RU178775U1

RU178775U1 - Система бесперебойного питания устройств на базе частотных преобразователей

Info

Publication number: RU178775U1
Application number: RU2016148530U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Олегович Иванов
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Ультраконденсаторы Феникс"
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Полезная модель относится к области электропитания устройств, питающихся от частотных преобразователей, в том числе эксплуатируемых в местах, где техническое обслуживание затруднено, и в условиях низких температур. Техническая задача: обеспечить работу частотного преобразователя при пропадании основного питающего напряжения на время до нескольких десятков секунд. Решение поставленной задачи достигается за счет включения в цепь постоянного тока частотного преобразователя накопителя на суперконденсаторах вместе с системой заряда и коммутации. Емкость суперконденсаторного накопителя подбирается из расчета потребления устройства, подключенного к частотному преобразователю, с учетом необходимого запаса. При пропадании входного напряжения питание частотного преобразователя осуществляется от суперконденсаторного накопителя. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области электропитания устройств, питающихся от частотных преобразователей, в том числе эксплуатируемых в местах, где техническое обслуживание затруднено, и в условиях низких температур.

Существует большое число решений для бесперебойного питания устройств на базе частотных и им подобных преобразователей. Все эти системы построены на принципе преобразования постоянного тока в переменный, с последующей подачей переменного напряжения на вход частотного преобразователя. Все эти решения обладают следующими недостатками: осуществляется «ненужное» двойное преобразование напряжения из постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное напряжение на вход частотного преобразователя, а затем обратно в постоянное напряжение на шине постоянного тока частотного преобразователя. Из уровня техники также известно подобное решение на базе суперконденсаторов и DC-AC инвертора (см. патент RU 152482 ), обладающее одним серьезным недостатком: невозможность работы при наличии питающего напряжения и незаряженном накопителе энергии.

На практике очень часто бывает необходимо запитать устройства, подключенные к частотному преобразователю, на время от нескольких секунд до нескольких десятков секунд, поэтому система бесперебойного питания с аккумуляторной батареей будет сильно избыточной в плене запасенной энергии.

Техническая задача: обеспечить работу частотного преобразователя при пропадании основного питающего напряжения на время до нескольких десятков секунд, причем при наличии входного переменного напряжения частотный преобразователь должен быть работоспособным также при незаряженном накопителе энергии.

Решение поставленной задачи достигается за счет включения в цепь постоянного тока частотного преобразователя накопителя на суперконденсаторах вместе с системой заряда и коммутации. Емкость накопителя подбирается из расчета потребления устройства, подключенного к частотному преобразователю, с учетом необходимого запаса.

При подаче входного переменного напряжения на вход накопителя 1 оно коммутируется на вход частотного преобразователя 4. Одновременно включается зарядное устройство 2 и суперконденсаторный накопитель 3 начинает заряжаться до напряжения, близкого к напряжению на шине DC частотного преобразователя. После достижения порогового напряжения суперконденсаторный накопитель посредством системы коммутации подключается к шине DC частотного преобразователя, а зарядное устройство 2 отключается. После пропадания входного переменного напряжения, питание частотного преобразователя осуществляется от суперконденсаторного накопителя. При падении напряжения на шине DC ниже порогового уровня (определяется характеристиками частотного преобразователя), система коммутации отключает суперконденсаторный накопитель 3 от шины DC частотного преобразователя. Во избежание перегрузки входного выпрямителя 5 при появлении входного напряжения при подключенном к шине DC частично разряженном суперконденсатоном накопителе 3, система коммутации отключает входной выпрямитель 5 от питающей сети при пропадании входного напряжения, и включает его после того, как от шины DC будет отключен разряженный накопитель.

Достоинства такой системы: широкий диапазон рабочих температур (от минус 45 до +65°С), длительный срок службы (не менее 10 лет), отсутствие обязательного технического обслуживания накопителя в течение всего срока службы, повышение надежности работы и КПД всей системы за счет исключения «ненужного» преобразования напряжения.

Claims

Система бесперебойного питания устройств на базе частотных преобразователей, состоящая из суперконденсаторного накопителя с системой заряда и коммутации, отличающаяся тем, что система коммутации работает по следующему алгоритму: при подаче питающего переменного напряжения на вход системы оно коммутируется на входной выпрямитель преобразователя, одновременно включается зарядное устройство суперконденсаторного накопителя, после зарядки которого до напряжения, равного напряжению на шине постоянного тока преобразователя, система коммутации подключает суперконденсаторный накопитель к шине постоянного тока преобразователя, а при отсутствии входного переменного напряжения и работе системы от суперконденсаторного накопителя система коммутации отключает супреконденсаторный накопитель от шины постоянного тока при его разряде ниже порогового напряжения во избежание перегрузки входного выпрямителя преобразователя при появлении на входе системы переменного питающего напряжения, в дальнейшем система коммутации подключает суперконденсаторный накопитель к шине постоянного тока только после его заряда до напряжения, равного напряжению на шине постоянного тока преобразователя.