RU81855U1 - UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY FOR AC CONSUMERS - Google Patents

UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY FOR AC CONSUMERS Download PDF

Info

Publication number
RU81855U1
RU81855U1 RU2008138656/22U RU2008138656U RU81855U1 RU 81855 U1 RU81855 U1 RU 81855U1 RU 2008138656/22 U RU2008138656/22 U RU 2008138656/22U RU 2008138656 U RU2008138656 U RU 2008138656U RU 81855 U1 RU81855 U1 RU 81855U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
key elements
secondary windings
phase
main
Prior art date
Application number
RU2008138656/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Иванович Королев
Василий Павлович Ильченко
Юрий Алексеевич Шурыгин
Евгений Станиславович Королев
Original Assignee
Станислав Иванович Королев
Василий Павлович Ильченко
Юрий Алексеевич Шурыгин
Евгений Станиславович Королев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Станислав Иванович Королев, Василий Павлович Ильченко, Юрий Алексеевич Шурыгин, Евгений Станиславович Королев filed Critical Станислав Иванович Королев
Priority to RU2008138656/22U priority Critical patent/RU81855U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU81855U1 publication Critical patent/RU81855U1/en

Links

Abstract

Устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока предназначено для гарантированного электропитания ответственных потребителей переменного тока при наличии основной и резервной сетей. Устройство содержит основной коммутатор подключенный к основной сети и силовой трансформатор, подключенный через стабилизатор к резервной сети. С вторичными обмотками силового трансформатора соединен инвертор с ШИМ, постоянный вход которого подключен к выходу неуправляемого выпрямителя. Устройство содержит блоки контроля фазы и полярности напряжения, схему управления, два выпрямителя, зажимы переменного тока которых соединены с вторичными обмотками силового трансформатора, и ключевые элементы. С фазными выходами инвертора с ШИМ через ключевые элементы коммутатора соединены одни из первичных обмоток уравнительных трансформаторов. Вторые первичные обмотки уравнительных трансформаторов включены в соответствующие фазные выводы основной сети. Концы первичных обмоток уравнительных трансформаторов объединены и подключены к соответствующим клеммам потребителя. Вторичные обмотки уравнительных трансформаторов соединены встречно параллельно. Наличие уравнительных трансформаторов позволяет регулировать и стабилизировать напряжение на выходе устройства. 1 н.з.п. ф-лы, 6 ил.Uninterruptible power supply for AC consumers is intended for guaranteed power supply for responsible AC consumers in the presence of the main and backup networks. The device contains a main switch connected to the main network and a power transformer connected through a stabilizer to the backup network. An inverter with a PWM is connected to the secondary windings of the power transformer, the constant input of which is connected to the output of an uncontrolled rectifier. The device contains phase and polarity voltage control units, a control circuit, two rectifiers, the AC clamps of which are connected to the secondary windings of the power transformer, and key elements. One of the primary windings of equalizing transformers are connected to the phase outputs of the inverter with the PWM through the key elements of the switch. The second primary windings of equalizing transformers are included in the corresponding phase outputs of the main network. The ends of the primary windings of equalizing transformers are combined and connected to the corresponding terminals of the consumer. Secondary windings of equalization transformers are connected in parallel to each other. The presence of surge transformers allows you to adjust and stabilize the voltage at the output of the device. 1 n.a.s. f-ly, 6 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а более конкретно - к системам гарантированного электропитания ответственных потребителей переменного тока при наличии нескольких автономных сетей.The utility model relates to the field of electrical engineering, and more specifically to guaranteed power supply systems for responsible AC consumers in the presence of several autonomous networks.

Известно устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока по авторскому свидетельству СССР на изобретение №1072179, МПК H02J 9/00. Это известное устройство содержит основной коммутатор, силовой трансформатор, подключенный к резервной сети, одни концы вторичных обмоток которого соединены между собой через ключевые обмотки коммутатора, три фазных зажима, соединенные через ключевые элементы коммутатора с клеммами потребителя переменного тока, блок контроля фазы напряжения, блок контроля полярности напряжения, управляемый выпрямитель, подключенный к резервной сети, инвертор с двумя трансформаторами и обратный инвертор. Первичные обмотки трансформаторов инвертора соединены в звезду и треугольник, а соответствующие вторичные обмотки через дополнительные ключевые элементы соединены параллельно между собой и последовательно с вторичными обмотками силового трансформатора. Цепи управления обратного инвертора связаны со своей схемой управления, подключенной к резервной сети, а вход и выход - соответственно с выходом выпрямителя и резервной сетью. Входы блока контроля фазы напряжения и блока контроля полярности напряжения подключены через стабилизаторы переменного напряжения к резервной сети и клеммам потребителей переменного тока. Кроме этого, устройство содержит схему управления, состоящую из пяти блоков. Первый блок схемы управления включает в себя согласующий трансформатор, подключенный к резервной сети, переключатель, подключенный силовыми электродами к вторичным обмоткам согласующего трансформатора, а цепями управления - к блоку контроля фазы напряжения и к блоку контроля полярности напряжения. Второй блок схемы управления включает в себя фазочастотный детектор, входы которого подключены к выходным зажимам переключателя и через согласующий трансформатор к клеммам потребителей переменного тока, а выходы через схемы И, вторые входы которых соединены с датчиком напряжения, - к раздельным входам дополнительного триггера, связанного через усилители мощности с цепями управления дополнительных ключевых элементов. Третий блок схемы управления включает в себя формирователь синхронизирующих A device for uninterrupted power supply of alternating current consumers according to the USSR copyright certificate for the invention No. 1072179, IPC H02J 9/00. This known device contains a main switch, a power transformer connected to a backup network, one end of the secondary windings of which are connected to each other through the key windings of the switch, three phase clamps connected through the key elements of the switch to the terminals of the AC consumer, a voltage phase control unit, a control unit voltage polarity, a controlled rectifier connected to a backup network, an inverter with two transformers and a reverse inverter. The primary windings of the inverter transformers are connected in a star and a triangle, and the corresponding secondary windings are connected in parallel with each other and in series with the secondary windings of the power transformer through additional key elements. The control circuits of the reverse inverter are connected to its control circuitry connected to the backup network, and the input and output, respectively, to the output of the rectifier and the backup network. The inputs of the voltage phase control unit and the voltage polarity control unit are connected via AC stabilizers to the backup network and to the terminals of the AC consumers. In addition, the device contains a control circuit consisting of five blocks. The first block of the control circuit includes a matching transformer connected to the backup network, a switch connected by power electrodes to the secondary windings of the matching transformer, and control circuits to the voltage phase control unit and the voltage polarity control unit. The second block of the control circuit includes a phase-frequency detector, the inputs of which are connected to the output terminals of the switch and through the matching transformer to the terminals of the AC consumers, and the outputs through circuits I, the second inputs of which are connected to the voltage sensor, to the separate inputs of the additional trigger connected via power amplifiers with control circuits of additional key elements. The third block of the control circuit includes a synchronizer

импульсов, вход которого подключен к последовательно соединенным вторичным обмоткам согласующих трансформаторов, подключенных через стабилизатор к клеммам потребителей переменного тока и выходным зажимам переключателя, последовательно соединенные схему И, подключенную к формирователю синхронизирующих импульсов и датчику напряжения, задающий генератор, регистр сдвига и усилитель мощности, выходы которого соединены с цепями управления инвертора. Четвертый блок схемы управления включает в себя модулятор, вспомогательный коммутатор, входы которого через выпрямитель и согласующий трансформатор соединены с фазными зажимами и датчиком напряжения, а выход - с амплитудным компаратором модулятора. Пятый блок включает в себя два согласующих трансформатора, один из которых через стабилизатор переменного напряжения подключен к основной сети, а другой - к резервной, последовательно соединенные выпрямитель, подключенный к последовательно соединенным вторичным обмоткам указанных трансформаторов, амплитудный компаратор, расширитель импульсов, выход которого подключен к схеме управления основным коммутатором, и инвертор, выход которого соединен с вспомогательными схемами И блока контроля фазы напряжения.pulses, the input of which is connected to the secondary windings of the matching transformers connected in series, connected through the stabilizer to the terminals of the alternating current consumers and the output terminals of the switch, a series-connected circuit And connected to a synchronizing pulse shaper and a voltage sensor, a master oscillator, a shift register and a power amplifier, outputs which are connected to the inverter control circuits. The fourth block of the control circuit includes a modulator, an auxiliary switch, the inputs of which through a rectifier and a matching transformer are connected to phase clamps and a voltage sensor, and the output to the amplitude comparator of the modulator. The fifth unit includes two matching transformers, one of which is connected to the main network through an AC voltage stabilizer, and the other to a backup, series-connected rectifier connected to series-connected secondary windings of these transformers, an amplitude comparator, a pulse expander, the output of which is connected to the control circuit of the main switch, and an inverter, the output of which is connected to auxiliary circuits AND of the phase voltage control unit.

Устройство по авт. св. №1072179 обеспечивает повышение качества электрической энергии при переключении потребителей переменного тока с одной автономной сети переменного тока на другую за счет постоянства формы напряжения на нагрузке. Отсутствие в схеме силовых инверторов, рассчитанных на полную мощность нагрузки, позволяет повысить коэффициент полезного действия (КПД) и решить проблему гарантированного электроснабжения ответственных потребителей переменного тока при наличии нескольких автономных сетей переменного тока. К недостаткам устройства по авт.св. №1072179 следует отнести наличие двух дополнительных систем напряжения и требование возврата мощности с выхода выпрямителя в резервную сеть, что приводит в конечном итоге к снижению надежности электроснабжения потребителей переменного тока.The device according to ed. St. No. 1072179 provides an improvement in the quality of electric energy when switching AC consumers from one autonomous AC network to another due to the constancy of the shape of the voltage at the load. The absence of power inverters designed for full load power in the circuit allows increasing the efficiency factor (COP) and solving the problem of guaranteed power supply for responsible AC consumers in the presence of several autonomous AC networks. The disadvantages of the device according to ed. No. 1072179 should include the presence of two additional voltage systems and the requirement to return power from the output of the rectifier to the backup network, which ultimately leads to a decrease in the reliability of power supply to AC consumers.

Наиболее близким к заявляемому является устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока по авторскому свидетельству СССР на изобретение №1198648, МПК H02J 9/00 (прототип). Устройство по авт. св. №1198648 содержит основной коммутатор, подключенный к основной сети, резервный согласующий трансформатор, подключенный через стабилизатор напряжения к резервной сети, последовательно соединенные управляемый выпрямитель, подключенный к резервной сети, и инвертор (преобразователь постоянного напряжения Closest to the claimed is an uninterruptible power supply for AC consumers according to the USSR copyright certificate for invention No. 1198648, IPC H02J 9/00 (prototype). The device according to ed. St. No. 1198648 contains a main switch connected to the main network, a backup matching transformer connected through a voltage regulator to the backup network, a controlled rectifier connected to the backup network, and an inverter (DC / DC converter) connected in series

в переменное) с согласующим трансформатором, первичные обмотки которого соединены в звезду, а соответствующие вторичные обмотки через вспомогательные ключевые элементы соединены последовательно с вторичными обмотками резервного согласующего трансформатора, три фазных зажима, соединенных через ключевые элементы основного коммутатора с клеммами потребителя. Инвертор с согласующим трансформатором по сути является инвертором с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) длительности импульсов по синусоидальному закону, а фазные зажимы - фазными выходами инвертора с ШИМ. Кроме этого устройство по прототипу содержит блок контроля фазы напряжения и блок контроля полярности напряжения. Выходы блока контроля фазы напряжения и блока контроля полярности напряжения подключены к цепям управления вспомогательных ключевых элементов и ключевых элементов коммутатора. Параллельно цепям из последовательно соединенных вторичных обмоток резервного согласующего трансформатора и вспомогательных ключевых элементов включены дополнительные ключевые элементы, которые связаны цепями управления с блоком контроля полярности напряжения. Помимо этого устройство содержит два выпрямителя, зажимы переменного тока которых соединены с соответствующими концами вторичных обмоток резервного согласующего трансформатора, а зажимы постоянного тока соединены между собой через основные ключевые элементы, цепи управления которых подключены к блоку контроля полярности напряжения, и содержит схему управления, состоящую из трех блоков. Первый блок схемы управления включает в себя объединенные разноименными концами и подключенные к общей точке вторичные обмотки трансформатора, подключенного через стабилизатор напряжения к резервной сети, первые ключевые элементы, одни силовые электроды которых объединены, другие силовые электроды подключены к свободным концам указанных обмоток, а цепи управления связаны с блоком контроля полярности напряжения, логические схемы И, одни входы которых связаны с блоком контроля фазы напряжения, а вторые входы через логическую схему НЕ - с датчиком напряжения, вторые ключевые элементы, одни силовые электроды которых соединены между собой и подключены к объединенным электродам первых ключевых элементов, другие силовые электроды подключены к одноименным концам вспомогательных вторичных обмоток трансформатора, подключенного через стабилизатор напряжения к основной сети, а цепи управления связаны с логическими схемами И, третий ключевой элемент, силовые электроды которого соединены с объединенными концами вспомогательных вторичных обмоток трансформатора и объединенными силовыми электродами первых и вторых ключевых элементов, а цепи alternating) with a matching transformer, the primary windings of which are connected to a star, and the corresponding secondary windings through auxiliary key elements are connected in series with the secondary windings of the backup matching transformer, three phase clamps connected through the key elements of the main switch to the consumer terminals. An inverter with a matching transformer is essentially an inverter with pulse width modulation (PWM) pulse widths according to a sinusoidal law, and phase clamps are the phase outputs of an inverter with PWM. In addition, the prototype device comprises a voltage phase control unit and a voltage polarity control unit. The outputs of the voltage phase control unit and the voltage polarity control unit are connected to the control circuits of the auxiliary key elements and key elements of the switch. Parallel to the circuits of the secondary windings of the backup matching transformer and auxiliary key elements connected in series, additional key elements are connected, which are connected by the control circuits to the voltage polarity control unit. In addition, the device contains two rectifiers, the AC clamps of which are connected to the corresponding ends of the secondary windings of the backup matching transformer, and the DC clamps are interconnected through the main key elements, the control circuits of which are connected to the voltage polarity control unit, and contains a control circuit consisting of three blocks. The first block of the control circuit includes the secondary windings of the transformer connected by opposite ends and connected to a common point, connected through a voltage regulator to the backup network, the first key elements, some power electrodes of which are combined, other power electrodes are connected to the free ends of these windings, and control circuits connected to the voltage polarity control unit, AND logic circuits, some of whose inputs are connected to the voltage phase control unit, and the second inputs are NOT connected through the logic circuit with a voltage sensor, the second key elements, some power electrodes of which are interconnected and connected to the combined electrodes of the first key elements, other power electrodes are connected to the same ends of the auxiliary secondary windings of the transformer connected through the voltage regulator to the main network, and the control circuits are connected with logical circuits And, the third key element, the power electrodes of which are connected to the combined ends of the auxiliary secondary windings of the transformer and combined E power electrodes of the first and second core elements and circuit

управления связаны с вспомогательной логической схемой И, один вход которой подключен к датчику напряжения, цепь из последовательно соединенных субблока фазовой автоподстройки частоты, фазорасщипителя и усилителя мощности, вход которой подключен к общей точке вспомогательных вторичных обмоток трансформатора, а выход - к цепям управления ключевых элементов инвертора. Второй блок схемы управления включает в себя последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов, подключенных через стабилизатор напряжения к резервной сети и выходу инвертора, выпрямитель и датчик рассогласования, последовательно соединенные генератор прямоугольного напряжения, связанный с резервной сетью, формирователь пилообразного напряжения, амплитудный компаратор, подсоединенный дополнительно к датчику рассогласования, и усилитель, выход которого соединен с цепями управления ключевых элементов выпрямителя. Третий блок схемы управления включает в себя последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов, подключенных через стабилизаторы напряжения к основной и резервной сетям, выпрямитель, амплитудный компаратор, подключенный вторым входом к источнику управляющего напряжения, расширитель импульсов, соединенный с основным коммутатором, логическую схему НЕ и логическую схему И, подключенную вторым входом к датчику напряжения, а выходы логических схем НЕ и И соединены соответственно с блоком контроля полярности напряжения, вторыми входами вспомогательной логической схемы И первого блока схемы управления и блоком контроля фазы напряжения.the controls are connected with an auxiliary logic circuit And, one input of which is connected to a voltage sensor, a chain of series-connected subunits of phase-locked loop, a phase coupler and a power amplifier, the input of which is connected to a common point of the auxiliary secondary windings of the transformer, and the output to the control circuits of the key elements of the inverter . The second block of the control circuit includes series-connected secondary windings of transformers connected through a voltage regulator to the backup network and the inverter output, a rectifier and a mismatch sensor, series-connected rectangular voltage generator connected to the backup network, a sawtooth voltage generator, an amplitude comparator connected in addition to the mismatch sensor, and an amplifier whose output is connected to the control circuits of the key elements of the rectifier. The third block of the control circuit includes series-connected secondary windings of transformers connected through voltage stabilizers to the main and backup networks, a rectifier, an amplitude comparator connected to the control voltage source by a second input, a pulse expander connected to the main switch, a logic circuit NOT, and a logic circuit And, connected by the second input to the voltage sensor, and the outputs of the logic circuits are NOT and AND are connected respectively to the voltage polarity control unit, second by the inputs of the auxiliary logic circuit And the first block of the control circuit and the voltage phase control block.

Устройство по прототипу в сравнении с предыдущим аналогом обеспечивает повышение надежности и КПД за счет уменьшения количества формируемых дополнительных систем напряжений, исключения циркуляции мощности в контуре: резервная сеть - обратные диоды инвертора - обратный инвертор - резервная сеть, уменьшения количества силовых ключевых элементов и упрощения схемы управления. Однако устройство по прототипу не обеспечивает стабилизацию напряжения на нагрузке при ее изменении, а также при изменении напряжения на входе при изменении напряжений основной и резервной сетей. Это в свою очередь снижает надежность гарантированного электроснабжения потребителей и КПД устройства.The device according to the prototype in comparison with the previous analogue provides increased reliability and efficiency by reducing the number of additional voltage systems generated, eliminating power circulation in the circuit: redundant network - reverse inverter diodes - reverse inverter - backup network, reducing the number of power key elements and simplifying the control circuit . However, the prototype device does not provide voltage stabilization at the load when it changes, as well as when the input voltage changes when the voltage of the main and backup networks changes. This in turn reduces the reliability of the guaranteed power supply to consumers and the efficiency of the device.

Задача полезной модели состоит в том, чтобы при сохранении всех тех преимуществ, которыми обладает прототип, повысить надежность гарантированного электропитания потребителей и тем самым КПД устройства.The objective of the utility model is to, while maintaining all the advantages that the prototype possesses, increase the reliability of the guaranteed power supply to consumers and thereby the efficiency of the device.

Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в регулировании, уравнивании, стабилизации напряжения на выходе устройства.The technical result that allows us to solve the problem is to regulate, equalize, stabilize the voltage at the output of the device.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

Как и прототип заявляемое в качестве полезной модели устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока содержит основной коммутатор, подключенный к основной сети, резервный согласующий трансформатор, подключенный через стабилизатор напряжения к резервной сети, последовательно соединенные выпрямитель, подключенный к резервной сети, и инвертор с широтно-импульсной модуляцией длительности импульсов по синусоидальному закону, включающий преобразователь постоянного напряжения в переменное с согласующим трансформатором, первичные обмотки которого соединены в звезду, концы соответствующих вторичных обмоток являются фазными выходами инвертора с широтно-импульсной модуляцией и соединены с ключевыми элементами основного коммутатора, а начала вторичных обмоток через вспомогательные ключевые элементы соединены последовательно с вторичными обмотками резервного согласующего трансформатора. Устройство содержит блок контроля фазы напряжения и блок контроля полярности напряжения, выходы которых подключены к цепям управления вспомогательных ключевых элементов и ключевых элементов коммутатора, дополнительные ключевые элементы, связанные цепями управления с блоком контроля полярности напряжения и включенные параллельно цепям из последовательно соединенных вторичных обмоток резервного согласующего трансформатора и вспомогательных ключевых элементов, основные ключевые элементы, цепи управления которых подключены к блоку контроля полярности напряжения, два выпрямителя, зажимы переменного тока которых соединены с соответствующими концами вторичных обмоток резервного согласующего трансформатора, а зажимы постоянного тока соединены между собой через основные ключевые элементы. Общим с прототипом является также то, что заявляемое устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока содержит схему управления, состоящую из трех блоков. Первый блок включает в себя объединенные разноименными концами и подключенные к общей точке вторичные обмотки трансформатора, подключенного через стабилизатор напряжения к резервной сети, первые ключевые элементы, одни силовые электроды которых объединены, другие силовые электроды подключены к свободным концам указанных обмоток, а цепи управления связаны с блоком контроля полярности напряжения. Кроме того, первый Like the prototype, the uninterruptible power supply device for alternating current consumers declared as a utility model includes a main switch connected to the main network, a backup matching transformer connected through a voltage regulator to the backup network, a rectifier connected to the backup network in series, and a pulse-width inverter pulse width modulation according to a sinusoidal law, including a DC-to-AC converter with matching transformer a starter whose primary windings are connected to a star, the ends of the corresponding secondary windings are the phase outputs of the pulse-width modulated inverter and are connected to the key elements of the main switch, and the beginnings of the secondary windings are connected through auxiliary key elements in series with the secondary windings of the backup matching transformer. The device comprises a voltage phase control unit and a voltage polarity control unit, the outputs of which are connected to control circuits of auxiliary key elements and switch key elements, additional key elements connected by control circuits to a voltage polarity control unit and connected in parallel to circuits from series-connected secondary windings of a backup matching transformer and auxiliary key elements, the main key elements whose control circuits are connected to the unit voltage polarity control, two rectifiers, the AC clamps of which are connected to the corresponding ends of the secondary windings of the backup matching transformer, and the DC clamps are interconnected through the main key elements. In common with the prototype is also the fact that the inventive uninterruptible power supply for AC consumers contains a control circuit consisting of three blocks. The first block includes the secondary windings of a transformer connected by opposite ends and connected to a common point, connected through a voltage regulator to a backup network, the first key elements, some power electrodes of which are combined, other power electrodes are connected to the free ends of these windings, and the control circuits are connected to voltage polarity control unit. Also the first

блок включает логические схемы И, одни входы которых связаны с блоком контроля фазы напряжения, а вторые входы через логическую схему НЕ - с датчиком напряжения, вторые ключевые элементы, одни силовые электроды которых соединены между собой и подключены к объединенным электродам первых ключевых элементов, другие силовые электроды подключены к одноименным концам вспомогательных вторичных обмоток трансформатора, подключенного через стабилизатор напряжения к основной сети, а цепи управления связаны с логическими схемами И, третий ключевой элемент, силовые электроды которого соединены с объединенными концами вспомогательных вторичных обмоток трансформатора и объединенными силовыми электродами первых и вторых ключевых элементов, а цепи управления связаны с вспомогательной логической схемой И, один вход которой подключен к датчику напряжения, цепь из последовательно соединенных субблока фазовой автоподстройки частоты, фазорасщипителя и усилителя мощности, вход которой подключен к общей точке вспомогательных вторичных обмоток трансформатора, а выход - к цепям управления ключевых элементов инвертора. Второй блок схемы управления включает в себя последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов, подключенных через стабилизатор напряжения к резервной сети и выходу инвертора, выпрямитель и датчик рассогласования, последовательно соединенные генератор прямоугольного напряжения, связанный с резервной сетью, формирователь пилообразного напряжения, амплитудный компаратор, подсоединенный дополнительно к датчику рассогласования, и усилитель, выход которого соединен с выпрямителем. Третий блок схемы управления включает в себя последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов, подключенных через стабилизаторы напряжения к основной и резервной сетям, выпрямитель, амплитудный компаратор, подключенный вторым входом к источнику управляющего напряжения, расширитель импульсов, соединенный с основным коммутатором, логическую схему НЕ и логическую схему И, подключенную вторым входом к датчику напряжения. Выходы логических схем НЕ и И соединены соответственно с блоком контроля полярности напряжения, вторыми входами вспомогательной логической схемы И первого блока схемы управления и блоком контроля фазы напряжения.the block includes AND logic circuits, some of whose inputs are connected to the voltage phase control block, and the second inputs through the logic circuit NOT to a voltage sensor, second key elements, some power electrodes of which are interconnected and connected to the combined electrodes of the first key elements, other power the electrodes are connected to the ends of the auxiliary secondary windings of the transformer connected via the voltage stabilizer to the main network, and the control circuits are connected to the logic circuits AND, the third key the first element, the power electrodes of which are connected to the combined ends of the auxiliary secondary windings of the transformer and the combined power electrodes of the first and second key elements, and the control circuits are connected to the auxiliary logic circuit I, one input of which is connected to a voltage sensor, a circuit from a phase-locked loop , phase splitter and power amplifier, the input of which is connected to the common point of the auxiliary secondary windings of the transformer, and the output to the control circuits key elements of the inverter. The second block of the control circuit includes series-connected secondary windings of transformers connected through a voltage stabilizer to the backup network and the inverter output, a rectifier and a mismatch sensor, series-connected rectangular voltage generator connected to the backup network, a sawtooth voltage generator, an amplitude comparator connected in addition to mismatch sensor, and an amplifier whose output is connected to a rectifier. The third block of the control circuit includes series-connected secondary windings of transformers connected through voltage stabilizers to the main and backup networks, a rectifier, an amplitude comparator connected to the control voltage source by a second input, a pulse expander connected to the main switch, a logic circuit NOT, and a logic circuit And, connected by a second input to the voltage sensor. The outputs of the logic circuits NOT and AND are connected respectively to the voltage polarity control unit, the second inputs of the auxiliary logic circuit And the first control circuit unit and the voltage phase control unit.

В отличие от прототипа заявляемое устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока дополнительно содержит в каждой фазе основной сети по два уравнительных трансформатора, начала первичных обмоток одних из которых включены в соответствующие фазные выводы основной сети, а начала первичных обмоток вторых уравнительных трансформаторов последовательно Unlike the prototype, the inventive uninterruptible power supply device for alternating current consumers additionally contains two equalizing transformers in each phase of the main network, the start of the primary windings of one of which are included in the corresponding phase outputs of the main network, and the beginning of the primary windings of the second equalizing transformers

соединены через ключевые элементы коммутатора с фазными выходами инвертора с широтно-импульсной модуляцией, при этом концы первичных обмоток уравнительных трансформаторов объединены и подключены к соответствующим клеммам потребителя, а вторичные обмотки уравнительных трансформаторов соединены встречно параллельно, кроме этого, выпрямитель, подключенный к резервной сети, выполнен неуправляемым.connected through the key elements of the switch with the phase outputs of the inverter with pulse-width modulation, while the ends of the primary windings of the equalizing transformers are combined and connected to the corresponding terminals of the consumer, and the secondary windings of the equalizing transformers are connected in parallel, in addition, the rectifier connected to the backup network is made uncontrollable.

В нормальном режиме ампервитки уравнительных трансформаторов компенсируются за счет встречного включения вторичных обмоток. При изменении напряжения возникает разбаланс и формируется сигнал рассогласования, который воздействует на инвертор, изменяя напряжение на его выходе до тех пор, пока напряжение на выходе устройства не станет номинальным для потребителя. Таким образом осуществляется регулирование и стабилизация напряжения на нагрузке и отпадает необходимость в использовании управляемого выпрямителя, который подключен к резервной сети. Использование неуправляемого выпрямителя исключает в свою очередь схему управления выпрямителем. Все это повышает надежность электропитания и КПД устройства.In the normal mode, the amperage of equalizing transformers are compensated by the on-switching of the secondary windings. When the voltage changes, an imbalance occurs and a mismatch signal is generated that acts on the inverter, changing the voltage at its output until the voltage at the output of the device becomes nominal for the consumer. Thus, regulation and stabilization of the voltage at the load is carried out and there is no need to use a controlled rectifier, which is connected to the backup network. The use of an uncontrolled rectifier eliminates in turn the rectifier control circuit. All this increases the reliability of the power supply and the efficiency of the device.

Совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемую полезную модель, из уровня техники не обнаружена, что подтверждает ее новизну.The set of essential features characterizing the claimed utility model is not found in the prior art, which confirms its novelty.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 и фиг.2 представлены схемы фазных напряжений при различных фазовых углах α и β. На фиг.3 - схема устройства для бесперебойного электропитания потребителей переменного тока. На фиг.4 - блок контроля фазы напряжения. На фиг.5 - блок контроля полярности напряжения. На фиг.6 - схема управления.Figure 1 and figure 2 presents a diagram of the phase voltages at different phase angles α and β. Figure 3 - diagram of a device for uninterrupted power supply of AC consumers. Figure 4 - block phase voltage control. Figure 5 - control unit of the polarity of the voltage. 6 is a control diagram.

На фиг.1 и фиг.2 позициями 1-3 представлена трехфазная система напряжений основной сети, позициями 4-6 - система напряжений резервной сети, 7-9 - система напряжений, сдвинутая по фазе относительно системы напряжений 4-6 на 180 эл. град., 10-12 (13-15) - дополнительная система напряжений, сформированная инвертором с ШИМ.Figure 1 and figure 2, positions 1-3 represent a three-phase voltage system of the main network, positions 4-6 - voltage system of the backup network, 7-9 - voltage system, out-of-phase relative to the voltage system 4-6 by 180 el. grad., 10-12 (13-15) - an additional voltage system formed by an inverter with PWM.

Устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока (фиг.3) содержит основной коммутатор 16, подключенный к основной сети, стабилизатор напряжения 17, силовой трансформатор, первичные обмотки 18, 19, 20 которого через стабилизатор 17 подключены к резервной сети, неуправляемый выпрямитель 21, инвертор с ШИМ, состоящий из преобразователя постоянного тока в переменный 22 и согласующего трансформатора 23. С фазными выходами инвертора с ШИМ через ключевые элементы коммутатора 24-32 соединены первичные обмотки An uninterruptible power supply device for AC consumers (Fig. 3) contains a main switch 16 connected to the main network, a voltage stabilizer 17, a power transformer, primary windings 18, 19, 20 of which are connected to a backup network through an stabilizer 17, an uncontrolled rectifier 21, an inverter with PWM, consisting of a DC-to-AC converter 22 and a matching transformer 23. The primary windings are connected to the phase outputs of the inverter with the PWM through the key elements of the 24-32 switch

уравнительных трансформаторов 33, 34, 35. Первичные обмотки уравнительных трансформаторов 36, 37 и 38 включены в соответствующие фазные выводы основной сети. Концы первичных обмоток уравнительных трансформаторов 33 и 36; трансформаторов 34 и 37; а также концы первичных обмоток уравнительных трансформаторов 35 и 38 объединены и подключены к соответствующим клеммам потребителя. Вторичные обмотки уравнительных трансформаторов 33-36, 34-37, 35-38 соединены встречно параллельно. Первичные обмотки 39, 40, 41 согласующего трансформатора 23 соединены в звезду, а соответствующие его вторичные обмотки 42, 43, 44 через вспомогательные ключевые элементы 45, 46, 47 соединены последовательно с вторичными обмотками 48, 49, 50 силового трансформатора, подключенного к резервной сети. Устройство содержит (фиг.3) блок контроля фазы напряжения 51, блок контроля полярности напряжения 52, выходы которых подключены к цепям управления вспомогательных ключевых элементов 45-47 и ключевых элементов коммутатора 24-32 схему управления 53, дополнительные ключевые элементы 54-56, включенные параллельно цепям из последовательно соединенных вторичных обмоток 48-50 силового трансформатора, подключенного к резервной сети, и вспомогательных ключевых элементов 45-47. В состав заявляемого устройства (фиг.3) входят также два выпрямителя 57, 58, зажимы переменного тока которых соединены с соответствующими концами вторичных обмоток 48-50 силового трансформатора, а зажимы постоянного тока соединены между собой через основные ключевые элементы 59 и 60.equalizing transformers 33, 34, 35. The primary windings of equalizing transformers 36, 37 and 38 are included in the corresponding phase outputs of the main network. The ends of the primary windings of equalizing transformers 33 and 36; transformers 34 and 37; as well as the ends of the primary windings of equalizing transformers 35 and 38 are combined and connected to the corresponding terminals of the consumer. The secondary windings of equalization transformers 33-36, 34-37, 35-38 are connected in opposite directions. The primary windings 39, 40, 41 of the matching transformer 23 are connected to a star, and its corresponding secondary windings 42, 43, 44 through auxiliary key elements 45, 46, 47 are connected in series with the secondary windings 48, 49, 50 of the power transformer connected to the backup network . The device comprises (Fig. 3) a voltage phase control unit 51, a voltage polarity control unit 52, the outputs of which are connected to control circuits of auxiliary key elements 45-47 and key elements of the switch 24-32 control circuit 53, additional key elements 54-56 included parallel to the chains of series-connected secondary windings 48-50 of the power transformer connected to the backup network, and auxiliary key elements 45-47. The composition of the inventive device (figure 3) also includes two rectifiers 57, 58, the AC clamps of which are connected to the respective ends of the secondary windings 48-50 of the power transformer, and the DC clamps are interconnected through the main key elements 59 and 60.

Блок контроля фазы напряжения (51 на фиг.3) содержит три субблока. Каждый субблок (фиг.4) имеет два согласующих трансформатора 61, 62.1 (второй субблок: 61, 62.2; третий: 61, 62.3), у которых последовательно соединенные вторичные обмотки 63.1, 64.1, 65.1, 66.1 (соответственно у второго и третьего субблоков: 63.2, 64.2, 65.2, 66.2; 63.3, 64.3, 65.3, 66.3) подключены к выпрямителям 67.1, 68.1 (67.2, 68.2; 67.3, 68.3), цепь, содержащую последовательно соединенные амплитудный компаратор 69.1 (69.2,69.3) и расширитель импульсов 70.1 (70.1, 70.3). Блок контроля фазы напряжения содержит также логические схемы И 71.1, 71.2, логические схемы НЕ 73.1, 73.2 и в каждом субблоке усилитель мощности 72.1 (72.2, 72.3) и вспомогательный усилитель 74.1 (74.2, 74.3). Выходы усилителей соединены со схемой управления 53.The voltage phase control unit (51 in FIG. 3) contains three subunits. Each subunit (figure 4) has two matching transformers 61, 62.1 (second subunit: 61, 62.2; third: 61, 62.3), in which the secondary windings 63.1, 64.1, 65.1, 66.1 are connected in series (respectively, for the second and third subunits: 63.2, 64.2, 65.2, 66.2; 63.3, 64.3, 65.3, 66.3) are connected to rectifiers 67.1, 68.1 (67.2, 68.2; 67.3, 68.3), a circuit containing a series-connected amplitude comparator 69.1 (69.2,69.3) and a pulse expander 70.1 ( 70.1, 70.3). The voltage phase control unit also contains the logic circuits AND 71.1, 71.2, the logic circuits NOT 73.1, 73.2 and in each subunit the power amplifier 72.1 (72.2, 72.3) and the auxiliary amplifier 74.1 (74.2, 74.3). The outputs of the amplifiers are connected to a control circuit 53.

Блок контроля полярности напряжения (позиция 52 на фиг.3) содержит два субблока (фиг.5). Каждый субблок (фиг.5) имеет согласующие трансформаторы 75-78, которые подключены через стабилизаторы напряжения к нагрузке и резервной сети, выпрямители 79.1, 80.1, 81.1 (79.2, 80.2, 81.2). Выходы выпрямителей объединены и The voltage polarity control unit (position 52 in FIG. 3) contains two subunits (FIG. 5). Each subunit (figure 5) has matching transformers 75-78, which are connected through voltage regulators to the load and the backup network, rectifiers 79.1, 80.1, 81.1 (79.2, 80.2, 81.2). Rectifier outputs are combined and

подключены объединены и подключены к цепи, состоящей из последовательно соединенных амплитудного коммутатора 82.1 (82.2), расширителя импульсов 83.1 (83.2), логической схемы И 84.1 (84.2), соединенной с расширителем импульсов 83.1 (83.2), основной усилитель мощности 85.1 (82.2), вход которого соединен с логической схемой И 84.1 (84.2), вспомогательный усилитель 86.1 (86.2), вход которого соединен с расширителем импульсов 83.1 (83.2), логическую схему НЕ 87, подключенную к расширителю импульсов 83.1, логическую схему И 88, связанную с логической схемой НЕ 87, расширителем импульсов 83.2 и логической схемой и 84.2. Вторичные обмотки 89.1, 90.1, 91.1, 92.1 93.1, 94.1 (89.2, 90.2, 91.2, 92.2 93.2, 94.2) согласующих трансформаторов 75-78 соединены с выпрямителями 79.1, 80.1, 81.1 (79.2, 80.2, 81.2). Блок контроля полярности напряжения (фиг.5) включает также датчик напряжения 95, подключенный к основной сети, с которым соединены логические схемы И 84.1 (84.2), и стабилизаторы напряжения 96 и 97.connected combined and connected to a circuit consisting of a series-connected amplitude switch 82.1 (82.2), a pulse expander 83.1 (83.2), a logic circuit And 84.1 (84.2) connected to a pulse expander 83.1 (83.2), the main power amplifier 85.1 (82.2), the input of which is connected to the AND 84.1 (84.2) logic circuit, the auxiliary amplifier 86.1 (86.2), whose input is connected to the 83.1 (83.2) pulse expander, the NOT 87 logic circuit connected to the 83.1 pulse extender, the I 88 logic circuit connected to the logic circuit NOT 87, pulse expander 83. 2 and the logic diagram and 84.2. The secondary windings 89.1, 90.1, 91.1, 92.1 93.1, 94.1 (89.2, 90.2, 91.2, 92.2 93.2, 94.2) of the matching transformers 75-78 are connected to rectifiers 79.1, 80.1, 81.1 (79.2, 80.2, 81.2). The voltage polarity control unit (FIG. 5) also includes a voltage sensor 95 connected to the main network, to which AND 84.1 (84.2) logic circuits are connected, and voltage stabilizers 96 and 97.

Схема управления, отмеченная на фиг.3 позицией 53 и представленная на фиг.6, содержит три блока. Первый блок 98 схемы управления (фиг.6) включает в себя объединенные разноименными концами и подключенные к общей точке вторичные обмотки 99 и 100 согласующего трансформатора 62.1, подключенного через стабилизатор напряжения к резервной сети 97, первые ключевые элементы 101 и 102, одни силовые электроды которых объединены, другие - подключены к свободным концам указанных обмоток 99 и 100, а цепи управления связаны с блоком контроля полярности напряжения 52. Первый блок 98 содержит дополнительные логические схемы И 103-105, одни входы которых связаны с блоком контроля фазы напряжения 51, а вторые входы через логическую схему НЕ 106 - с датчиком напряжения 95. Кроме того, содержит вторые ключевые элементы 107-109, одни силовые электроды которых объединены и подключены к объединенным электродам 110 первых ключевых элементов 101 и 102, другие силовые электроды подключены к одноименным концам вспомогательных вторичных обмоток 111-113 вспомогательного трансформатора 114, подключенного через стабилизатор напряжения 115 к основной сети, а цепи управления связаны с дополнительными логическими схемами И 103-105, третий ключевой элемент 116, один силовой электрод которого соединен с объединенными концами 117 вспомогательных вторичных обмоток 111-113 вспомогательного трансформатора 114, другой силовой электрод - с объединенными электродами 110 первых 101, 102 и вторых 107-109 ключевых элементов, а цепи управления связаны с вспомогательной логической схемой И 118, один вход которой подключен к датчику напряжения 95, цепь из последовательно соединенных субблока фазовой The control circuit, indicated in FIG. 3 by 53 and shown in FIG. 6, comprises three blocks. The first control circuit unit 98 (Fig. 6) includes the secondary windings 99 and 100 of the matching transformer 62.1 connected by opposite ends and connected to a common point, connected through a voltage regulator to the backup network 97, the first key elements 101 and 102, one of which power electrodes are are combined, others are connected to the free ends of the indicated windings 99 and 100, and the control circuits are connected to the voltage polarity control unit 52. The first block 98 contains additional logic circuits AND 103-105, one of whose inputs are connected to the block m of monitoring the voltage phase 51, and the second inputs through the logic circuit NOT 106 with the voltage sensor 95. In addition, it contains the second key elements 107-109, some power electrodes of which are combined and connected to the combined electrodes 110 of the first key elements 101 and 102, others power electrodes are connected to the ends of the auxiliary secondary windings 111-113 of the auxiliary transformer 114 connected through the voltage regulator 115 to the main network, and the control circuits are connected to additional logic circuits AND 103-105, the third a key element 116, one power electrode of which is connected to the combined ends 117 of the auxiliary secondary windings 111-113 of the auxiliary transformer 114, another power electrode is connected to the combined electrodes 110 of the first 101, 102 and second 107-109 key elements, and the control circuit is connected to the auxiliary logic circuit And 118, one input of which is connected to a voltage sensor 95, a chain of series-connected subunits phase

автоподстройки частоты 119, фазорасщипителя 120 и усилителя мощности 121, вход которого подключен к общей точке 117 вспомогательных вторичных обмоток 111-113 вспомогательного трансформатора 114, а выход - к цепям управления ключевых элементов преобразователя постоянного тока в переменный 22.automatic tuning of the frequency 119, the phase splitter 120 and the power amplifier 121, the input of which is connected to the common point 117 of the auxiliary secondary windings 111-113 of the auxiliary transformer 114, and the output to the control circuits of the key elements of the DC / AC converter 22.

Второй блок 122 схемы управления (фиг.6) включает в себя последовательно соединенные вторичные обмотки 123-125, 126-128 соответственно трансформаторов 129-131, 132-134, подключенных через стабилизатор напряжения 17 к резервной сети и выходу преобразователя постоянного тока в переменный 22, выпрямитель 135 и датчик рассогласования 136, последовательно соединенные генератор 137 прямоугольного напряжения, связанный с резервной сетью, формирователь пилообразного напряжения 138, амплитудный компаратор 139, подключенный дополнительно к датчику рассогласования 136, и усилитель мощности 140, выход которого соединен с выпрямителем 21.The second block 122 of the control circuit (Fig.6) includes series-connected secondary windings 123-125, 126-128, respectively, of transformers 129-131, 132-134 connected through a voltage stabilizer 17 to the backup network and the output of the DC / AC converter 22 , a rectifier 135 and a mismatch sensor 136, connected in series to a square-wave generator 137 connected to the backup network, a sawtooth shaper 138, an amplitude comparator 139, connected in addition to the mismatch sensor 136, power amplifier 140, whose output is connected to the rectifier 21.

Третий блок 141 схемы управления (фиг.6) включает в себя последовательно соединенные вторичные обмотки 142 и 143 соответственно вспомогательного трансформатора 114 и согласующего трансформатора 76, подключенных через стабилизаторы напряжения 115 и 97 к основной и резервной сетям, выпрямитель 144, амплитудный компаратор 145, подключенный дополнительно к источнику управляющего напряжения 146, расширитель импульсов 147, логическую схему НЕ 148 и логическую схему И 149, подключенную вторым входом к датчику напряжения 95, при этом выход расширителя импульсов 147 соединен с основным коммутатором 16, а выходы логических схем НЕ 148 и И 149 соединены соответственно с блоком контроля полярности напряжения 52, вторым входом логической схемы И 118 и блоком контроля фазы напряжения 51.The third block 141 of the control circuit (Fig.6) includes serially connected secondary windings 142 and 143, respectively, of an auxiliary transformer 114 and a matching transformer 76 connected through voltage regulators 115 and 97 to the main and backup networks, a rectifier 144, an amplitude comparator 145 connected in addition to the source of control voltage 146, the pulse expander 147, the logic circuit NOT 148 and the logic circuit AND 149 connected by the second input to the voltage sensor 95, while the output of the pulse expander 147 connected to the main switch 16, and the outputs of the logic circuits NOT 148 and 149 are connected respectively to the voltage polarity control unit 52, the second input of the AND circuit 118 and the voltage phase control unit 51.

Устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока может быть многократно реализовано с достижением указанного технического результата. Его изготовление не вызывает трудностей у специалистов в области электротехники.An uninterruptible power supply device for AC consumers can be repeatedly implemented with the achievement of the specified technical result. Its manufacture does not cause difficulties for specialists in the field of electrical engineering.

Для понимания работы устройства в целом рассмотрим работу его основных блоков.To understand the operation of the device as a whole, consider the operation of its main units.

Блок контроля фазы напряжения 51 (фиг.3) работает следующим образом. В нормальном режиме потребитель переменного тока получает электропитание от основной сети и на трансформатор 61 (фиг.4) подается напряжение этой сети. На вход выпрямителей 67.1 и 68.1 подается сумма напряжений (1+4) и (1+9) соответственно (фиг.1), которые выпрямляются и подаются на амплитудный компаратор 69.1. Опорное The control unit of the phase voltage 51 (figure 3) works as follows. In normal mode, the AC consumer receives power from the main network and the voltage of this network is supplied to the transformer 61 (Fig. 4). The input of the rectifiers 67.1 and 68.1 is the sum of the voltages (1 + 4) and (1 + 9), respectively (figure 1), which are rectified and fed to the amplitude comparator 69.1. Supporting

напряжение Uоп, которое подается на другой вход амплитудного компаратора 69.1, устанавливается таким, чтобы импульсы напряжения на его выходе появлялись при углах α и β, равных 30 эл. град. (фиг.2), что указывает на минимальный фазовый сдвиг напряжений 4 или 9 относительно напряжения 1. Другие субблоки блока контроля фазы напряжения контролируют фазовые сдвиги между напряжениями 1 и 5, 1 и 7,1 и 6, 1 и 8 (фиг.1, 2). Выходные импульсы амплитудных компараторов 69.1, 69.2, 69.3 поступают последовательно на расширители импульсов 70.1, 70.2, 70.3 и вспомогательные усилители 74.1, 74.2, 74.3. Сигналы с выходов последних поступают на логические схемы И 103-105 (фиг.6) схемы управления 53 (фиг.3). На выходе усилителей мощности 72.1, 72.2, 72.3 (фиг.4), которые тоже подключены к расширителям импульсов 70.1, 70.2, 70.3, сигналы появятся только при аварии в основной сети за счет подачи «1» с выхода логической схемы НЕ 148 схемы управления (фиг.6) и выхода датчика напряжения 95, который обеспечивает контроль напряжения в основной сети. Выходы усилителей мощности 72.1, 72.2, 72.3 (фиг.4) соединены с управляющими электродами ключевых элементов соответственно 26 28 30, 29 31 24, 32 25 27, которые включаются только при аварии в основной сети. После переключения нагрузки (потребителя переменного тока) на резервную сеть на трансформатор 61 подключается резервная сеть совместно с дополнительной и сохраняется доаварийная схема включения ключевых элементов 103-105 схемы управления (фиг.6). Логические схемы НЕ 73.1 и 73.2 совместно с логическими схемами И 71.1 и 71.2 (фиг.4) исключают одновременное появление импульсов управления на выходах усилителей мощности 74.1, 72.1; 74.2, 72.2; 74.3 72.3 при углах α=β, примерно равных 30 эл. град. (фиг.2). Блок контроля полярности напряжения 52 (фиг.3) работает следующим образом. Когда нагрузка подключена через основной коммутатор 16 к основной сети, то трансформатор 75 (фиг.5) подключен тоже к основной сети. На входы выпрямителей 79.1-81.1 подаются соответственно напряжения, пропорциональные напряжениям 1+4, 1+5, 1+6 (фиг.1, 2), а на выпрямители 79.2-81.2 - соответственно напряжения, пропорциональные напряжениям 1+9, 1+7, 1+8. Опорное напряжение Uon на амплитудных компараторах 82.1, 82.2 устанавливается таким образом, чтобы импульсы напряжения на их выходах появлялись при углах α и β, меньше или равных 30 эл. град. Для исключения аварийных режимов при α=β=30 эл. град. Введены логические схемы НЕ 87 и И 88, которые исключают одновременную подачу импульсов управления на ключевые элементы 45, 46, 47, 60 и 54, 55, 56, 59 (фиг.3). На выходах вспомогательных усилителей мощности 86.1 и 86.2 независимо от наличия основной the voltage U op , which is supplied to another input of the amplitude comparator 69.1, is set so that voltage pulses at its output appear at angles α and β equal to 30 el. hail. (figure 2), which indicates the minimum phase shift of voltages 4 or 9 relative to voltage 1. Other subunits of the voltage phase control unit control phase shifts between voltages 1 and 5, 1 and 7.1 and 6, 1 and 8 (figure 1 , 2). The output pulses of the amplitude comparators 69.1, 69.2, 69.3 are fed sequentially to the pulse expanders 70.1, 70.2, 70.3 and auxiliary amplifiers 74.1, 74.2, 74.3. The signals from the outputs of the latter are fed to the logic circuits AND 103-105 (Fig.6) of the control circuit 53 (Fig.3). At the output of power amplifiers 72.1, 72.2, 72.3 (Fig. 4), which are also connected to pulse expanders 70.1, 70.2, 70.3, signals will appear only during an accident in the main network due to the supply of “1” from the output of the logic circuit NOT 148 of the control circuit ( 6) and the output of the voltage sensor 95, which provides voltage control in the main network. The outputs of the power amplifiers 72.1, 72.2, 72.3 (Fig. 4) are connected to the control electrodes of the key elements, respectively 26 28 30, 29 31 24, 32 25 27, which are turned on only in case of an accident in the main network. After switching the load (AC consumer) to the backup network, the backup network is connected to the transformer 61 together with the additional network and the emergency circuit of switching on the key elements 103-105 of the control circuit is saved (Fig. 6). Logic circuits NOT 73.1 and 73.2 together with logic circuits AND 71.1 and 71.2 (Fig. 4) exclude the simultaneous appearance of control pulses at the outputs of power amplifiers 74.1, 72.1; 74.2, 72.2; 74.3 72.3 with angles α = β, approximately equal to 30 el. hail. (figure 2). The control unit for the polarity of voltage 52 (figure 3) works as follows. When the load is connected through the main switch 16 to the main network, the transformer 75 (Fig. 5) is also connected to the main network. To the inputs of rectifiers 79.1-81.1, respectively, voltages proportional to voltages 1 + 4, 1 + 5, 1 + 6 (Fig. 1, 2) are supplied, and to rectifiers 79.2-81.2, respectively, voltages proportional to voltages 1 + 9, 1 + 7 , 1 + 8. The reference voltage Uon at the amplitude comparators 82.1, 82.2 is set so that the voltage pulses at their outputs appear at angles α and β less than or equal to 30 el. hail. To exclude emergency conditions at α = β = 30 e. hail. The logic circuits are NOT 87 and AND 88, which exclude the simultaneous supply of control pulses to key elements 45, 46, 47, 60 and 54, 55, 56, 59 (Fig. 3). At the outputs of auxiliary power amplifiers 86.1 and 86.2, regardless of the presence of the main

сети всегда существуют сигналы управления, которые обеспечивают нормальное функционирование схемы управления 53. При аварии в основной сети датчик напряжения 95 выдает сигнал на отключение основного коммутатора 16 (фиг.3), который отключает нагрузку от основной сети. Одновременно блоки контроля фазы и полярности напряжения 51 и 52 обеспечивают включение соответствующих ключевых элементов 24-32, 45-47, 54-, 56, 59, 60 (фиг.3) и подключение последовательно соединенных обмоток 42, 48; 43, 49; 44, 50 к нагрузке. При этом на трансформатор 75 (фиг.5) поступает напряжение, находящееся в фазе с основной сетью на момент аварии, и следовательно, сохранение сигналов с выходов усилителей мощности 86.1, 85.1 (86.2, 85.2).always there are control signals that ensure the normal functioning of the control circuit 53. In the event of an accident in the main network, the voltage sensor 95 issues a signal to disconnect the main switch 16 (Fig. 3), which disconnects the load from the main network. At the same time, the phase and polarity control units 51 and 52 ensure the inclusion of the corresponding key elements 24-32, 45-47, 54-, 56, 59, 60 (Fig. 3) and the connection of series-connected windings 42, 48; 43, 49; 44, 50 to the load. In this case, the transformer 75 (Fig. 5) receives a voltage that is in phase with the main network at the time of the accident, and therefore, the conservation of signals from the outputs of power amplifiers 86.1, 85.1 (86.2, 85.2).

Схема управления 53 (фиг.3) работает следующим образом. На вторичных обмотках 99, 100 согласующего трансформатора формируются напряжения, пропорциональные напряжению резервной сети, а на обмотках 111 113 напряжения, пропорциональные соответственно фазным напряжениям основной сети 1, 2, 3 (фиг.1, 2). Напряжения указанных обмоток застабилизированы на уровне максимальных величин. В нормальном режиме, когда нагрузка подключена к основной сети, за счет ключевых элементов 101, 102, 107-109 осуществляется подключение последовательно соединенных обмоток 99, 100 и 111-113 к субблоку фазовой автоподстройки частоты 119, который определяет фазу дополнительной системы напряжений. Управление ключевых элементов 101 и 102 осуществляется от блока контроля полярности напряжения. Включение ключевого элемента 101 осуществляется в интервалы времени, когда угол между напряжением 1 основной сети (например фаза А) и каким-либо напряжением 4, 5, 6 резервной сети меньше 30 эл. град. Включение ключевого элемента 102 осуществляется в интервалы времени, когда угол между напряжением 1 основной сети и каким-либо напряжением 7, 8, 9 резервной сети меньше 30 эл. град. Управление ключевыми элементами 107-109 осуществляется от логических схем И 103-105. В нормальном режиме от датчика напряжения 95 поступает «0», следовательно на выходе логической схемы НЕ 106 - «1», и состояние ключевых элементов 107-109 определяется только сигналами блока контроля фазы напряжения 51. Ключевой элемент 107 включен в интервалы времени, когда фазовый сдвиг меньше 30 эл. град. между напряжением 1 и 4 или 1 и 9 (фиг.1).. Ключевой элемент 109 включен в интервалы времени, когда фазовый сдвиг меньше 30 эл. град. между напряжением 1 и 5 или 1 и 7. Ключевой элемент 108 включен в интервалы времени, когда фазовый сдвиг меньше 30 эл. град. между напряжениями 1 и 6 или 1 и 8. Таким образом, при изменении фазы напряжения 4 относительно 1 против часовой стрелки от The control circuit 53 (figure 3) works as follows. On the secondary windings 99, 100 of the matching transformer, voltages are formed proportional to the voltage of the backup network, and on the windings 111 113 voltages proportional to the phase voltages of the main network 1, 2, 3, respectively (Figs. 1, 2). The voltages of these windings are stabilized at the level of maximum values. In normal mode, when the load is connected to the main network, due to the key elements 101, 102, 107-109, the series-connected windings 99, 100 and 111-113 are connected to the phase locked loop 119, which determines the phase of the additional voltage system. The key elements 101 and 102 are controlled from the voltage polarity control unit. The inclusion of the key element 101 is carried out at time intervals when the angle between the voltage 1 of the main network (for example, phase A) and any voltage 4, 5, 6 of the backup network is less than 30 el. hail. The inclusion of the key element 102 is carried out at time intervals when the angle between the voltage 1 of the main network and any voltage 7, 8, 9 of the backup network is less than 30 el. hail. Management of key elements 107-109 is carried out from logic circuits AND 103-105. In normal mode, “0” is received from the voltage sensor 95, therefore, the output of the logic circuit is NOT 106 - “1”, and the state of the key elements 107-109 is determined only by the signals of the voltage phase control unit 51. The key element 107 is included in the time intervals when the phase shift less than 30 el. hail. between the voltage of 1 and 4 or 1 and 9 (figure 1) .. The key element 109 is included in time intervals when the phase shift is less than 30 el. hail. between voltages 1 and 5 or 1 and 7. Key element 108 is included in time intervals when the phase shift is less than 30 el. hail. between voltages 1 and 6 or 1 and 8. Thus, when the phase of voltage 4 changes relative to 1 counterclockwise from

-30 до 30 эл. град. Приводит к изменению фазы выходного напряжения субблока фазовой автоподстройки частоты 119 на 120 эл. град. По часовой стрелке. Из полученного выходного напряжения фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) при помощи фазорасщипителя 120 получают трехфазную систему прямоугольных напряжений, которая через усилитель мощности 121 поступает на цепи управления ключевых элементов инвертора с ШИМ., формирующего дополнительную систему трехфазных напряжений 10, 11, 12 (фиг.1., 2). В указанном интервале изменения угла α субблок ФАПЧ подключен к последовательно соединенным обмоткам 99 и 111, т.е. субблок ФАПЧ формирует на выходе напряжение, находящееся в фазе с напряжением 1-4. Соответственно на других выходах фазорасщипителя 120 формируются еще два напряжения, сдвинутые относительно указанного на 120 эл. град. При подходе фазы напряжения 4 к углу α=30 эл. град. (вектор напряжения вращается против часовой стрелки) фаза напряжения 1-4 равна фазе напряжения 4+2 и вход субблока ФАПЧ подключается к последовательно соединенным обмоткам 100 и 112. При изменении фазы напряжения 4 относительно напряжения 1 от 30 до 90 эл. град. Фаза напряжения на выходе субблока ФАПЧ изменяется еще на 120 эл. град. по часовой стрелке. При α=90 эл. град. фаза напряжения 4+2 становится равной фазе напряжения 3-4 и вход субблока ФАПЧ подключается к двум последовательно соединенным обмоткам 99 и 113. При изменении фазы напряжения 4 относительно напряжения 1 от 90 до 150 эл. град. фаза напряжения на выходе субблока ФАПЧ изменяется еще до 120 эл. град. по часовой стрелке. При α=150 эл. град. фаза напряжения 3-4 становится равной фазе напряжения 1-4 и вход субблока ФАПЧ подключается к двум последовательно соединенным обмоткам 110 и 111. При α=210-270 эл. град, α=270-330 эл. град вход субблока ФАПЧ подключается соответственно к последовательно соединенным обмоткам 99 и 112, 100 и 113. Получается, что при изменении фазы напряжения 4 относительно напряжения 1 на 360 эл. град. фаза напряжения на выходе субблока ФАПЧ изменяется на 720 эл. град. в противоположном направлении. Стабилизация напряжений 4-10, 5-11, 6-12 на уровне максимальной величины осуществляется инвертором с ШИМ совместно с замкнутой системой стабилизации по напряжению. Напряжение от резервной сети поступает на генератор прямоугольного напряжения 137 (фиг.6), на выходе которого формируется прямоугольное напряжение, находящееся в фазе с резервной сетью. На выходе формирователя пилообразного напряжения 138 формируется напряжение пилообразной формы, которое поступает на первый вход амплитудного компаратора 139, на второй вход которого поступает напряжение с датчика рассогласования 136. Импульсы напряжения с выхода амплитудного -30 to 30 email hail. It leads to a change in the phase of the output voltage of the subunit of phase locked loop of frequency 119 to 120 e. hail. Clockwise. From the obtained output voltage of the phase-locked loop (PLL) using a phase splitter 120, a three-phase rectangular voltage system is obtained, which through the power amplifier 121 enters the control circuit of the key elements of the inverter with PWM., Forming an additional system of three-phase voltages 10, 11, 12 (Fig. 1 ., 2). In the indicated interval of the change in the angle α, the PLL subunit is connected to the windings 99 and 111 connected in series, i.e. the PLL subunit generates an output voltage that is in phase with a voltage of 1-4. Accordingly, at the other outputs of the phase splitter 120 two more voltages are formed, shifted relative to the indicated by 120 el. hail. When approaching the voltage phase 4 to the angle α = 30 e. hail. (the voltage vector rotates counterclockwise) the voltage phase 1-4 is equal to the voltage phase 4 + 2 and the input of the PLL subunit is connected to the windings 100 and 112 connected in series. When changing the phase of voltage 4 relative to voltage 1 from 30 to 90 el. hail. The phase of the voltage at the output of the PLL subunit changes by another 120 el. hail. clockwise. When α = 90 el. hail. the phase of voltage 4 + 2 becomes equal to the phase of voltage 3-4 and the input of the PLL subunit is connected to two windings 99 and 113 connected in series. When changing the phase of voltage 4 relative to voltage 1 from 90 to 150 el. hail. the phase of the voltage at the output of the PLL subunit varies even up to 120 el. hail. clockwise. When α = 150 e. hail. the voltage phase 3-4 becomes equal to the voltage phase 1-4 and the input of the PLL subunit is connected to two windings 110 and 111 connected in series. With α = 210-270 el. hail, α = 270-330 e. the grad input of the PLL subunit is connected respectively to series-connected windings 99 and 112, 100 and 113. It turns out that when the phase of voltage 4 changes relative to voltage 1 by 360 el. hail. the phase of the voltage at the output of the PLL subunit changes to 720 el. hail. in the opposite direction. Stabilization of voltages 4-10, 5-11, 6-12 at the maximum value level is carried out by an inverter with PWM in conjunction with a closed voltage stabilization system. The voltage from the backup network is supplied to the square-wave generator 137 (Fig. 6), at the output of which a rectangular voltage is formed, which is in phase with the backup network. At the output of the sawtooth voltage generator 138, a sawtooth voltage is formed, which is fed to the first input of the amplitude comparator 139, the second input of which receives voltage from the mismatch sensor 136. The voltage pulses from the output of the amplitude

компаратора 139 через усилитель мощности поступают на цепи стабилизации выходного напряжения инвертора с ШИМ. Переключение потребителей переменного тока с резервной сети на основную осуществляется в момент совпадения фаз напряжений указанных сетей. Достигается это путем суммирования напряжений обмоток 142 и 143, их выпрямления выпрямителем 144, сравнения с управляющим Uy в амплитудном компараторе 145 и формирования непрерывного сигнала расширителя импульсов 147. Сигнал на выходе амплитудного компаратора 145 появляется только при совпадении фаз основной и резервной сетей. Сигнал с выхода расширителя импульсов 147 поступает на основной коммутатор 16 на его включение и одновременно происходит выключение ключевых элементов 45, 46, 47, 60 и 54, 55, 56, 59 за счет снятия «I» с входов конъюкторов 84.1, 84.2. Необходимость стабилизации вторичных обмоток 142 и 143 обусловлена определением более точного момента совпадения фаз основной и резервной сетей.comparator 139 through the power amplifier are fed to the stabilization circuit of the output voltage of the inverter with a PWM. Switching of consumers of alternating current from a reserve network to the main one is carried out at the moment of coincidence of voltage phases of the indicated networks. This is achieved by summing the voltages of the windings 142 and 143, rectifying them with a rectifier 144, comparing them with the control U y in the amplitude comparator 145 and generating a continuous signal of the pulse expander 147. The signal at the output of the amplitude comparator 145 appears only when the phases of the main and backup networks coincide. The signal from the output of the pulse expander 147 goes to the main switch 16 to turn it on and at the same time the key elements 45, 46, 47, 60 and 54, 55, 56, 59 are turned off by removing “I” from the inputs of the conjunctors 84.1, 84.2. The need to stabilize the secondary windings 142 and 143 is due to the determination of a more accurate moment of coincidence of the phases of the main and backup networks.

Устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока работает следующим образом.The uninterruptible power supply for AC consumers is as follows.

В нормальном режиме электропитание потребителей переменного тока осуществляется от основной сети. При этом импульсы управления от схемы управления 53 поступают на цепи управления ключевых элементов инвертора с ШИМ, на вход которого поступает соответствующее по амплитуде напряжение с выхода неуправляемого выпрямителя 21. На цепи управления ключевых элементов 24-32, 45-47, 54-56, 59, 60 (фиг.3) в этом режиме импульсы управления не поступают. При аварии в основной сети (к.з., отклонение напряжения от номинального, исчезновение одной фазы и т.д.) основной коммутатор 16 отключает потребители переменного тока от основной сети по сигналу от датчика напряжения 95, по сигналу которого импульсы управления поступают на цепи управления соответствующих ключевых элементов 24-32, 45-47, 54-56, 59, 60, что обеспечивает подключение потребителей переменного тока к последовательно соединенным вторичным обмоткам 42, 48 43, 49, 44, 50. При этом в первоначальный момент (на момент аварии) фаза полученной системы напряжений совпадает с напряжениями основной системы. Сигналом от датчика напряжения 95 обеспечивается выключение ключевых элементов 107-109 и включение ключевого элемента 116 схемы управления (фиг.6), через который происходит подключение обмотки 99 непосредственно к субблоку ФАПЧ 119, обеспечивающему плавное изменение фазы (частоты) выходного сигнала до совпадения с фазой резервной сети. После устранения аварии при совпадении фаз напряжений основной сети и резервной с выхода амплитудного компаратора 145 поступает сигнал на расширитель импульсов In normal mode, AC power is supplied from the mains. In this case, the control pulses from the control circuit 53 are supplied to the control circuit of the key elements of the inverter with a PWM, the input of which receives the voltage of the amplitude corresponding to the output of the uncontrolled rectifier 21. The control circuit of the key elements 24-32, 45-47, 54-56, 59 , 60 (Fig. 3) in this mode, control pulses are not received. In the event of an accident in the main network (short circuit, voltage deviation from the nominal, disappearance of one phase, etc.), the main switch 16 disconnects the AC consumers from the main network by a signal from voltage sensor 95, by a signal of which control pulses are fed to the circuit control of the corresponding key elements 24-32, 45-47, 54-56, 59, 60, which ensures that AC consumers are connected to the secondary windings 42, 48 43, 49, 44, 50 connected in series. At the same time (at the moment accident) phase of the resulting system This coincides with the stresses of the main system. The signal from the voltage sensor 95 provides the shutdown of the key elements 107-109 and the inclusion of the key element 116 of the control circuit (Fig.6), through which the winding 99 is connected directly to the PLL 119 subunit, providing a smooth change in the phase (frequency) of the output signal to match the phase backup network. After the accident is eliminated, when the phases of the main voltage and the backup voltage coincide, the signal from the output of the amplitude comparator 145 receives a signal to the pulse expander

147, который обеспечивает включение основного коммутатора 16 и выключение ключевых элементов 24-32, 45-47, 54-56, 59, 60. Таким образом происходит переключение потребителя переменного тока с резервной сети на основную. Стабилизация выходного напряжения происходит следующим образом. В нормальном режиме от основной и резервной сетей потребляется одинаковый ток, поэтому ампервитки уравнительных трансформаторов 33-36, 34-37, 35-38 равны между собой и компенсируются за счет встречного включения вторичных обмоток, осуществляющих электрическую связь между уравнительными трансформаторами. Если напряжение основной сети переменного тока повышается, то изменяется соотношение токов, суммарные ампервитки уравнительных трансформаторов отличаются от нуля и на их обмотках появляется напряжение разбаланса, определяемое разностью токов вторичных обмоток, которое вычитается из напряжения основной сети и складывается с напряжением резервной сети, определяемое в основном напряжением инвертора с ШИМ, включенного последовательно геометрически с напряжением резервной сети. Напряжение потребителя переменного тока равно полусумме напряжений основной и резервной сети. Поэтому оно повышается на величину, равную половине отклонений напряжений основной сети от номинального значения. Напряжение потребителя переменного тока сравнивается с опорным напряжением. Так как напряжение у потребителя переменного тока превышает заданное, оно поступает в схему сравнения, которая обеспечивает изменение величины опорного напряжения. Напряжение на выходе резервной сети уменьшается и возникает сигнал рассогласования, который воздействует на регулятор инвертора с ШИМ, уменьшая его выходное напряжение, пока напряжение на нагрузке не станет равным номинальному с заданной точностью. При снижении напряжения основной сети процесс стабилизации напряжения происходит аналогично, но при этом выходное напряжение резервной сети повышается. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежное и качественное гарантированное электроснабжение потребителей переменного тока и высокий КПД. Следует также отметить, что в традиционных системах бесперебойного электропитания (СБП) с дельта-преобразованием, которые, как известно специалистам в данной области, имеют высокий КПД по сравнению с другими СБП, при изменении напряжения основной сети, например на 15%, энергопотери составляют 1,5%. А в предложенном устройстве по расчетам заявителей при изменении напряжения основной сети на 15% они составят 0,5%. Что еще раз подтверждает высокий КПД.147, which ensures that the main switch 16 is turned on and the key elements 24-32, 45-47, 54-56, 59, 60 are turned off. Thus, the AC consumer switches from the backup network to the main one. The stabilization of the output voltage is as follows. In normal mode, the same current is consumed from the main and reserve networks, therefore the ampere-turns of equalizing transformers 33-36, 34-37, 35-38 are equal to each other and are compensated by the on-line switching of secondary windings that carry out electrical communication between the equalizing transformers. If the voltage of the main AC network increases, the ratio of currents changes, the total ampere-turns of the equalizing transformers differ from zero and an unbalance voltage appears on their windings, determined by the difference in the currents of the secondary windings, which is subtracted from the voltage of the main network and added to the voltage of the backup network, determined mainly voltage of the inverter with a PWM, connected in series geometrically with the voltage of the backup network. The voltage of the AC consumer is equal to half the voltage of the main and backup networks. Therefore, it increases by an amount equal to half the deviation of the main voltage from the nominal value. The voltage of the AC consumer is compared with the reference voltage. Since the voltage at the consumer of alternating current exceeds a predetermined one, it enters the comparison circuit, which provides a change in the magnitude of the reference voltage. The voltage at the output of the backup network decreases and a mismatch signal occurs that acts on the inverter controller with the PWM, reducing its output voltage until the voltage at the load becomes equal to the nominal voltage with a given accuracy. With a decrease in the voltage of the main network, the process of voltage stabilization occurs similarly, but the output voltage of the backup network rises. Thus, the proposed device provides reliable and high-quality guaranteed power supply to consumers of alternating current and high efficiency. It should also be noted that in traditional uninterruptible power supply systems (UPS) with delta conversion, which, as is known to specialists in this field, have high efficiency compared to other UPSs, when the voltage of the main network changes, for example by 15%, the energy loss is 1 ,5%. And in the proposed device according to the calculations of the applicants, when the voltage of the main network changes by 15%, they will be 0.5%. Which once again confirms the high efficiency.

Claims (1)

1. Устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока, содержащее основной коммутатор, подключенный к основной сети, резервный согласующий трансформатор, подключенный через стабилизатор напряжения к резервной сети, последовательно соединенные выпрямитель, подключенный к резервной сети, и инвертор с широтно-импульсной модуляцией длительности импульсов по синусоидальному закону, включающий преобразователь постоянного напряжения в переменное и согласующий трансформатор, первичные обмотки которого соединены в звезду, концы соответствующих вторичных обмоток, являясь фазными выходами инвертора с широтно-импульсной модуляцией, соединены с ключевыми элементами основного коммутатора, а начала вторичных обмоток через вспомогательные ключевые элементы соединены последовательно с вторичными обмотками резервного согласующего трансформатора, блок контроля фазы напряжения и блок контроля полярности напряжения, выходы которых подключены к цепям управления вспомогательных ключевых элементов и ключевых элементов коммутатора, дополнительные ключевые элементы, связанные цепями управления с блоком контроля полярности напряжения и включенные параллельно цепям из последовательно соединенных вторичных обмоток резервного согласующего трансформатора и вспомогательных ключевых элементов, основные ключевые элементы, цепи управления которых подключены к блоку контроля полярности напряжения, два выпрямителя, зажимы переменного тока которых соединены с соответствующими концами вторичных обмоток резервного согласующего трансформатора, а зажимы постоянного тока соединены между собой через основные ключевые элементы, и схему управления, состоящую из трех блоков, первый из которых включает в себя объединенные разноименными концами и подключенные к общей точке вторичные обмотки трансформатора, подключенного через стабилизатор напряжения к резервной сети, первые ключевые элементы, одни силовые электроды которых объединены, другие силовые электроды подключены к свободным концам указанных обмоток, а цепи управления связаны с блоком контроля полярности напряжения; кроме того, первый блок включает логические схемы И, одни входы которых связаны с блоком контроля фазы напряжения, а вторые входы через логическую схему НЕ - с датчиком напряжения, вторые ключевые элементы, одни силовые электроды которых соединены между собой и подключены к объединенным электродам первых ключевых элементов, другие силовые электроды подключены к одноименным концам вспомогательных вторичных обмоток трансформатора, подключенного через стабилизатор напряжения к основной сети, а цепи управления связаны с логическими схемами И, третий ключевой элемент, силовые электроды которого соединены с объединенными концами вспомогательных вторичных обмоток трансформатора и объединенными силовыми электродами первых и вторых ключевых элементов, а цепи управления связаны с вспомогательной логической схемой И, один вход которой подключен к датчику напряжения, цепь из последовательно соединенных субблока фазовой автоподстройки частоты, фазорасщипителя и усилителя мощности, вход которой подключен к общей точке вспомогательных вторичных обмоток трансформатора, а выход - к цепям управления ключевых элементов инвертора; второй блок схемы управления включает в себя последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов, подключенных через стабилизатор напряжения к резервной сети и выходу инвертора, выпрямитель и датчик рассогласования, последовательно соединенные генератор прямоугольного напряжения, связанный с резервной сетью, формирователь пилообразного напряжения, амплитудный компаратор, подсоединенный дополнительно к датчику рассогласования, и усилитель, выход которого соединен с выпрямителем; третий блок схемы управления включает в себя последовательно соединенные вторичные обмотки трансформаторов, подключенных через стабилизаторы напряжения к основной и резервной сетям, выпрямитель, амплитудный компаратор, подключенный вторым входом к источнику управляющего напряжения, расширитель импульсов, соединенный с основным коммутатором, логическую схему НЕ и логическую схему И, подключенную вторым входом к датчику напряжения, а выходы логических схем НЕ и И соединены соответственно с блоком контроля полярности напряжения, вторыми входами вспомогательной логической схемы И первого блока схемы управления и блоком контроля фазы напряжения, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит в каждой фазе основной сети по два уравнительных трансформатора, начала первичных обмоток, одних из которых включены в соответствующие фазные выводы основной сети, а начала первичных обмоток вторых уравнительных трансформаторов последовательно через ключевые элементы коммутатора соединены с фазными выходами инвертора с широтно-импульсной модуляцией, при этом концы первичных обмоток уравнительных трансформаторов объединены и подключены к соответствующим клеммам потребителя, а вторичные обмотки уравнительных трансформаторов соединены встречно параллельно, кроме этого, выпрямитель, подключенный к резервной сети, выполнен неуправляемым.
Figure 00000001
1. An uninterruptible power supply device for alternating current consumers, comprising a main switch connected to the main network, a backup matching transformer connected through a voltage regulator to the backup network, a rectifier connected in series to the backup network, and an inverter with pulse-width modulated sinusoidal pulse width modulation law, including a DC-to-AC converter and matching transformer, the primary windings of which are connected to Here, the ends of the corresponding secondary windings, being the phase outputs of an inverter with pulse-width modulation, are connected to the key elements of the main switch, and the beginning of the secondary windings through the auxiliary key elements are connected in series with the secondary windings of the backup matching transformer, voltage phase control unit and voltage polarity control unit the outputs of which are connected to the control circuits of auxiliary key elements and key elements of the switch, additional key elements connected by control circuits with a voltage polarity control unit and connected in parallel with circuits of serially connected secondary windings of a backup matching transformer and auxiliary key elements, the main key elements whose control circuits are connected to a voltage polarity control unit, two rectifiers, whose AC terminals are connected to the respective ends of the secondary windings of the backup matching transformer, and the DC terminals are interconnected through cutting the main key elements, and a control circuit consisting of three blocks, the first of which includes the secondary windings of a transformer connected through opposite ends and connected to a common point, connected through a voltage regulator to the backup network, the first key elements, one of which power electrodes are combined, other power electrodes are connected to the free ends of these windings, and the control circuit is connected to a voltage polarity control unit; in addition, the first block includes AND logic circuits, some of whose inputs are connected to the voltage phase control unit, and the second inputs, through the logic circuitry, NOT to a voltage sensor, second key elements, one power electrodes of which are interconnected and connected to the combined electrodes of the first key elements, other power electrodes are connected to the ends of the auxiliary secondary windings of the transformer of the same name, connected through a voltage stabilizer to the main network, and the control circuits are connected to logic circuits and And, the third key element, the power electrodes of which are connected to the combined ends of the auxiliary secondary windings of the transformer and the combined power electrodes of the first and second key elements, and the control circuits are connected to the auxiliary logic circuit I, one input of which is connected to the voltage sensor, a chain of series-connected subunit of phase locked loop, phase splitter and power amplifier, the input of which is connected to the common point of the auxiliary secondary windings of the transformer, and the output etc. - to the control circuits of the key elements of the inverter; the second block of the control circuit includes series-connected secondary windings of transformers connected through a voltage regulator to the backup network and the inverter output, a rectifier and a mismatch sensor, series-connected rectangular voltage generator connected to the backup network, a sawtooth voltage generator, an amplitude comparator connected in addition to mismatch sensor, and an amplifier whose output is connected to the rectifier; the third block of the control circuit includes series-connected secondary windings of transformers connected through voltage stabilizers to the main and backup networks, a rectifier, an amplitude comparator connected to the control voltage source by a second input, a pulse expander connected to the main switch, a logic circuit NOT, and a logic circuit And, connected by the second input to the voltage sensor, and the outputs of the logic circuits are NOT and AND are connected respectively to the voltage polarity control unit, second by the inputs of the auxiliary logic circuit And the first block of the control circuit and the voltage phase control unit, characterized in that it additionally contains in each phase of the main network two equalizing transformers, the beginning of the primary windings, one of which is included in the corresponding phase outputs of the main network, and the beginning the primary windings of the second equalizing transformers are connected in series through the key elements of the switch to the phase outputs of the pulse-width modulated inverter, the ends being primary compensating winding transformer coupled and connected to corresponding terminals of the consumer, and the secondary windings of transformers are connected in the compensating in parallel, in addition, a rectifier connected to the backup network configured unmanageable.
Figure 00000001
RU2008138656/22U 2008-09-29 2008-09-29 UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY FOR AC CONSUMERS RU81855U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138656/22U RU81855U1 (en) 2008-09-29 2008-09-29 UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY FOR AC CONSUMERS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138656/22U RU81855U1 (en) 2008-09-29 2008-09-29 UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY FOR AC CONSUMERS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU81855U1 true RU81855U1 (en) 2009-03-27

Family

ID=40543384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008138656/22U RU81855U1 (en) 2008-09-29 2008-09-29 UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY FOR AC CONSUMERS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU81855U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475922C1 (en) * 2011-11-17 2013-02-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Ac voltage converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475922C1 (en) * 2011-11-17 2013-02-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Ac voltage converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9379633B2 (en) HVDC system and method to control a voltage source converter in a HVDC system
US10355526B2 (en) Bi-directional inductive power transfer
US9531288B2 (en) Systems and methods for balancing UPS output voltages during transitions between operating modes
JP4445470B2 (en) Power supply
CN105305598B (en) Uninterruptible power supply and method of operation
US20170294853A1 (en) Switching scheme for static synchronous compensators using cascaded h-bridge converters
US20170279302A1 (en) Uninterruptible power supply apparatus
CN104730406A (en) Inverter and method for detecting a phase failure in an energy supply grid
EP2827487B1 (en) Power conversion apparatus
US10833528B2 (en) Uninterruptible power supply system
KR101027988B1 (en) Serial type compensating rectifier and Uninterruptible Power Supply having that
KR20220020955A (en) Voltage balancing system and method for multilevel converter
CN102104254B (en) Land power source device for ship
RU81855U1 (en) UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY FOR AC CONSUMERS
EP2824818B1 (en) Power converter
Kim et al. Design of low-voltage high-current rectifier with high-efficiency output side for electrolytic disinfection of ballast water
CN116349127A (en) Apparatus and method for operating three-level or multi-level inverter
RU2659811C1 (en) Renewable sources direct current electric energy switching to the three-phase ac network method and device
JP3826722B2 (en) Power supply for uninterruptible construction
RU168544U1 (en) COMBINED VOLTAGE CONTROL DEVICE
RU196125U1 (en) DEVICE FOR COMPENSATION OF VOLTAGE AND REACTIVE POWER OF ELECTRIC NETWORK
US11539215B2 (en) Voltage control inverter, power source apparatus, and control method
JP7129258B2 (en) Uninterruptible power system
JP4412224B2 (en) Uninterruptible power system
RU1793514C (en) Transformer-thyristor compensator of reactive power

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090930