superar estos problemas mediante el ofrecimiento de una fuente de energía ininterrumpible en que los medios de aislamiento son verificados automáticamente durante la operación normal con la finalidad de asegurar que tiene la capacidad de aislar la entrada efectivamente de la salida y la unidad acumuladora de energía durante una operación de emergencia . El objetivo se logra mediante el ofrecimiento de una fuente de energía ininterrumpible que comprende una entrada para una conexión con una fuente de energía principal, una salida para conexión con una demanda de electricidad, una fuente de energía auxiliar y un medio de aislamiento selectivo que es configurado de manera tal que aisla la fuente de energía auxiliar de la entrada durante una operación de emergencia, caracterizada porque comprende adicionalmente un primer medio que establece una polaridad invertida a través del medio de aislamiento durante un período de prueba durante operación normal y un segundo medio que vigila un voltaje proporcional a un voltaje de entrada al medio de aislamiento y que emite una señal de error si el voltaje continúa o rebasa un primer valor de referencia durante el período de prueba. La invención ofrece también un método para probar un medio de aislamiento selectivo usado en una fuente de energía ininterrumpible con la finalidad de aislar la fuente de energía auxiliar de la entrada durante operación de emergencia, que se caracteriza porque establece una polaridad inversa a través del medio de aislamiento durante un periodo de prueba durante operación normal que vigila un voltaje proporcional a un voltaje de entrada al medio de aislamiento y que emite una señal de error si el voltaje continúa o rebasa un primer valor de referencia durante el periodo de prueba. La señal de error proporciona una indicación de que el medio de aislamiento es defectuoso para que se pueda tomar una medida de corrección. Al invertir la polaridad del medio de aislamiento durante el periodo de prueba, o bien a) un voltaje de entrada al medio de aislamiento se reduce por debajo de aquel de su salida o b) el voltaje de salida sube por encima de aquel de entrada. En ambos casos, si el medio de aislamiento es defectuoso, habrá un flujo de corriente invertido a través de él. Preferentemente, el medio de aislamiento es un diodo, ya que un diodo invierte automáticamente la polaridad y adopta asi su estado de aislamiento al invertirse su polaridad. Un perito apreciará inmediatamente que el diodo puede ser sustituido con dos diodos en serie para aumentar el voltaje invertido admisible o con dos diodos en paralelo para aumentar la corriente admisible en el sentido directo. Un medio de aislamiento alternativo podría ser un interruptor. En este caso, se requiere un tercer medio para colocar el interruptor a su estado de no conducción durante el periodo de prueba. Preferentemente, la fuente de energía auxiliar es una unidad de energía recargable y un comparador puede ser usado para comparar un voltaje en la salida de la fuente de energía ininterrumpible con un segundo valor de referencia y para emitir una señal de inicio de prueba si el voltaje de salida es mayor que el segundo valor de referencia. Este comparador ofrece una indicación excelente del nivel de carga de la unidad acumuladora de energía y permite que la prueba comience sólo cuando la unidad acumuladora de energía haya recibido una carga suficientemente alta. Alternativamente, el ciclo de prueba debería ser suficientemente largo para que el usuario pueda confiar en el hecho que el período de tiempo entre el encendido inicial y la primera prueba es suficientemente largo para' asegurar que una unidad acumuladora de energía ha recibido una carga suficientemente alta. No obstante que es posible usar baterías o bancos de condensadores convencionales pueden usarse en la fuente de energía ininterrumpible, en las realizaciones preferidas de la invención la fuente de energía recargable es uno o varios supercondensadores . En una aplicación preferida de la presente invención, la fuente de energía ininterrumpible comprende un convertidor CA/CD en su entrada y se encuentra incorporada en un elevador entre una fuente de energía principal de CA y un módulo de freno y un mando montado en una cabina de elevador. La invención se describe a continuación mediante ejemplos específicos con referencia a los dibujos anexos, de los que: Figura 1 es una representación general de una aplicación típica para una UPS según la presente invención; Figura 2 es un diagrama de circuito de una ÜPS según una primera modalidad de la invención; Figuras 3a - 3f son representaciones gráficas de perfiles de voltaje en varios nodos del circuito mostrado en Fig. 2; Figura 4 muestra un medio de aislamiento alternativo al diodo de Fig. 2; Figura 5 muestra una disposición alternativa para reducir el voltaje en la entrada al diodo; Figura 6 es un diagrama de circuito que incorpora un medio para aumentar el voltaje en la salida del diodo y un medio alternativo para vigilar el voltaje de entrada al diodo; y Figuras 7a - 7c son representaciones gráficas de perfiles de voltaje en varios nodos del circuito ilustrado en Fig. 6. Fig. 1 muestra una aplicación típica para una ÜPS 10. En este ejemplo, la ÜPS 10 está conectada a una fuente 1 de energía principal con dos módulos 2 de freno electromagnético montados en una cabina de elevador en la caja de una instalación de elevador. Cada módulo 2 es activado por un mando de freno integral para enganchar por fricción con un riel guía en la caja, deteniendo de esta manera la cabina de elevador. En vista de que la operación segura del elevador claramente depende de la conflabilidad de la alimentación de energía a los módulos de freno 2 y los mandos del freno asociados, se instala la ÜPS 10 para garantizar esta alimentación de energía. Tal como se muestra, la UPS 10 contiene un convertidor 12 CA/CD, un medio 14 de aislamiento, dos unidades 16 acumuladoras de energía recargables (una para cada módulo 2 de freno) y uno o dos probadores 18 para verificar la integridad del medio 14 de aislamiento. Una realización específica de la invención se muestra en detalle en el diagrama de circuito de Fig. 2. El convertidor 12 CA/CD transforma un voltaje CA estándar (220V, 50 Hz) de una fuente 1 de energía principal en un voltaje Uin de entrada CD (48 V) para la UPS 10. Un circuito 50 de protección de pico protege el convertidor 12 CA/CD y, de esta manera, todo el sistema de fuente de energía contra los efectos peligrosos de un pico de voltaje excesivo en la red pública CA. Adicionalmente, el convertidor 12 tiene un limite de corriente a 5? para protegerlo en el evento de un cortocircuito. El voltaje üin- de entrada CD que entrega el convertidor 12 CA/CD pasa por un transformador 43 de bajada y se divide en dos redes NI y N2 independientes, pero idénticos, cada una de las cuales entrega un voltaje Uout CD que es alimentado al respectivo módulo 2 de freno y el mando asociado. Cada una de estas redes NI y N2 de energía CD es provista con un diodo 14' conectado en serie y un fusible 20 y también un supercondensador 16 recargable conectado en paralelo. En la presente modalidad, los diodos 14' funcionan como medio 14 de aislamiento. Tienen polarización directa para permitir que la corriente fluya del convertidor 12 CA/CD al respectivo supercondensador 16 y el módulo 2 de freno, y polarización invertida para el flujo de corriente en la dirección opuesta. Consecuentemente, durante operación normal, la corriente fluye de la fuente 1 de energía principal a través del convertidor 12 CA/CD y los diodos 14' para cargar íos supercondensadores 16 y proveer de energía a los módulos 2 de freno. Si sucede una interrupción de la fuente 1 de energía principal, provocando que el voltaje Uin de entrada CD entregado por el convertidor 12 CA/CD caiga, los diodos 14' invertirán automáticamente su polaridad y evitan, de esta manera, que energía fluya de regreso de los supercondensadores 16 hacia la fuente 1 de energía principal interrumpida. En estas circunstancias, la energía acumulada en los supercondensadores 16 se usa exclusivamente para preservar una alimentación efectiva de energía a los módulos 2 de freno. Si los diodos 14' reciben una sobrecarga entonces pueden sufrir una degradación y una degradación electroestática lo que provoca que conduzcan corriente libremente en ambas direcciones. En estas circunstancias, los diodos 14' no serían capaces de aislar los supercondensadores 16 de una fuente 1 de energía interrumpida. En lo siguiente se describe una prueba que se usa para verificar la integridad y, en especial, la capacidad de aislamiento de los diodos 14' durante la operación normal de la UPS 10. El voltaje Uout de salida CD de cada red NI y N2 es vigilado continuamente por un primer comparador 22. Inicialmente, los supercondensadores 16 estarán completamente descargadas, de manera que cuanto la UPS 10 es conectada a la fuente 1 de energía principal por vez primera, el supercondensador 16 empezará a cargarse y el voltaje U0ut de salida en las redes Ni y N2 CD empezará a crecer en forma lineal debido al límite de corriente del convertidor 12 CA./CD (tal como se muestra en Fig. 3b) . Cuando el voltaje Uout de salida alcanza un primer valor Urefi de referencia, una señal SOF de los comparadores 22 cambia su estado para confirmar que los supercondensadores 16 se han cargado a un nivel encima del primer voltaje Urefi de referencia. Durante la operación normal, se verifica periódicamente la integridad de los diodos 14' por un probador 18 que verificará si cualquiera de los diodos 14' ha sufrido una degradación y permite el flujo de corriente en ambas direcciones. El probador 18 comprende un mando 24 de probador que recibe las señales SOF de los primeros comparadores 22, una red serial de una resistencia 28 y un transistor 26 conectados entre la salida del transformador 43 de bajada u tierra y un segundo comparador 30, que también está conectado a la salida del transformador 43 de bajada para vigilar el voltaje üin de entrada CD. El mando 24 de prueba puede conectarse directamente, o indirectamente a través de un mando de freno, con el mando 32 del elevador. La función de la ÜPS 10, y específicamente del probador 18 se describen con referencia a las Fig. 3a-3f que muestran de manera simplificada y exagerada perfiles de voltaje en varios nodos del circuito mostrado en Fig. 2. La ÜPS se conecta inicialmente a la fuente 1 de energía principal en un momento t0. La entrada Uin de voltaje CD entregada por el convertidor 12 sube en forma lineal hasta alcanzar el voltaje nominal tal como se muestra en Fig. 3a.

Corriente fluye del convertidor 12 a través de los diodos 14' para cargar el supercondensador 16 y el voltaje Uout de salida CD sube en forma lineal tal como se muestra en Fig. 3b. Cuando los voltajes Uout de salida CD alcancen el primer nivel Urefi de referencia en un momento ti, las señales SOF de ambos primeros comparadores 22 se activan, tal como se muestra en Fig. 3c y estas señales SOF activas informan al mando 24 de prueba que la prueba puede empezar. Tal como se muestra en Fig. 3d, durante una primera etapa ??? del ciclo de prueba, una señal DT de prueba del mando 24 de prueba a una compuerta del transistor 26 permanece desactivada y debido a esto no hay conducción de corriente por la resistencia 28 y el transistor 26. Sin embargo, en un momento t2, una segunda etapa ??2 del ciclo de prueba empieza y la señal DT de prueba se activa causando que se sature el transistor 26. En consecuencia, una corriente fluye directamente del convertidor 12 a través del transformador 43 de bajada, la resistencia 28 y el transistor 26 a tierra. La resistencia 28 tiene un valor de resistencia de 6O y como el convertidor 12 tiene un límite de corriente de 5A, obviamente no puede mantener el voltaje ??? DC de entrada en el valor nominal. El transformador 43 de bajada limita efectivamente la velocidad de cambio de la corriente que fluye del convertidor 12 y, por lo tanto, el voltaje Uin CD de entrada colapsa inmediatamente. Al empezar este colapso en el voltaje üin CD de entrada, los diodos 14' deberían invertir automáticamente su polaridad y aislar, por lo tanto, el supercondensador 16 cargado del convertidor 12, la resistencia 28 y el transistor 26. En este caso, el voltaje Uin CD de entrada bajará rápidamente tal como se muestra mediante la línea sólida en Fig. 3a. Una vez que el voltaje Uin CD de entrada cae por debajo del segundo voltaje Uref2 de referencia en un momento t3, una señal DTReSponse del segundo comparador 30 cambia de un estado activado a desactivado, tal como se muestra mediante la línea sólida en Fig. 3e. Por otro lado, si los diodos 14' son defectuosos por alguna razón y permiten la conducción en ambas direcciones, al empezar el colapso del voltaje üin CD de entrada, los supercondensadores 16 se descargarán, adicionalmente al entregar el voltaje Uout CD de salida, a través de los diodos 14' intentando a mantener el voltaje Uin CD de entrada en su nivel nominal. Por lo tanto, no obstante que habrá algo de reducción en el voltaje Uin CD de entrada, tal como se muestra mediante la línea interrumpida en Fig. 3a, esta reducción no será tan rápido como en el caso donde los diodos 14' no tienen defecto. En estas circunstancias, el voltaje Uin CD de entrada no cae por debajo del segundo voltaje Oreí2 de referencia durante la segunda etapa ??2 del ciclo de prueba y, por lo tanto, la señal DTResponse del segundo comparador 30 permanecerá en estado activado tal como se representa mediante la linea interrumpida en Fig. 3e. El mando 24 de prueba vigila la señal DTReSponse del segundo comparador 30 durante la segunda etapa ??2 del ciclo de prueba. Si se presenta una transición de estado en la señal DTRe3ponse de un estado activado a un estado inactivado durante este periodo ??2, entonces el mando 24 reconoce que el diodo 14' está en buen estado. Si, por lo contrario, la señal DTResponse permanece activada durante este periodo ??2, entonces el mando 24 emite una señal DTError de error al mando 32 de elevador indicando que uno o ambos diodos 14' son defectuosos. El mando 24 puede comprender una memoria para guardar la información de defectos que se colectan durante la duración ??2 del pulso de prueba para una transferencia de información más conveniente al mando 32 de elevador en un momento posterior. Al recibir esta señal DTError de error, el mando 32 de elevador mueve la cabina al piso más cercano, abre la puerta para permitir la salida de todo pasajero y activa los módulos 2 de freno electromecánicos para estacionar la cabina en esta posición. Una vez que se ha establecido la señal DTError de error, se puede restaurar y el elevador puede volver su funcionamiento sólo después de que el diodo o los diodos 14' defectuosos hayan sido reemplazados. El completo ciclo de prueba se repite después del tiempo t4. Con la finalidad de asegurar que no sea la prueba misma la que daña los diodos 14' , la segunda etapa ??2 es generalmente tan breve como sea posible, típicamente en el área de 10 µß . La primera etapa ??? del ciclo de prueba puede ser ajustada por el usuario para variar la frecuencia de la prueba; en algunas aplicaciones, el usuario deseará probar los diodos automáticamente cada hora, mientras que para otras aplicaciones puede ser suficiente una frecuencia de prueba de una vez por semana. Con la finalidad de hacer más claro el colapso del voltaje Uj.n CD de entrada se puede conectar un condensador en paralelo a la resistencia 28. Se apreciará inmediatamente que los diodos 14' de la realización precedentemente descrita son sólo un tipo de medio 14 de aislamiento que puede usarse en la UPS 10. En una segunda modalidad de la invención, cada uno de los diodos 14' en el circuito de Fig. 2 es sustituido con un interruptor 14" tal como se muestra en Fig. 4. El interruptor 14" puede ser electromecánico o, preferentemente, un interruptor semiconductor como, por ejemplo, un transistor. Si se usa un interruptor 14" electromecánico, cargas fuertes debido a esto, junto con etapas extendidas en los estados de conducción pueden causar que los contactos del interruptor 14" se vuelvan pegajosos y en un caso extremo pueden provocar que los contactos se fundan permanentemente en estado de conducción. En consecuencia, en estas circunstancias, el interruptor 14" no podrá interrumpir la red NI CD durante una interrupción de energía. Si se usa un interruptor 14" semiconductor, entonces es objeto de los mismos problemas de degradación y falla electroestática como el diodo 14' de la modalidad precedente. Mientras que los diodos 14' de la modalidad precedente tienen una predisposición de conducir en una dirección de corriente y aislar en la dirección opuesta, una señal S debe alimentarse al interruptor 14" para conectar respectivamente interrumpir selectivamente la red NI CD. La señal SW debe hacer que el interruptor 14" interrumpa la red NI CD durante una interrupción en la fuente 1 de energía principal y también durante una segunda etapa ??2 del ciclo de prueba. Como el segundo comparador 30 ya está vigilando el voltaje U¿n CD de entrada para el probador 18', la salida DTResponse del segundo comparador 30 se usa también en la presente invención como entrada para el mando 34 de interruptor con la finalidad de evitar una duplicación innecesaria de componentes en el circuito. La señal DT del mando 24 de prueba se alimenta también al mando 34 de interruptor. La función del mando 34 de interruptor es ilustrada en la tabla 1, donde el estado lógico 1 significa que el interruptor 14" conecta la red NI CD y el estado lógico 0 que el interruptor 14" interrumpe la red NI CD.

Tabla 1 Durante la operación normal, corriente fluye de la fuente 1 de energía principal a través del convertidor 12 CA/CD y los interruptores 14" para cargar a los supercondensadores 16 y alimentar de energía a los módulos 2 de freno. Si se presenta una interrupción en la fuente 1 de energía principal que causa que el voltaje Uin CD de entrada, entregado por el convertidor 12 CA/CD, caiga por debajo del segundo voltaje Uref2 de referencia, entonces la señal DTResponse del segundo comparador 30 se desactiva causando de esta manera que el interruptor 14" interrumpa la red NI y evita el flujo de regreso de energía de los supercondensadores 16 a la fuente 1 de energía principal interrumpida . Igual como en la modalidad previa, cuando los voltajes Uout CD de salida lleguen al nivel ürefi de voltaje de referencia en un tiempo ti, la señal SOF del primer comparador 22 se activa tal como se muestra en Fig. 3c y estas señales SOF activadas informan al mando 24 de prueba que la prueba puede iniciar. La prueba sigue el mismo procedimiento que ya se describió con referencia a las Fig. 3a a 3f. Durante la segunda etapa ??2 del ciclo de prueba, la señal DT del mando 24 de prueba está activada y mantiene el interruptor 14" en un estado no conductor, mientras que el mando 24 de prueba vigila la señal DTResponse del segundo comparador 30. Si hay una transición de estado en la señal DTResPonse de un estado activado a un estado inactivado durante la etapa ??2, entonces el mando 24 reconoce que los interruptores 14" están en buen estado. Si, por lo contrario, la señal D Re3ponse permanece activada durante toda la etapa ??2 (tal como se muestra mediante la línea interrumpida en Fig. 3e) , entonces el mando 24 emite una señal DTError de error al mando 32 de elevador, indicando que uno o ambos interruptores 14" son defectuosos. Se apreciará que los componentes principales del probador 18 son a) la red serial de la resistencia 28 y el transistor 26 que establecen la polaridad inversa en el diodo 14' o el interruptor 14" durante la segunda etapa ? 2 del ciclo de prueba, b) el segundo comparador 30 que vigila el voltaje Uin CD de entrada durante la segunda etapa ??2 del ciclo de prueba y c) el mando 24 de prueba para activar el transistor 26 y evaluar la señal DTResponse de respuesta del segundo comparador 30. Figura 5 muestra una modalidad alternativa de la presente invención en que el transistor 26, que se usa en las modalidades precedentes para invertir la polaridad del diodo 14 ' al drenar el voltaje Uin CD de entrada durante la segunda etapa ??2, es sustituido por un interruptor 36 que se ubica entre la fuente 1 de energía principal y los diodos 14 ' para aislar completamente las redes NI y N2 de la fuente 1 de energía principal durante esta etapa ??2. Consecuentemente, los perfiles de voltaje serán similares a aquellos de Fig. 3a a 3f durante la operación, siendo la única diferencia que el voltaje ??p CD de entrada será drenado a través de la resistencia 28 hacia cero, en lugar de 30V durante la segunda etapa ??2 , si los diodos 14 ' están en buen estado. En los demás aspectos, el procedimiento de prueba es el mismo como descrito en lo precedente. No obstante que en esta modalidad en particular el interruptor 36 de prueba es colocado entre el convertidor 12 CA/CD y los diodos 14 ' , se apreciará que el interruptor 36 puede ubicarse entre la fuente 1 de energía principal y el convertidor 12 CA/CD. Aunque no se muestre, se apreciará que una alternativa adicional para reducir el voltaje üin CD de entrada durante la segunda etapa ??2 del ciclo de prueba sería disponer un bobinado primario de un transformador entre el convertidor CA/CD y el diodo y un circuito de drenaje que comprende un bobinado secundario del transformador, una resistencia y un transistor en disposición serial entre el convertidor CA/CD y tierra. La saturación del transistor durante la segunda etapa ??2 del ciclo de prueba causará que una corriente transitoria fluya por el bobinado secundario que induce a su vez una FEM en el bobinado primario que tiene el efecto que el voltaje en la entrada al diodo se reduzca. Fig. 6 muestra no solo un modo alternativo para establecer la polaridad invertida en los diodos 14', sino también un medio alternativo para vigilar el voltaje Uin CD de entrada durante la segunda etapa ??2 del ciclo de prueba . En lugar de drenar el voltaje ¾? CD de entrada al diodo 14', se usa un transformador 42 para incrementar el voltaje üdout CD de salida del diodo 14' durante la segunda etapa ??2 de la prueba. Un bobinado primario del transformador 42 es conectado entre el diodo 14' y el supercondensador 16 y un bobinado secundario del transformador 42 es conectado en serie con una resistencia 28 y un transistor 26 entre el supercondensador 16 y tierra. Una red serial de dos resistencias Rl y R2 es conectada entre la entrada al diodo 14' y tierra. La resistencia combinada de esta es relativamente grande para evitar que la red de resistencias drene la fuente de energía. Un primer voltaje ?? en la unión de las dos resistencias Rl y R2, que es proporcional al primer voltaje Uin de entrada al diodo 14' es alimentado a un mando 40 de prueba. De manera similar, una red de resistencias R3 y R4 es conectada a la salida del diodo 14' y un segundo voltaje U2 de unión, que es proporcional al voltaje Udout de salida del diodo 14' es alimentado al mando 40. Los valores de las resistencias Rl, R2, R3 y R4 se seleccionan de manera tal que el voltaje Ux de la primera' unión sea igual al voltaje U2 de la segunda unión sólo si el voltaje UdOUt CD de salida exceda el voltaje Uin CD de entrada por una diferencia Udif específica de voltaje. Durante la segunda etapa ??2, la señal DT de prueba del mando 40 satura el transistor 26 y de esta manera una corriente fluye por un bobinado secundario del transformador 42, la resistencia 28 y el transistor 26. Este flujo de corriente transitorio induce una FEM en un embobinado primario del transformador 43, lo que causa que el voltaje üdout en la salida del diodo 14' aumente a un valor superior al voltaje Uin de entrada y por lo tanto la polaridad del diodo 14' es invertida. Este efecto se muestra en forma exagerada en Fig. 7a.

Si el diodo 14' está en buen estado, entonces el voltaje Uin CD de entrada permanecerá en el valor nominal mientras que el voltaje Udout CD de salida aumenta. En un momento t3, el voltaje üdout de salida rebasa el voltaje üin CD de entrada por una diferencia Udif de voltaje especifica y, de esta manera, una comparación de los dos voltajes Ui y U2 de unión dentro del mando 40 produce la función de etapa mostrada en Fig. 7b. Por lo contrario, si el diodo 14' es defectuoso, entonces una corriente fluirá a través del diodo 14' para igualar los voltajes Uj_n y Udout CD de salida y entrada. Por lo tanto, el voltaje üdout CD de salida no rebasará el voltaje Uln CD de entrada por la diferencia Udif de voltaje especifica. En consecuencia, el voltaje Ui de la primera unión permanece superior al voltaje U2 de segunda unión durante toda la segunda etapa ??2 y no se genera ninguna función de etapa a partir de la comparación de los dos voltajes üi y U2 de unión y el mando 40 emite una señal DTError de error al mando 32 de elevador, tal como se muestra en Fig. 7c. No obstante que no se muestre, se apreciará que otra alternativa de aumentar el voltaje Ud0ut CD de salida del diodo 14' durante la segunda etapa ??2 de la prueba sería disponer un transformador de bajada entre la salida de diodo y el supercondensador, y una red serial de un transistor y una resistencia entre una fuente de voltaje que es positiva en relación al voltaje nominal del supercondensador y la salida de diodo. Durante la segunda etapa ??2, el transistor cerrará la red serial y el voltaje en la salida del diodo aumentará. Además, el perito reconocerá inmediatamente que las redes Rl, R2, R3 y R4 de resistencias, junto con el mando 40, pueden usarse - con algunas modificaciones - para sustituir el segundo comparador 30 y el mando 24 de la modalidad mostrada en Fig. 2. Naturalmente, existen muchos otros arreglos para invertir temporalmente la polaridad del medio 14 de aislamiento y muchos medios alternativos para vigilar el voltaje Uin CD de entrada durante la segunda etapa ??2 del ciclo de prueba. No obstante que la UPS convierte la CA de la fuente 1 de energía principal en CD que puede usarse para los módulos 2 de freno, el perito apreciará inmediatamente que, con arreglos apropiados de convertidores CA/CD o CD/AC en el circuito, la UPS 10 puede alimentarse con cualquier fuente de energía CA o CD para ofrecer una alimentación de energía garantizada para cualquier aplicación con CA o CD. Además, no obstante que la invención se ha descrito con referencia a una fuente de energía recargable, y más particularmente a supercondensadores 16, se entenderá que fuentes de energía auxiliares alternativas como, por ejemplo, segundas fuentes de energía de red pública, celdas de combustible, generadores de emergencia, etc., pueden usarse también.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Fuente de energía ininterrumpible comprendiendo: una entrada para conectarse a una fuente de energía principal; una salida para conectarse a una demanda de electricidad; una fuente de energía auxiliar; y un medio de aislamiento selectivo que es configurado de manera tal que aisla la fuente de energía auxiliar de la entrada en caso de operación de emergencia, caracterizada porque comprende además un primer medio que establece una polaridad invertida a través del medio de aislamiento durante una etapa de prueba durante la operación normal; y un segundo medio que vigila un voltaje proporcional a un voltaje de entrada al medio de aislamiento y que emite una señal de error si el voltaje vigilado continúa o si se eleva por encima de un primer valor de referencia durante la etapa de prueba.

2. Fuente de energía ininterrumplible según la reivindicación 1, caracterizada porque la fuente de poder auxiliar es una unidad acumuladora de energía recargable.

3. ' Fuente de energía ininterrumpible según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque el primer medio comprende una resistencia y un transistor dispuestos en serie entre una entrada al medio de aislamiento y tierra.

4. Fuente de energía ininterrumpible según la reivindicación 3, caracterizada porque además comprende un condensador que es conectado en paralelo a través de la resistenci .

5. Fuente de energia ininterrumpible según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, caracterizada porque además comprende un transformador de bajada dispuesto entre la entrada de la fuente de energia ininterrumpible y la entrada al medio de aislamiento .

6. Fuente de energia ininterrumpible según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque comprende además una resistencia dispuesta entre una entrada al medio de aislamiento y tierra y en que el primer medio comprende un interruptor de desconexión en la fuente de energia principal o dispuesta entre la fuente de energía principal y el medio de aislamiento.

7. Fuente de energía ininterrumpible según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque comprende además un transformador que tiene un primer bobinado dispuesto entre una salida del medio de aislamiento y la fuente de energía auxiliar y en que el primer medio comprende un bobinado secundario del transformador, una resistencia y un transistor dispuestos en serie entre la fuente de energía auxiliar y tierra.

8. Fuente de energía ininterrumpible según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el segundo medio comprende un primer comparador para comprar el voltaje de entrada al medio de aislamiento con el primer valor de referencia y un mando para vigilar una señal de salida del comparador.

9. Fuente de energía ininterrumpible según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el segundo medio comprende una primera red de resistencia que está conectada entre la entrada al medio de aislamiento y tierra para entregar un primer voltaje que es proporcional al voltaje de entrada, una segunda red de resistencias que es conectada entre una salida del medio de aislamiento y tierra para entregar el primer valor de referencia que es proporcional a un voltaje en la salida del medio de aislamiento, y un mando que compara el primer voltaje con el primer valor de referencia.

10. Fuente de energía ininterrumpible según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende además un segundo comparador que compara un voltaje en la salida de la fuente de energía ininterrumpible con. un segundo valor de referencia y que emite una señal de inicio de la prueba si el voltaje de salida es mayor que el segundo valor de referencia.

11. Método para probar un medio de aislamiento selectivo usado en una fuente de energía ininterrumpible para aislar una fuente de energía auxiliar de una entrada en caso de operación de emergencia caracterizado porque establece una polaridad invertida a través del medio de aislamiento durante una etapa de prueba durante la operación normal; vigila un voltaje que es proporcional a un voltaje de entrada al medio de aislamiento; y emite una señal de error si el voltaje vigilado continua o sube por encima de un primer valor de referencia durante la etapa de prueba.