RU167946U1

RU167946U1 - Uninterrupted power supply unit

Info

Publication number: RU167946U1
Application number: RU2016116482U
Authority: RU
Inventors: Глеб Александрович Лушпин; Александр Алексеевич Берестов; Виктор Алексеевич Пчельников; Александр Александрович Царев
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2017-01-13

Abstract

Источник бесперебойного питания относится к области электротехники и может быть использован для электропитания ответственных потребителей средней и большой мощности.Задача полезной модели - повышение надежности источника бесперебойного питания при отказе резервной цепи.Поставленная задача решается тем, что в источник бесперебойного питания, содержащий выпрямитель, подключенный к питающей сети переменного тока, инвертор, подключенный к нагрузке, шину постоянного тока между указанным выпрямителем и инвертором, блок управления, при этом шина постоянного тока соединена также с зарядно-разрядным устройством, связанным с аккумуляторной батареей, и байпасный диод, присоединенный встречно-параллельно зарядно-разрядному устройству, введен ключ, образующий байпасную цепь между питающей сетью и выходом инвертора.An uninterruptible power supply belongs to the field of electrical engineering and can be used to power critical consumers of medium and high power. The utility model aims to increase the reliability of an uninterruptible power supply in case of a backup circuit failure. The problem is solved by the fact that an uninterruptible power supply containing a rectifier connected to AC mains, inverter connected to the load, DC bus between the specified rectifier and inverter, control unit, at ohm DC bus is also connected with the charge-discharge device associated with the battery, and a bypass diode connected in anti-parallel charge-discharge device, the key is inserted, forming a bypass circuit between the power supply and the inverter output.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в электропитании ответственных потребителей средней и большой мощности.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in power supply of responsible consumers of medium and high power.

Известны системы бесперебойного электропитания, выполняемые по принципу On-Line и известные как системы с двойным преобразованием, выпускаемые такими известными производителями, как АРС, Best Power, Emerson Electric, Powerware и др. (1. Excide Electronics: Источники бесперебойного электропитания корпорации Excide Electronics. Проспект фирмы, 1998 г., PC Magazine/RE, спецвыпуск, январь 1997, с. 68-79. 2. Мир ИБП, Мир ПК, март 1997. С. 33-57. 3. Кучеров Д.П. Источники питания ПК и периферии. - Наука и техника, Санкт-Петербург, 2002 г.). Все эти системы содержат выпрямитель, зарядно-разрядное устройство или повышающий преобразователь, аккумулятор и инвертор. Сетевое напряжение переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока. Одновременно, часть энергии аккумулируется, причем аккумулятор при работе от сети переменного тока подзаряжается этим напряжением постоянного тока через зарядное устройство. Затем происходит обратное преобразование постоянного напряжения в переменное, которым и питают потребителя энергии. При отклонениях сетевого напряжения от нормального режима электропитание потребителя осуществляется от аккумулятора, но предварительно это напряжение повышается и преобразуется в напряжение переменного тока. Таким образом, эти системы используют технологию двойного преобразования электрической энергии как в нормальном режиме, так и при сбоях в электросети. В качестве прототипа принято устройство гарантированного электропитания по авторскому свидетельству №1757022, в которое введен байпасный диод 5 (фиг. 1 к описанию указанного авторского свидетельства), анод которого подключен к аккумуляторной батарее, а катод - к шине постоянного тока.There are known On-Line uninterruptible power systems known as double conversion systems manufactured by well-known manufacturers such as APC, Best Power, Emerson Electric, Powerware, etc. (1. Excide Electronics: Uninterruptible power supplies of Excide Electronics Corporation. Prospectus of the company, 1998, PC Magazine / RE, special issue, January 1997, pp. 68-79. 2. UPS world, PC world, March 1997. P. 33-57. 3. Kucherov DP PC power supplies and peripherals. - Science and technology, St. Petersburg, 2002). All of these systems contain a rectifier, a charge-discharge device, or a boost converter, a battery, and an inverter. The AC mains voltage is converted to DC voltage. At the same time, part of the energy is accumulated, and the battery, when operating from the AC mains, is recharged with this DC voltage through the charger. Then there is the inverse conversion of direct voltage to alternating voltage, which feeds the energy consumer. If the mains voltage deviates from the normal mode, the consumer's power is supplied from the battery, but previously this voltage is increased and converted to AC voltage. Thus, these systems use the technology of double conversion of electric energy both in normal mode and in case of power outages. As a prototype, a guaranteed power supply device was adopted according to the copyright certificate No. 1757022, into which a bypass diode 5 was inserted (Fig. 1 to the description of the indicated copyright certificate), the anode of which is connected to the battery and the cathode to the DC bus.

Недостатком таких систем является низкая надежность, обусловленная тем, что отказ зарядного устройства или инвертора в резервной цепи влечет за собой отказ источника бесперебойного питания.The disadvantage of such systems is the low reliability due to the fact that a failure of the charger or inverter in the backup circuit entails a failure of the uninterruptible power supply.

Задачей полезной модели является повышение надежности источника бесперебойного питания при отказе резервной цепи.The objective of the utility model is to increase the reliability of the uninterruptible power supply in case of failure of the backup circuit.

Поставленная задача решается тем, что в источник бесперебойного питания, содержащий выпрямитель, подключенный к питающей сети переменного тока, инвертор, подключенный к нагрузке, шину постоянного тока между указанным выпрямителем и инвертором, блок управления, при этом шина постоянного тока соединена также с зарядно-разрядным устройством, связанным с аккумуляторной батареей, и байпасный диод, присоединенный встречно-параллельно зарядно-разрядному устройству, введен ключ, образующий байпасную цепь между питающей сетью и выходом инвертора.The problem is solved in that an uninterruptible power supply containing a rectifier connected to an AC mains supply, an inverter connected to a load, a DC bus between the specified rectifier and the inverter, a control unit, while the DC bus is also connected to the charge-discharge a battery-related device, and a bypass diode connected in parallel with the charge-discharge device, a key is entered that forms a bypass circuit between the mains and the invert output ora.

Далее сущность предлагаемой полезной модели поясняется с помощью рисунка, на котором показана блок-схема источника бесперебойного питания.Further, the essence of the proposed utility model is explained using the figure, which shows a block diagram of an uninterruptible power supply.

Устройство подключается к питающей сети переменного тока 1 и содержит последовательно соединенные выпрямитель 2, инвертор 3 и шину постоянного тока 4 между ними. Шина постоянного тока 4 соединена с зарядно-разрядным устройством 5 аккумуляторной батареи 6, образующими резервную цепь питания при сбое в питающей сети. Напряжением инвертора 3 питается нагрузка. Блок управления 7 управляет работой источника бесперебойного питания. Встречно-параллельно зарядно-разрядному устройству 5 подсоединен байпасный диод 8, анод которого подключен к аккумуляторной батарее 6, а катод - к шине постоянного тока 4. Ключ 9 образует байпасную цепь, соединяющую сеть переменного тока с выходом инвертора. Напряжение аккумуляторной батареи соответствует минимальному амплитудному значению напряжения питающей сети, при условии, что напряжение питающей сети отклоняется в сторону понижения на 10% (ГОСТ 13109-97)The device is connected to the AC mains 1 and contains a rectifier 2, an inverter 3 and a DC bus 4 between them in series. The DC bus 4 is connected to the charge-discharge device 5 of the battery 6, forming a backup power circuit in the event of a failure in the supply network. The voltage of the inverter 3 feeds the load. The control unit 7 controls the operation of the uninterruptible power supply. A bypass diode 8 is connected counter-parallel to the charging-discharging device 5, the anode of which is connected to the battery 6, and the cathode is connected to the DC bus 4. The switch 9 forms a bypass circuit connecting the AC network to the inverter output. The battery voltage corresponds to the minimum amplitude value of the supply voltage, provided that the supply voltage deviates downward by 10% (GOST 13109-97)

Работа устройства заключается в следующем. Если в сети есть нормальное напряжение, то вся мощность, потребляемая нагрузкой, проходит через выпрямитель 2, который преобразует переменное напряжение электрической сети в стабилизированное постоянное напряжение. Это напряжение используется для заряда аккумуляторной батареи 6 через устройство 5 и для питания инвертора 3. Инвертор 3 преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока, которым и питается нагрузка. При выходе из строя инвертора или его перегрузке блоком управления 7 размыкается линия "инвертор-нагрузка" и замыкается линия "байпас-нагрузка" через ключ 9, и нагрузка продолжает питаться от сети.The operation of the device is as follows. If the network has a normal voltage, then all the power consumed by the load passes through the rectifier 2, which converts the alternating voltage of the electrical network into a stabilized constant voltage. This voltage is used to charge the battery 6 through the device 5 and to power the inverter 3. The inverter 3 converts the DC voltage into AC voltage, which feeds the load. When the inverter fails or is overloaded by the control unit 7, the inverter-load line opens and the bypass-load line closes via key 9, and the load continues to be supplied from the mains.

Если в сети происходит сбой, например напряжение сети 1 становится меньше нижней границы диапазона входных напряжений или произошел обрыв фазы, уход частоты и т.п., инвертор 3 начинает питаться от аккумуляторной батареи 6 через устройство 5 и шину постоянного тока 4. Если в этом случае происходит отказ в зарядно-разрядном устройстве 5, то блок управления 7 отключает устройство 5 от шины постоянного тока 4, на шину постоянного тока 4 поступает напряжение непосредственно от аккумуляторной батареи 6 через байпасный диод 8, которое затем питает инвертор 3 и, через него, нагрузку. Т.о. предложенная система повышает надежность работы устройства при отказах в резервной сети.If a network failure occurs, for example, the voltage of the network 1 becomes lower than the lower limit of the input voltage range or a phase failure occurs, frequency drift, etc., the inverter 3 starts to be powered by the battery 6 through the device 5 and the DC bus 4. If this In the event of a failure in the charge-discharge device 5, the control unit 7 disconnects the device 5 from the DC bus 4, the DC bus 4 receives voltage directly from the battery 6 through the bypass diode 8, which then feeds the inverter 3 torr and, therethrough, the load. T.O. the proposed system improves the reliability of the device in case of failures in the backup network.

Claims

An uninterruptible power supply unit comprising a rectifier connected to an AC mains supply, an inverter connected in series, a DC bus between said rectifier and an inverter connected to a load, while the DC bus is also connected to a charge-discharge device associated with a battery , and a bypass diode connected in parallel with the charging and discharging device, the anode to the battery, and the cathode to the DC bus, characterized in that a key is entered, forming a bypass circuit between the mains and the inverter output.