SU1573503A1

SU1573503A1 - Агрегат бесперебойного питани посто нным током

Info

Publication number: SU1573503A1
Application number: SU853899900A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Серафимович Картавых; Анатолий Иванович Слугин; Владимир Михайлович Трошкин; Александр Петрович Борисов
Priority date: 1985-05-27
Filing date: 1985-05-27
Publication date: 1990-06-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к устройствам дл обеспечени бесперебойного питани ответственных потребителей. Целью изобретени вл етс повышение надежности за счет контрол мгновенных значений напр жени основного источника. Агрегат содержит первую входную клемму 1, к которой подключены последовательно соединенные коммутирующий аппарат 2, управл ющий вход которого подключен к блоку 3 задержки, трансформатор 4, неуправл емый выпр митель 5, выход которого подключен к выходной клемме 6, котора через последовательно соединенные диод 7 и второй коммутирующий аппарат 8 с параллельно включенным тиристором 9 подключена ко второй входной клемме 10 дл подключени к резервному источнику посто нного тока. Агрегат содержит также датчик напр жени 11 основного источника, вход которого подключен к клемме 1, а выход - к входу узла 12 выделени максимального напр жени с пороговым элементом и к первому входу узла 13 выделени минимального напр жени с регулируемым порогом, компаратор 14, первый вход которого подключен к выходу узла 13 и к выходу эталонного источника 15, а второй вход - к выходу узла 12. Устройство имеет блок 16 управлени коммутирующими аппаратами, вход которого подключен к выходу компаратора 14, а первый выход блока 16 - к входу блока 17 согласовани , второй выход - к второму входу узла 13, причем первый выход блока 17 подключен к управл ющему выводу тиристора 9, а второй выход - к блоку 3 задержки. 1 ил.

Description

напр жени с регулируемым порогом, компаратор 14, первый вход которого подключен к выходу узла 13 и выходу эталонного источника 15, а второй вход - к выходу узла 12. Устройство имеет блок 16 управлени коммутирующими аппаратами, в,ход которого подключен к выходу компаратора 14, а первый выход блока 16 - к входу блока 17 согласовани , второй выход - к второму входу узла 13, причем первый выход блока 17 подключен к управл ющему выводу тиристора 9, а второй выход - к блоку 3 задержки. 1 ил„

Изобретение относитс к электро- тфхнике, в частности к устройствам дл обеспечени бесперебойного питани ответственных потребителей

Целью изобретени вл етс повы- шфние надежности устройства за счет контрол мгновенных значений основного источника питани и гарантированного питани от резервного источника при аварийных колебани х выходного напр жени основного выпр мител

На чертеже приведена блок-схема агрегата бесперебойного питани посто нным токомо

Агрегат содержит первую входную клемму 1, к которой подключены последовательно соединенные коммутирующий аппарат 2, управл ющий вход которого подключен к блоку 3 задержки, трансформатор 4, неуправл емый выпр митель 5 выход которого подключен.к выходной клемме 6, котора через последовательно соединенные диод 7 и второй коммутирующий аппарат 8 с параллельно включенным тиристором 9 подключена к второй входной клемме 10 дл подключени к резервному источнику посто нного тока, датчик 11 напр жени основного источника, вход которого подключен к клемме 1, а выход - к входу узла 12 выделени максимального напр жени с пороговым элементом и первому входу узла 13 выделени минимального напр жени с регулируемым порогом , компаратор 14, первый вход которого подключен к выходу узла 13 и выходу эталонного источника 15, а второй вход - к выходу узла 12, блок 16 управлени коммутирующими аппаратами, вход которого подключен к выходу компаратора 14, а первый выход блока 16 - к входу блока 17 согласовани , второй выход - к второму входу узла 13 Первый выход блока 17 подключен к управл ющему выводу тиристора 9, а второй выход - к блоку 3 задержки Блок 1Ь

5

0

5

0

5

0

5

O

5

управлени может иметь несколько вариантов исполнени , один из которых приведен на фиг.10 Блок lb управлени включает в себ первый элемент И-НЕ 18, первый вход которого подключен к входу блока 16 управлени и входу первого элемента НЕ 19, а второй вход подключен к выходу второго элемента НЕ 20, блок 21 задержки, выход которого подключен к входу второго элемента НЕ 20 и первому входу второго элемента И-НЕ 22, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ 19, триггер 23, первый вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ 22, второй вход - к выходу элемента И-НЕ 18, а первый и второй выходы триггера 23 вл ютс соответственно первым и вторым выходами блока 16 управлени , причем второй выход триггера 23 подключен к входу блока 21 задержки

Узлы 12 и 13 могут также иметь несколько вариантов исполнени , один из которых приведен на фигЛ о В узле 12 резисторы 24 - 28 соединены последовательно , причём свободный вывод резистора 24 вл етс входом узла 12, а вывод, соединенный с резистором 25, подключен через резистор 29 к общему проводуо Параллельно резистору 25 включен диод 30, анод которого подключен к узлу соединени резисторов 24, 25 и 29, а катод - к узлу соединени резисторов 25 и 26 и конденсатору 31, второй вывод которого подключен к общему проводу. Резистор 27 вл етс переменным и регулирующий вывод его подключен к катоду стабилитрона 32о Анод стабилитрона 32 в- . л етс выходом узла 12 и через резистор 33 подключен к общему проводу и резистору 28, Узел 13 включает в себ резистор 34, диод 35, катод которого подключен к первым выводам резисторов 34 и 36 и вл етс первым входом узла 13, Анод диода 35 подключен к второму выводу резистора 34, к первому и регулирующему выводу переменного резистора 37, к первому выводу замыкающего контакта реле 38, а через конденсатор 39 к общему проводу и второму выводу резистора 360 Второй вывод резистора 37 подключен к первому выводу переменного резистора 40 и второму выводу замыкающего контакта реле 38, первый вход которого подключен к источнику питани иип , а второй вход вл етс вторым входом узла 13 Второй вывод резистора 40 подключен к общему проводу, а регулирующий вывод - к первому выводу резистора 41, второй вывод которого вл етс выходом узла 13. Эталонный источник 15 включает в себ источник питани иип и резистор 42

Агрегат работает следующим образом о

При наличии напр жени основного источника на клемме 1 датчик 11 напр жени формирует выпр мленное напр же- 25 ного источника Этим обеспечиваетс

ние положительной пол рности, которое поступает на входы узлов 12 и 13 Последние формируют посто нные напр жени , которые пропорциональны соответственно максимальному и минимальному значени м входного выпр мленного напр жени Параметры узлов 12 и 13 и параметры эталонного источника 15 выбраны такими, чтобы напр жение на первом входе компаратора 14 при номинальном напр жении основного источника было бы больше напр жени второго входа Компаратор 14 при этом формирует нулевой сигнал, а блок 16 управлени на первом выходе формирует единичный сигнал, на втором - нулевой Коммутирующий аппарат 2 замкнут, коммутирующий аппарат 8 разомкнут, тиристор 9 выключен На клемму 6 поступает выпр мленное напр жение основ-45 точник,

ного источника,, При повышении напр жени основного источника выше заданного уровн срабатывает пороговый элемент в узле 12 и на втором входе компаратора 14 напр жение становитс выше напр жени на первом входе Компаратор 14 формирует единичный сигнал , который поступает в блок 1Ь управлени 0 Последний формирует при этом на первом выходе нулевой сигнал, который, пройд через блок 17 согласовани , вызывает с одной стороны включение тиристора 9, с другой стороны - ускоренный сброс блока 3 задержки и формирование им сигнала на отключение коммутирующего аппарата 2. Коммутирующий аппарат 2 размыкаетс , и одновременно с его выхода управлени выдаетс сигнал на включение коммутирующего аппарата 8 Тиристор 9 шунтируетс , что приводит к его выключению В результате ток нагрузки,

подключенной к клемме 6, начинает течь через коммутирующий аппарат 8 и диод 7. Одновременно единичный сигнал с второго входа блока 16 управлени поступает на второй вход узла

5 13, что приводит к уменьшению напр жени на выходе узла 13, а следовательно , и уменьшению напр жени на первом входе компаратора 14 При понижении напр жени основного источника до номинального значени компаратор 14 из-за уменьшени напр жени на его первом входе возвращаетс в первоначальное нулевое состо ние при другом более низком напр жении основ0

гистерезис по уровню напр жени отключени и подключени основного источника ,, При поступлении на вход блока 16 управлени нулевого сигнала на

первом его выходе формируетс единичный сигнал, на втором - нулевой. Единичный сигнал с первого выхода блока 16 управлени , пройд через блок 17 согласовани , задерживаетс на определенное врем блоком 3 и, поступа на управл ющий вход коммутирующего аппарата 2, вызывает его замыкание„ После замыкани коммутирующего аппарата 2 с его выхода управлени поступает сигнал в коммутирующий аппарат 8, вызывающий его отключение. В результате к выходной клемме 6 подключаетс через неуправл емый выпр митель 5 и трансформатор 4 основной исНулевой сигнал с второго выхода блока управлени , поступа в узел 13, вызывает установку элементов, обеспе- чивающих гистерезис, в исходное со- сто ние, что приводит к повышению напр жени на первом входе компаратора 14.

Аналогично работает агрегат при снижении напр жени основного источ- ника ниже заданного уровн , только в этом случае напр жение на первом входе компаратора становитс меньше (более отрицательным) напр жени на втором входе

,-

На фиг„1 раскрыты узлы J2 и 13 и блок 16 управлени Б узле 12 резисторы 24, 25 и 29, конденсатор 31 и диод 30 образуют фильтр, который обеспечивает вследствие меньшего значе ни посто нной времени зар да по сравнению с посто нной времени разр да конденсатора 31 формирование посто нного напр жени , пропорционального максимальному (амплитудному) значений входного напр жени . Резисторы 26 - 28 образуют делитель, с помощью которого выводитс на нужный порог срабатывани пороговый элемент - ста- б литрон 32„Параметры резисторов 26 - 28 и стабилитрона 32 выбираютс такими , чтобы стабилитрон 32 пробилс только при повышении напр жени ,на узла 12 заданного значени и вызвал срабатывание компаратора 14 Пр|и более низком напр жении стабилитрон 32 закрыт и второй вход ком- пйратора 14 через резистор 33 подключен к общему проводуо

В узле 13 резисторы 34 и 36, конденсатор 39 и диод 35 образуют фильтр который обеспечивает вследствие меньшего значени посто нной времени разр да по сравнению с посто нной вре- мени зар да конденсатора 39 формирование посто нного напр жени , пропорционального минимальному значению пульсаций выпр мленного напр жени датчика 11 о Резисторы 37 и 40 образуют делитель с регулируемым переменным резистором 40 порогом срабатывани компаратора 14 при понижении напр жени основного источника ниже заданного уровн , Уровень напр жени на регулирующем резисторе 40 определ етс величиной резистора 41 узла 13, величиной резистора 42 и напр жени источника питани эталонного источника 150 Замыкающий контакт реле 38 и резистор 37 вл ютс элементами, которые обеспечивают гистерезис по уровню напр жени отключени и подключени основного источника, величина которого регулируетс с помощью резистора 37в Гистерезис позвол ет исключить многократное подключение нагрузки к аварийному основному источнику, напр жение которого под нагрузкой выходит за пределы допустимой нормы, а без нагрузки находитс в допустимом пределе. Величина .гистерезиса пр мо пропорциональна внутреннему сопротивлению основного источника.

0

5

Q

5

0

5

0

5

В узлах 12 и 13 посто нные времени зар да конденсатора 31 и разр да конденсатора 39 выбираютс исход из двух условий: с одной стороны,должно обеспечиватьс максимальное быстродействие агрегата при аварии основного источника, с другой стороны, должно быть исключено ложное подключение резервного источника из-за наличи коммутационных всплесков и провалов напр жени основного источника

Блок 16 управлени работает следующим образомо

В исходном состо нии при номинальном напр жении основного источника в блок 16 управлени с компаратора 14 поступает нулевой сигнал0 Триггер 23 находитс в состо нии, когда на втором его выходе и на выходе блока 21 задержки присутствует нулевой сигнал, а на первом выходе триггера 23 и элемента НЕ 20 единичный сигнал0 При поступлении в блок 16 управлени единичного сигнала на обоих входах элемента И-НЕ 18 присутствуют единичные сигналы и на его выходе формируетс нулевой сигнал. Триггер 23 измен ет свое состо ние, устанавлива сь в состо ние , когда на первом его выходе формируетс нулевой сигнал, а на втором единичный сигнал. Единичный сигнал с второго выхода триггера 23 задерживаетс блоком 21 задержки и затем поступает на вход элемента НЕ 20„ В результате на втором входе элемента И-НЕ 18 формируетс нулевой сигнал , который вызывает формирование на выходе этого элемента единичного сигнала., При поступлении на вход блока 16 управлени нулевого сигнала он инвертируетс элементом НЕ 19 На обоих входах элемента И-НЕ 22 присутствуют единичные сигналы, что приводит к формированию на его выходе нулевого сигнала,, Триггер 23 устанавливаетс в первоначальное состо ние

Блок 21 задержки исключает возможность работы потребител от источника посто нного напр жени через тиристор 9 в случае кратковременного уменьшени напр жени основного источника за допустимый предел, когда амплитуда выпр мленного напр жени неуправл емого выпр мител 5 меньше напр жени резервного источника посто нного тока Длительность задержки блоком 21 должна быть не меньше времени от момента срабатывани триггера 23

до момента размыкани коммутирующего аппарата 2„

При переключении с резервного источника на основной коммутирующий аппарат 8 размыкаетс после того, как замкнетс коммутирующий аппарат 2, т0е0 существует врем , в течение которого коммутирующие аппараты 2 и 8 одновременно замкнуты. Дл исключе- ни протекани тока между основным и резервным источниками в этом промежутке времени установлен диод 7

При системных авари х напр жение основного источника может периодически проходить допустимую зону подключени его к выходу устройства„ Чтобы избежать подключени аварийного основного источника к выходной клемме 6 введен блок 3 задержки, который за- держивает включение коммутирующего аппарата 2 на врем аварийного состо ни основного источника

Изобретение позволит обеспечить за счет высокого быстродействи кон- троль основного источника как при повышении , так и при понижении его за допустимые пределы гарантированным питанием посто нным током ответственных потребителей„

Claims

Формула изобретени

Агрегат бесперебойного питани посто нным током, содержащий первую входную клемму дл подключени к основному источнику переменного тока, к которой подключены последовательно соединенные первый коммутирующий аппарат с управл ющим входом, подключенным к выходу блока задержки, трансформатор , неуправл емый выпр митель,

Q

5 0

5 0

5

0

выход которого подключен к выходной клемме, котора через последовательно соединенные диод и второй коммутирующий аппарат с параллельно включенным тиристором подключена к второй входной клемме дл подключени к резервному источнику посто нного тока, датчик напр жени основного источника8 компаратор, первый вход которого подключен к эталонному источнику, аыход - к входу блока управлени коммутирующими аппаратами с двум выходами, причем первый выход подключен к входу блока согласовани с двум выходами, первый выход которого соединен с управл ющим входом тиристора, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности, введены узел выделени максимального значени напр жени с пороговым элементом и узел выделени минимального значени напр жени с регулируемым порогом, выходы которых подключены соответственно к второму и первому входам компаратора, при этом первый вход узла выделени минимального напр жени с регулируемым порогом и вход узла выделени максимального напр жени с пороговым элементом подсоединены к выходу дат- чика напр жени основного источника, вход которого подключен к первой входной клемме, а второй вход узла выделени минимального напр жени с регулируемым порогом подключен к второму выходу блока управлени коммутирующими аппаратами, а выход управлени первого коммутирующего аппарата подсоединен к входу управлени второго коммутирующего аппарата, кроме этого, вход блока задержки соединен с вторым выходом блока согласовани