SU1686608A1

SU1686608A1 - Continuous dc power supply system

Info

Publication number: SU1686608A1
Application number: SU884493266A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Лаптев
Original assignee: Предприятие П/Я М-5374
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1991-10-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл построени систем электропитани вычислительной техники и аппаратуры, дл которой необходимо обеспечить непрерывность электропитани при авари х и переходных процессах в системе электроснабжени . Цель изобретени - снижение массы и габаритов системы непрерывного электропитани . Система через блок коммутации подключена к двум каналам генерировани переменного напр жени . Система имеет два силовых трансформатора, три группы выпр мителей и выходной стабилизатор напр жени посто нного тока. Вторичные обмотки трансформатора и выпр мители включены таким образом, что образуют три ветви питани нагрузки. При наличии напр жени в двух каналах генерировани энерги в нагрузку поступает с той ветви, котора обеспечивает одинаковую нагрузку трансформаторов. При аварии одного из каналов работает одна из других вышепоименнованных ветвей, обеспечива питание нагрузки от рабочего канала генерировани 2 ил. ЁThe invention relates to electrical engineering and can be used to build power supply systems for computing equipment and apparatus, for which it is necessary to ensure uninterrupted power supply in case of accidents and transients in the power supply system. The purpose of the invention is to reduce the weight and size of the continuous power supply system. The system through the switching unit is connected to two alternating voltage generating channels. The system has two power transformers, three groups of rectifiers, and an output DC voltage regulator. The secondary windings of the transformer and the rectifiers are included in such a way that they form three branches of the power supply to the load. In the presence of voltage in two channels of generation of energy, the load comes from the branch that provides the same load on the transformers. In the event of a failure of one of the channels, one of the other named branches works, providing power to the load from the working channel of generation 2 sludge. Yo

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл построени систем электропитани вычислительной техники и аппаратуры, дл которо: необходимо обеспечить непрерывность электропитани при авари х и переходных процессах в системе электроснабжени .The invention relates to electrical engineering and can be used to build power supply systems for computing equipment and apparatus, for which: it is necessary to ensure uninterrupted power supply in case of accidents and transients in the power supply system.

Цель изобретени - снижение массы и габаритов системы непрерывного электропитани .The purpose of the invention is to reduce the weight and size of the continuous power supply system.

На фиг.1 представлена принципиальна схема системы непрерывного электропитани посто нного тока дл случа трехфазного переменного тока; на фиг.2 - эквивалентна схема системы,Figure 1 is a schematic diagram of a continuous-current power supply system for a three-phase alternating current case; figure 2 is the equivalent circuit of the system,

Система через блок 1 коммутации подключена к двум каналам 2 и 3 генерировани , обеспечивающим питание системыThe system through the switching unit 1 is connected to two channels 2 and 3 of the generation, providing power to the system

переменным трехфазным током (фиг. 1). Схема включает в себ два силовых трансформатора 4 и 5 с первичными обмотками 6 и 7 соответственно. Каждый трансформатор 4 или 5 содержит также две группы вторичных обмоток 8 и 9 или 10 и 11 и дополнительных обмоток 12 и 13 или 14 и 15, Группы выпр мительных диодов 16 и 17, а также группа дополнительных выпр мительных диодов 18 в совокупности с соответствующими вторичными и дополнительными обмотками 8- 15 образуют три выпр мител , выходы которых включены параллельно и присоединены к входам импульсных стабилизаторов 19, содержащих широтно-импульсный модул тор 20, измерительный орган 21, присоединенный к общему выходу стабилизаторов, и датчики 22-25 тока. Стабилизаторы 19 соО 00alternating three-phase current (Fig. 1). The circuit includes two power transformers 4 and 5 with primary windings 6 and 7, respectively. Each transformer 4 or 5 also contains two groups of secondary windings 8 and 9 or 10 and 11 and additional windings 12 and 13 or 14 and 15, Groups of rectifying diodes 16 and 17, as well as a group of additional rectifying diodes 18 in conjunction with the corresponding secondary and additional windings 8-15 form three rectifiers, the outputs of which are connected in parallel and connected to the inputs of the pulse stabilizers 19, containing a pulse-width modulator 20, a measuring element 21 connected to the common output of the stabilizers, and current sensors 22-25 . Stabilizers 19 COO 00

о о оLtd

0000

держат также транзисторы 26-29, блок 30 диодов обратного тока, состо щий из дио- доа 31-34, фильтрующие дроссели 35-38 и выходной конденсатор 39.they also hold transistors 26-29, a block of 30 reverse current diodes consisting of diodes 31-34, filter chokes 35-38, and an output capacitor 39.

Система работает следующим образом.The system works as follows.

При подключении системы блоком 1 коммутации к каналам 2 и 3 генерировани переменного тока напр жение подаетс на первичные обмотки 6 и 7 трансформаторов 4 и 5. Напр жени трансформируютс во вторичные обмотки 8 и 9, а также 10 и 11 и дополнительные обмотки 12 и 13, а также 14 и 15 трансформаторов 4 и 5.When the system is connected by the switching unit 1 to the alternating current channels 2 and 3, the voltage is applied to the primary windings 6 and 7 of transformers 4 and 5. The voltages are transformed to the secondary windings 8 and 9, as well as 10 and 11 and additional windings 12 and 13, as well as 14 and 15 transformers 4 and 5.

Вторичные обмотки 8 трансформатора 4, соединенные началами по схеме звезда, а концами через одинаково направленные диоды 16-с концами других фаз другой группы вторичных обмоток 9 данного трансформатора 4, образуют выпр митель, потребл ющий энергию, поступающую в первичные обмотки 6 данного трансформатора 4.The secondary windings 8 of the transformer 4 connected by the star circuit, and the ends through the same directional diodes 16 with the ends of the other phases of the other group of the secondary windings 9 of this transformer 4, form a rectifier that consumes energy entering the primary windings 6 of this transformer 4.

Аналогично, вторичные обмотки 10 и 11 трансформатора 5 с диодами 17 образуют выпр митель, потребл ющий энергию, поступающую в первичные обмотки 7 трансформатора 5.Similarly, the secondary windings 10 and 11 of the transformer 5 with the diodes 17 form a rectifier that consumes the energy supplied to the primary windings 7 of the transformer 5.

Третий многофазный двухполупериодный выпр митель, образованный всеми вторичными обмотками 8 и 11 и всеми дополнительными обмотками 12-15 трансформаторов 4 и 5, св занных диодами 18, потребл ет энергию , поступающую как в первичные обмотки 6 трансформатора 4, так и в первичные обмотки 7 трансформатора 5. Функционирование системы по сн ет ее эквивалентна схема (фиг.2).The third multi-phase full-wave rectifier formed by all the secondary windings 8 and 11 and all the additional windings 12-15 of transformers 4 and 5 connected by diodes 18 consumes the energy entering both the primary windings 6 of the transformer 4 and the primary windings 7 of the transformer 5. The operation of the system is explained in its equivalent circuit (FIG. 2).

Ветвь с источником KUi моделирует выпр митель на группе диодов 16, ветвь с источником KUa моделирует выпр митель на группе диодов 17, ветвь источниками 1/2 (К + A)Ui: 1/2(K+ A)U2 моделирует выпр митель на группе диодов 18.A branch with a source KUi models a rectifier for a group of diodes 16, a branch with a source KUa models a rectifier for a group of diodes 17, a branch with sources 1/2 (K + A) Ui: 1/2 (K + A) U2 models a rectifier on a group of diodes 18.

Коэффициент К св зан с соотношением первичных 6 или 7 и вторичных обмоток 8 и 9 или 10 и 11, а коэффициент А - с соотношением первичных 6 или 7 и дополнительных обмоток 12 и 15 или 13 и 14.The coefficient K is related to the ratio of primary 6 or 7 and secondary windings 8 and 9 or 10 and 11, and the coefficient A to the ratio of primary 6 or 7 and additional windings 12 and 15 or 13 and 14.

Число витков дополнительных обмоток 12 и 15 или 13 и 14 выбираетс из услови , что во всех установившихс режимах справедливо неравенствоThe number of turns of the additional windings 12 and 15 or 13 and 14 is chosen from the condition that in all established modes the inequality is valid

-(K + A)Ui+j(K+A}U2- (K + A) Ui + j (K + A} U2

KUiKui

KU2KU2

где Ui и U2 - напр жени в каналах 2 и 3 генерировани соответственно при учете того обсто тельства, что, например, Ui может быть максимальным, a Ua - минимальным. В этом случае во всех установившихс режимах энерги поступает по ветви с диодами 18, и, приблизительно, поровну распредел етс энергопотребление от каналов 2 и 3. При провале напр жени Uisce энергопотребление осуществл етс по ветви с диодами 17, а при провале U2 все энергопотребление осуществл етс по ветви с диодом 16. При всплеске напр жени на одном из каналов он срезаетс стабилизатором 19.where Ui and U2 are the voltages in the generation channels 2 and 3, respectively, taking into account the fact that, for example, Ui may be maximum, and Ua is minimal. In this case, in all established modes, the energy flows through the branch with diodes 18, and approximately the energy consumption from channels 2 and 3 is evenly distributed. When Uisce voltage fails, power consumption occurs along the branch with diodes 17, and when U2 fails, all energy consumption occurs along a branch with diode 16. When a voltage surge occurs in one of the channels, it is cut off by a stabilizer 19.

Аналогично функционирование системы по сн етс по схеме фиг. 1.Similarly, the operation of the system is explained in FIG. one.

При нормальном режиме работы каналов 2 и 3 генерировани переменного тока на первичные обмотки 6 и 7 трансформаторов 4 и 5 подаютс почти одинаковые напр жени ,During normal operation of channels 2 and 3 of generating alternating current, almost identical voltages are applied to the primary windings 6 and 7 of transformers 4 and 5

и выходное напр жение выпр мител на диодах 18 за счет согласно-последовательного включени дополнительных обмоток 12 и 15 превышает напр жени , которые могут иметь на выходе выпр мители на диодах 16and the output voltage of the rectifier on the diodes 18 due to the consistent connection of the additional windings 12 and 15 exceeds the voltages that the rectifiers on the diodes 16 can have at the output

и 17. В результате при нормальном режиме диоды 16 и 17 смещены в обратном направлении и тока практически не пропускают. В этом режиме выпр митель работает на диодах 18, причем за счет последовательногоand 17. As a result, in the normal mode, the diodes 16 and 17 are shifted in the opposite direction and almost no current is passed. In this mode, the rectifier operates on diodes 18, and at the expense of sequential

включени обмоток 8, 11, 12 и 15, а также 9, 10,13 и 14 трансформаторов 4 и 5, первичные обмотки б и 7 которых подключены к разным каналам 2 и 3 генерировани , система непрерывного электропитани имеет равное потребление от каждого из каналов 2 или 3.switching on windings 8, 11, 12 and 15, as well as 9, 10,13 and 14 transformers 4 and 5, the primary windings b and 7 of which are connected to different generation channels 2 and 3, the continuous power supply system has equal consumption from each of the channels 2 or 3.

Возмущение напр жени по одному из каналов на выходе выпр мител на диодах 8 ослабл етс в два раза за счет равного вли ни каждого из каналов 2 и 3 генерировани , Окончательна стабилизаци напр жени осуществл етс стабилизатором 19, составленным из р да параллельно включенных по входу и выходу чеек, выполненных в виде импульсных стабилизаторов, чтоThe perturbation of the voltage through one of the channels at the output of the rectifier on the diodes 8 is attenuated by two times due to the equal influence of each of the channels 2 and 3 of the generation. The final voltage stabilization is carried out by a stabilizer 19 composed of a series of parallel-connected at the input and output cells, made in the form of pulsed stabilizers, that

позвол ет уменьшить пульсации как на выходе , так и на входе стабилизатора 19, Выравнивание токов в чейках осуществл етс за счет суммировани в широтно-импульс- ном модул торе 20 сигнала рассоглсовани allows to reduce pulsations both at the output and at the input of the stabilizer 19. The currents in the cells are equalized by summing the dissipation signal in the pulse-width modulator 20

с измерительного органа 21 выходного напр жени с сигналами датчиков 22-25 тока соответствующих каналов. В частном случае может быть использован и одноканальный стабилизатор 19.from the measuring organ 21 of the output voltage with the signals of the current sensors 22-25 of the corresponding channels. In the particular case can be used and single-channel stabilizer 19.

При существенном возмущении, например пропадании напр жени в одном из каналов 2 или 3 генерировани , начинают работать выпр мители на диода 17 или 16.With a significant disturbance, for example, the loss of voltage in one of the channels 2 or 3 of the generation, the rectifiers start to operate on the diode 17 or 16.

При работе выпр мител на диодах 17 группы диодов 16 и 18 наход тс в режимах обратного смещени и тока не провод т.In operation, the rectifier on the diodes 17 of a group of diodes 16 and 18 are in reverse bias and current is not conducted.

При работе выпр мительного устройства на диодах 16 разгруженными оказывают- с диоды 17 и 18.When the rectifier operates on diodes 16, they are unloaded from diodes 17 and 18.

Через некоторое врем , если напр жение в поврежденном канале 2 или 3 генерировани не восстановитс , блок 1 коммутации переключит обесточенный трансформатор 4 или 5 к действующему каналу генерировани , а при восстановлении указанного канала генерировани вернетс в исходное состо ние, соответствующее нормальному режиму работы системы. After some time, if the voltage in the damaged channel 2 or 3 of the generation is not restored, the switching unit 1 switches the de-energized transformer 4 or 5 to the actual generation channel, and when the specified generation channel is restored, it will return to its original state of operation.

Уменьшение напр жени на входе стабилизатора 19 определ етс в основном числом витков в дополнительных обмотках 12-15, а их выбор производитс в св зи со стабильностью напр жений в каналах 2 и 3 генерировани при нормальных режимах так, чтобы посто нно работал выпр митель на диодах 18 и не работали выпр мители на диодах 16 и 17. Этот режим обеспечивает одинаковую нагрузку на трансформаторы 4 и 5 при одинаковом потреблении от каналов 2 и 3 генерировани .The voltage reduction at the input of the stabilizer 19 is determined mainly by the number of turns in the additional windings 12-15, and their selection is made in connection with the voltage stability in the generation channels 2 and 3 under normal conditions so that the diode rectifier constantly works. 18 and rectifiers on diodes 16 and 17 did not work. This mode ensures the same load on transformers 4 and 5 with the same consumption from channels 2 and 3 of generation.

Таким образом, в системе непрерывного электропитани установленна мощность трансформаторов 4 и 5, а также мощность стабилизатора 19 соответствуют мощности нагрузки.Thus, in the continuous power supply system, the installed power of the transformers 4 and 5, as well as the power of the stabilizer 19, correspond to the power of the load.

Claims

Claims of an Inverted DC Power Supply System Connected to Two Channels of Generating an M-Phase AC Current and Containing Two T-Phase Power Transformers with Primary and Two Groups of Secondary Coils Each, Rectifying Diodes and Switching Voltage Regulators, the Outputs of which are Connected to Terminals to connect the total load, the beginning of the secondary windings of each group of both transformers are connected together, and their ends are connected to the ends of the secondary windings of other phases of another group of secondary windings of the same transformer, characterized in that, in order to reduce the weight and size of the system, each transformer is equipped with two groups of additional windings, each additional winding is connected in series with the respective secondary winding of its transformer, and the end of each the additional winding is connected to the ends of the additional windings of all phases of another group of another transformer through an appropriate additional rectifying diode, and point corresponding compounds began the secondary windings of both transformers are combined with each other and to the inputs of all pulse stabilizers.

nrv- |

FIG. 2