RU172897U1 - Трехфазный источник бесперебойного питания - Google Patents
Трехфазный источник бесперебойного питания Download PDFInfo
- Publication number
- RU172897U1 RU172897U1 RU2017109644U RU2017109644U RU172897U1 RU 172897 U1 RU172897 U1 RU 172897U1 RU 2017109644 U RU2017109644 U RU 2017109644U RU 2017109644 U RU2017109644 U RU 2017109644U RU 172897 U1 RU172897 U1 RU 172897U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- battery
- voltage
- inverter
- key elements
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использована для обеспечения бесперебойного питания трехфазным переменным стабилизированным напряжением.Основной задачей предлагаемого источника бесперебойного питания (ИБП) является формирование трехфазного синусоидального линейного стабильного напряжения 380 В при пропадании напряжения основной сети.В состав устройства (фиг. 2) входит трехфазный инвертор на ключевых элементах 5 - 10, аккумуляторная батарея 1, дроссель 2, батарея на конденсаторах 3, 4, синус-фильтр 11, 4-полюсный контактор 12.В качестве ключевых элементов могут быть использованы биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) или Mosfet со встроенными обратными диодами.При отсутствии трехфазной сети контактор (12) должен быть разомкнут, поскольку выходное синусоидальное напряжение инвертора не синхронизировано с сетью. Сигналы управления на ключевые элементы (5 - 10) формируются высокочастотной схемой широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Для подержания стабильности и симметрии фазных напряжений коэффициент широтно-импульсной модуляции для каждой фазы регулируется отдельно друг от друга, то есть система работает как три независимых полумоста, но со сдвигом фаз 120°. Для формирования искусственной нулевой точки используются два последовательно соединенных конденсатора (3, 4), их емкость рассчитывается с учетом выходной мощности и максимально возможной несимметрии фаз. Синус-фильтр (11) необходим для фильтрации ШИМ-сигналя и получения синусоидального напряжения.При наличии трехфазной сети контактор (12) замкнут, и если аккумуляторная батарея (1) разряжена, то производится ее заряд. В этом случае трехфазный инвертор на ключевых элементах 5 - 10 начинает работать в режиме активного выпрямителя со стабилизацией тока аккумуляторной батареи и коррекцией коэффициента мощности.Предлагаемый вариант ИБП имеет следующие преимущества:более высокий коэффициент полезного действия за счет однократного преобразования напряжения;более простая схемная реализация, поскольку за основу берется один трехфазный транзисторный инвертор, нет необходимости дополнительно реализовывать звено для заряда аккумуляторной батареи;получение на выходе синусоидальных напряжений с нулевым проводом;возможность реализации коррекции коэффициента мощности в режиме заряда.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использована для обеспечения бесперебойного питания трехфазным переменным стабилизированным напряжением.
Основной задачей предлагаемого источника бесперебойного питания (ИБП) является формирование трехфазного синусоидального линейного стабильного напряжения 380 В при пропадании напряжения основной сети.
Рассмотрим наиболее близкие по структуре к предлагаемому устройству прототипы.
Известен ИБП [1], построенный по схеме с двойным преобразованием, содержащий на входе трехфазный тиристорный выпрямитель, регулирующий величину постоянного тока для зарядки аккумуляторных батарей. Конденсатор в цепи постоянного тока служит для уменьшения пульсаций напряжения на аккумуляторах. Это нужно для полной зарядки батареи без протекания через аккумуляторы вредных импульсных токов. К конденсатору может добавляться дроссель, образующий совместно с конденсатором индуктивно-емкостный фильтр. Коммутационный дроссель уменьшает импульсные токи, возникающие при открытии тиристоров, и служит для уменьшения искажений, вносимых выпрямителем в электрическую сеть. Для уменьшения искажений, вносимых в сеть, может применяться 12-импульсный выпрямитель. Может применяться транзисторный выпрямитель, регулируемый высокочастотной схемой широтно-импульсной модуляции. Трехфазное переменное напряжение на выходе формируется с помощью трехфазного транзисторного инвертора, также регулируемого высокочастотной схемой широтно-импульсной модуляции. Структурная схема подобного ИБП показана на фиг. 1.
Недостатком вышеописанного ИБП является низкий коэффициент полезного действия за счет потерь при двукратном преобразовании напряжения.
Известен ИБП [2], также построенный по схеме с двойным преобразованием, его структурная схема показана на фиг. 2. Данный ИБП содержит на входе трехфазный неуправляемый диодный выпрямитель, к выходу которого через тиристор подключена аккумуляторная батарея. Стабилизация напряжения осуществляется с помощью полумостового транзисторного инвертора с конденсаторной средней точкой. Трехфазное переменное напряжение на выходе формируется с помощью трехфазного транзисторного инвертора. Таким образом, осуществляется фактически тройное преобразование напряжения, что отрицательно сказывается на коэффициенте полезного действия. Кроме того, недостатками подобного варианта ИБП являются:
- неудовлетворительные массогабаритные показатели;
- отсутствие нейтрального провода, что при отсутствии трехфазного трансформатора лишает возможности использования фазного напряжения потребителями.
Рассмотрим состав и принцип работы предлагаемого устройства. Полезная модель поясняется следующими чертежами:
фиг. 3 - структурная схема;
фиг. 4 - электрическая схема предлагаемого устройства.
В состав устройства (фиг. 2) входит трехфазный инвертор на ключевых элементах 5 - 10, аккумуляторная батарея 1, дроссель 2, батарея на конденсаторах 3, 4, синус-фильтр 11, 4-полюсный контактор 12.
В качестве ключевых элементов могут быть использованы биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) или Mosfet со встроенными обратными диодами.
При отсутствии трехфазной сети контактор (12) должен быть разомкнут, поскольку выходное синусоидальное напряжение инвертора не синхронизировано с сетью. Сигналы управления на ключевые элементы (5 - 10) формируются высокочастотной схемой широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Для подержания стабильности и симметрии фазных напряжений коэффициент широтно-импульсной модуляции для каждой фазы регулируется отдельно друг от друга, то есть система работает как три независимых полумоста, но со сдвигом фаз 120°. Для формирования искусственной нулевой точки используются два последовательно соединенных конденсатора (3, 4), их емкость рассчитывается с учетом выходной мощности и максимально возможной несимметрии фаз. Синус-фильтр (11) необходим для фильтрации ШИМ-сигнала и получения синусоидального напряжения.
При наличии трехфазной сети контактор (12) замкнут, и если аккумуляторная батарея (1) разряжена, то производится ее заряд. В этом случае трехфазный инвертор на ключевых элементах 5 - 10 начинает работать в режиме активного выпрямителя со стабилизацией тока аккумуляторной батареи и коррекцией коэффициента мощности.
Предлагаемый вариант ИБП имеет следующие преимущества:
более высокий коэффициент полезного действия за счет однократного преобразования напряжения;
более простая схемная реализация, поскольку за основу берется один трехфазный транзисторный инвертор, нет необходимости дополнительно реализовывать звено для заряда аккумуляторной батареи;
получение на выходе синусоидальных напряжений с нулевым проводом;
возможность реализации коррекции коэффициента мощности в режиме заряда.
Источники информации.
1. А.А. Лопухин «Источники бесперебойного питания без секретов», глава 7 «Трехфазные ИБП».
http://www.stabrov.ru/A.A.Lopuhin%20Istochniki%20bespereboinogo%20pitaniia%20bez%20sekretov.pdf.
2. По материалам сайта http://grand-ts.ru/articles/statia5/.
Claims (2)
1. Источник бесперебойного питания, содержащий трехфазный транзисторный инвертор со встроенными обратными диодами, три выходные фазы которого через индуктивно-емкостный синус-фильтр подключены к потребителю напряжения, положительная шина которого через индуктивность соединяется с положительным полюсом аккумуляторной батареи, а отрицательная шина - с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи, отличающийся тем, что нейтральный провод потребителя подключается к средней точке батареи из двух последовательно соединенных конденсаторов, контакты которой подводятся к положительной и отрицательной шинам инвертора.
2. Источник бесперебойного питания по п. 1, отличающийся тем, что три его выходных фазных провода и его нейтраль подключаются к трехфазной сети переменного тока через четырехполюсный контактор или разъединитель.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109644U RU172897U1 (ru) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | Трехфазный источник бесперебойного питания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109644U RU172897U1 (ru) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | Трехфазный источник бесперебойного питания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU172897U1 true RU172897U1 (ru) | 2017-07-31 |
Family
ID=59632938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109644U RU172897U1 (ru) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | Трехфазный источник бесперебойного питания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU172897U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460197C2 (ru) * | 2007-03-09 | 2012-08-27 | Дженерал Электрик Компани | Источник бесперебойного питания (ибп) с чистыми входами, с быстродействующим регулированием выпрямителя и увеличенным сроком службы аккумуляторной батареи |
| RU124857U1 (ru) * | 2012-06-19 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Электровыпрямитель" | Источник бесперебойного питания с одиночным преобразованием |
| US8659187B2 (en) * | 2010-05-13 | 2014-02-25 | Eaton Corporation | Uninterruptible power supply systems and methods supporting load balancing |
| RU2566811C2 (ru) * | 2009-12-11 | 2015-10-27 | Шнайдер Электрик АйТи Корпорейшен | Источник бесперебойного питания, система электроснабжения и способ использования источника бесперебойного питания |
| US20160164341A1 (en) * | 2013-08-02 | 2016-06-09 | Schneider Electric It Corporation | Uninterruptible power supply control |
| RU164539U1 (ru) * | 2015-12-29 | 2016-09-10 | Акционерное общество "Термотрон-Завод" | Источник бесперебойного питания |
-
2017
- 2017-03-22 RU RU2017109644U patent/RU172897U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460197C2 (ru) * | 2007-03-09 | 2012-08-27 | Дженерал Электрик Компани | Источник бесперебойного питания (ибп) с чистыми входами, с быстродействующим регулированием выпрямителя и увеличенным сроком службы аккумуляторной батареи |
| RU2566811C2 (ru) * | 2009-12-11 | 2015-10-27 | Шнайдер Электрик АйТи Корпорейшен | Источник бесперебойного питания, система электроснабжения и способ использования источника бесперебойного питания |
| US8659187B2 (en) * | 2010-05-13 | 2014-02-25 | Eaton Corporation | Uninterruptible power supply systems and methods supporting load balancing |
| RU124857U1 (ru) * | 2012-06-19 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Электровыпрямитель" | Источник бесперебойного питания с одиночным преобразованием |
| US20160164341A1 (en) * | 2013-08-02 | 2016-06-09 | Schneider Electric It Corporation | Uninterruptible power supply control |
| RU164539U1 (ru) * | 2015-12-29 | 2016-09-10 | Акционерное общество "Термотрон-Завод" | Источник бесперебойного питания |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RU 2566811 (C2), 27.10.2015. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20140334199A1 (en) | Five-Level Power Converter, and Control Method and Control Apparatus for the Same | |
| CN109391166B (zh) | 一种变换电路、控制方法和供电设备 | |
| US20090244936A1 (en) | Three-phase inverter | |
| US20090285005A1 (en) | Space-saving inverter with reduced switching losses and increased life | |
| RU2645726C2 (ru) | Преобразователь переменного напряжения в переменное | |
| US20140049998A1 (en) | DC to AC Power Converter | |
| CN107155383A (zh) | 不间断电源装置 | |
| WO2020248651A1 (zh) | 一种离网裂相器和逆变器系统 | |
| US20140078802A1 (en) | Dc/ac inverter to convert dc current/voltage to ac current/voltage | |
| Jauch et al. | Novel isolated cascaded half-bridge converter for battery energy storage systems | |
| Sayed et al. | New PWM technique for grid-tie isolated bidirectional DC-AC inverter based high frequency transformer | |
| Zhang et al. | Three-Level PWM rectifier based high efficiency batteries charger for EV | |
| RU2424612C1 (ru) | Устройство для управления скоростью асинхронного электродвигателя (варианты) | |
| Yamada et al. | A battery charger with 3-phase 3-level T-type PFC | |
| Floricau et al. | New unidirectional five-level VIENNA rectifier for high-current applications | |
| RU172897U1 (ru) | Трехфазный источник бесперебойного питания | |
| RU105095U1 (ru) | Устройство для управления асинхронным двигателем | |
| Nasir et al. | A review of power converter topologies with medium/high frequency transformers for grid interconnection systems | |
| US20220200480A1 (en) | Power conversion system, method for controlling the power conversion system, and program | |
| RU2534749C1 (ru) | Обратимый преобразователь частоты | |
| Bhattacharya et al. | Power Conversion Systems Enabled by SiC BiDFET Device | |
| Rąbkowski et al. | Single-, two-and three-phase operation of the EV charger based on four-wire Vienna rectifier and two isolated DC-DC converters | |
| Rabkowski | Parallel-connected current source rectifiers as the input stage of the off-board EV battery charger | |
| Floricau et al. | A new five-level rectifier based on parallel switching cells and stacked coupled inductors | |
| Mary et al. | Design of new bi-directional three phase parallel resonant high frequency AC link converter |