RU125408U1

RU125408U1 - UNINTERRUPTED POWER SUPPLY UNIT

Info

Publication number: RU125408U1
Application number: RU2012132208/07U
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Климаш; Александр Сергеевич Лавренов
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2013-02-27

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности, к электроэнергетическим системам. Напряжение из сети поступает на выпрямитель, его выход подключен к аккумуляторной батарее для ее заряда, если необходимо. При этом предусмотрен заряд аккумулятора, как от сети, так и от нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. За контролем напряжения сети следит блок ключей, в случае провала напряжения в сети блок ключей переводит нагрузку на потребление энергии от источника бесперебойного питания. К аккумуляторной батарее через блок ключей подключен высокочастотный инвертор напряжения, преобразованная энергия которого поступает на первичную обмотку тороидального ферритового трансформатора для преобразования величины входного напряжения в требуемую величину на вторичной обмотке, выходной выпрямитель подключенный к вторичной обмотке трансформатора преобразует переменное напряжение в постоянное, фильтр сглаживает пульсации напряжения, приходящие от выходного выпрямителя, низкочастотный инвертор напряжения, соединенный с фильтром, преобразует постоянное напряжение в переменное напряжение требуемой частоты, преобразованная энергия проходит через блок ключей на нагрузку. Технический результат заключается в улучшении защиты от изменений частоты и формы входного напряжения, формировании синусоидального выходного напряжения при питании от аккумуляторной батареи, обеспечении возможности изменения частоты выходного напряжения, повышении мощности устройства при сохранении его габаритов. Наиболее рациональной областью применения являются потребители первой категории. The proposed technical solution relates to electrical engineering, in particular, to electric power systems. The voltage from the network goes to the rectifier, its output is connected to the battery to charge it, if necessary. At the same time, the battery is charged, both from the network, and from unconventional and renewable energy sources. The control of the network voltage is monitored by a block of keys; in the event of a voltage failure in the network, the key block transfers the load to energy consumption from an uninterruptible power supply. A high-frequency voltage inverter is connected to the battery through a key block. The converted energy is supplied to the primary winding of a toroidal ferrite transformer to convert the input voltage to the required value on the secondary winding, the output rectifier connected to the secondary winding of the transformer converts AC voltage to DC, the filter smoothes the voltage ripples coming from the output rectifier, low-frequency voltage inverter connected to the transformer converts the DC voltage to the AC voltage of the required frequency, the converted energy passes through the key block to the load. The technical result is to improve the protection against changes in the frequency and shape of the input voltage, the formation of a sinusoidal output voltage when powered by a rechargeable battery, providing the possibility of changing the frequency of the output voltage, increasing the power of the device while maintaining its dimensions. The most rational field of application are consumers of the first category.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности, к электроэнергетическим системам.The proposed technical solution relates to electrical engineering, in particular, to electric power systems.

Известен источник бесперебойного питания off-line типа, Журнал Радио №8 1998 г. 57 с., О.ГОЛУБЕВ, г.Москва, которое взято за прототип.A known uninterruptible power source of off-line type, Journal of Radio №8 1998. 57 p., O. GOLUBEV, Moscow, which is taken as a prototype.

Прототип состоит из следующих элементов: выпрямитель, аккумуляторная батарея, низкочастотный инвертор напряжения, блок ключей, нагрузка.The prototype consists of the following elements: a rectifier, a rechargeable battery, a low-frequency voltage inverter, a key block, and a load.

Недостатками устройства являются плохая защита от провалов напряжения, превышений допустимого значения напряжения, изменений частоты, формы входного напряжения, несинусоидальное выходное напряжение при питании от аккумуляторной батареи, невозможность корректировать ни напряжение, ни частотуThe drawbacks of the device are poor protection against voltage dips, exceeding the allowable voltage, changes in frequency, shape of the input voltage, non-sinusoidal output voltage when powered by a battery, the inability to correct neither voltage nor frequency

Задачей изобретения является, сохранение синусоидальной формы напряжения и тока у потребителей и в сети, повышение мощности источника бесперебойного питания при сохранении его габаритов.The objective of the invention is to preserve the sinusoidal form of voltage and current at consumers and in the network, increasing the power of the uninterruptible power supply while maintaining its dimensions.

Решение поставленной задачи достигается тем, что вместо обычных низкочастотных трансформаторов применен тороидальный трансформатор с ферритовым сердечником, к первичной обмотке которого подключен высокочастотный инвертор, а со вторичной обмотки преобразованный сигнал подается на выходной выпрямитель.The solution of the problem is achieved by the fact that instead of the usual low-frequency transformers, a toroidal transformer with a ferrite core is applied, to the primary winding of which a high-frequency inverter is connected, and from the secondary winding the converted signal is fed to the output rectifier.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в улучшении защиты от изменений частоты и формы входного напряжения, формирование синусоидального выходного напряжения при питании от аккумуляторной батареи, обеспечение возможности изменения частоты выходного напряжения, повышение мощности устройства при сохранении его габаритов.The technical result of solving the task is to improve the protection against changes in the frequency and shape of the input voltage, the formation of a sinusoidal output voltage when powered by a battery, allowing the frequency of the output voltage to change, increasing the power of the device while maintaining its dimensions.

Предлагаемое устройство состоит из следующих элементов. Выпрямитель 1, аккумуляторная батарея 2, блок ключей 3, высокочастотный инвертор напряжения 4, трансформатор с ферритовым сердечником 5, выходной выпрямитель 6, выходной фильтр 7, низкочастотный инвертор напряжения 8, нагрузка 9. Устройство источника бесперебойного питания представлено на фиг.1.The proposed device consists of the following elements. Rectifier 1, battery 2, key block 3, high-frequency voltage inverter 4, transformer with ferrite core 5, output rectifier 6, output filter 7, low-frequency voltage inverter 8, load 9. The device of the uninterruptible power supply is shown in Fig.1.

Данное устройство отличается от прототипа тем, что в его состав входят: высокочастотный инвертор напряжения для преобразования постоянного напряжения в синусоидальное, тороидальный трансформатор с ферритовым сердечником, необходимый для обеспечения требуемого уровня напряжения, выходной выпрямитель для выпрямления переменного напряжения со вторичной обмотки трансформатора и выходной фильтр для сглаживания пульсаций напряжения.This device differs from the prototype in that it includes: a high-frequency voltage inverter to convert a DC voltage into a sinusoidal, a toroidal transformer with a ferrite core, necessary to provide the required voltage level, an output rectifier for rectifying AC voltage from the secondary winding of the transformer and an output filter for smoothing ripple voltage.

Напряжение из сети поступает на выпрямитель 1, его выход подключен к аккумуляторной батарее 2 для ее заряда, если необходимо. При этом предусмотрен заряд аккумулятора, как от сети, так и от нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.The voltage from the network goes to the rectifier 1, its output is connected to the battery 2 to charge it, if necessary. At the same time, the battery is charged, both from the network, and from unconventional and renewable energy sources.

За контролем напряжения сети следит блок ключей 3, в случае провала напряжения в сети блок ключей переводит нагрузку на потребление энергии от источника бесперебойного питания. К аккумуляторной батарее через блок ключей подключен высокочастотный инвертор напряжения 4, преобразованная энергия которого поступает на первичную обмотку тороидального ферритового трансформатора 5 для преобразования величины входного напряжения в требуемую величину на вторичной обмотке, выходной выпрямитель 6 подключенный к вторичной обмотке трансформатора преобразует переменное напряжение в постоянное, фильтр 7 сглаживает пульсации напряжения, приходящие от выходного выпрямителя, низкочастотный инвертор напряжения 8, соединенный с фильтром, преобразует постоянное напряжение в переменное напряжение требуемой частоты, преобразованная энергия проходит через блок ключей на нагрузку 9.The control of the network voltage is monitored by the key block 3, in the event of a voltage failure in the network, the key block transfers the load to the power consumption from the uninterruptible power supply. A high-frequency voltage inverter 4 is connected to the battery through the key block. The converted energy goes to the primary winding of the toroidal ferrite transformer 5 to convert the input voltage to the required value on the secondary winding, the output rectifier 6 connected to the secondary winding of the transformer converts the AC voltage into a direct filter 7 smoothes voltage ripples coming from the output rectifier, low-frequency voltage inverter 8, connected with the filter, converts the DC voltage to the AC voltage of the required frequency, the converted energy passes through the key block to the load 9.

Наиболее рациональной областью применения являются потребители первой категории.The most rational field of application are consumers of the first category.

Claims

Uninterruptible power supply, which includes a rectifier, to the input of which is connected to the network, and the output is connected to the battery to charge it, while the battery feeds the low-frequency voltage inverter, the output of which is connected to the load, characterized in that the battery is powered by a key block voltage, and the converted energy is transmitted from a high-frequency voltage inverter to a toroidal transformer with a ferrite core, to which the secondary winding is connected output rectifier and filter, while the output of the filter is connected to a low-frequency voltage inverter, which, in turn, is connected via a block of keys to the load.