SU765926A1 - Устройство дл переключени нагрузки - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может применяться для автоматического переключения нагрузки с одного источника переменного напряжения на другой без нарушения бесперебойности в питании.

Известны устройства переключения нагрузки ⁵ с одного источника переменного напряжения на другой, выполненные на тиристорах, со встречно-параллельным включением [1].

Указанное устройства обеспечивают бесперебойное питание нагрузки. Однако наличие филь- ¹⁰ тров, обеспечивающих необходимые параметры напряжения при переходньи процессах при пе реключении нагрузки с одного источника питания на другой, усложняет схему и увеличивает вес и габариты устройства.

1S

Из известных устройств переключения нагрузки с одного источника переменного напряжения на другой наиболее близким по технической сущности и схемному решению являются устройство для питания нагрузки от двух или нескольких независимых источников питания, содержащее источники питания пе ременного напряжения, каждый источник питанния соединен с нагрузкой с помощью двух тиристоров со встречно-параллельным включением, блок управления тиристорами [2].

Недостатками указанных выше устройств является наличие перерыва в питании при переключении нагрузки с одного источника переменного напряжения на другой, обусловленного естественной коммутацией силовых тиристоров.

Целью изобретения является обеспечение бесперебойного питания нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для переключения нагрузки, содержащее источники питания переменного напряжения, одни выводы которых предназначены для соединения с одним выводом нагрузки непосредственно, а к вторым выводам подключены одни выводы силовых цепей соответствующих пар встречно-параллельных тиристоров, управляющие электроды которых подключены к входам блока управления, введены диоды и нагрузочные элементы по числу тиристоров, причем другие выводы силовых цепей тиристоров через первые диоды в полярности, соответствующей полярное ти тиристоров, предназначены для подключения второго вывода нагрузки, а нагрузочные элементы, соединенные последовательно с вторыми диодами, подключены к общей точке соединения источников питания и к каждой точке соединения тиристоров и первых диодов..

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема устройства.

Устройство содержит источники переменного напряжения 1 и 2, нагрузку 3. Источники пи- ₁₀ тания 1 и 2 одними выводами соединены между собой и подключены к одному из выводов нагрузки 3. Второй вывод источника переменного напряжения 1 подключен ко второму выводу нагрузки 3 через две параллельные встреч- ₁₅ но-включенные цепи анод—катод тиристора 4, анод-катод диода 5 и катод—анод тиристора 6, катод—анод диода 7. Второй вывод источника питания 2 тоже подсоединен ко второму выводу нагрузки с помощью двух параллельных ₂θ встречно включенных анод—катод тиристора 3, диод 9 и катод-анод тиристора 10, катод—анод диода 11. Причем катод тиристора 4 и анод тиристора 6 через нагрузочные элементы 12, 13 и последовательно включенные в их цепи ди- ₂₅ оды 14 и 15 подключены к общей точке соединения источников питания 1, 2 и нагрузки 3, а катод тиристора 8 и анод тиристора 10 через нагрузочные элементы 16 и 17 и последовательно включенные в их цепи диоды 18, 19 также ₃₀ подключены к общей точке соединения источников питания и нагрузки. Причем полярность включения диодов 14, 15, 18 и 20 в цепях нагрузочных элементов 12, 13, 16 и 17 соответствует полярности включения соответствующих тиристоров 4, 6, 8 и 10, управляющие электроды которых соединены с выходами блока управления 20.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме, когда напряжение источников питания I и 2 находятся в пределах заданной величины, на нагрузку 3 напряжение поступает от того источника, напряжение на выходе которого больше заданной минимальной допустимой величины. Включение тиристоров 4 и 8, работающих в положительную полуволну переменного напряжения, производится подачей на управляющие электроды управляющих импульсов. Если напряжение источника 1, например, больше, чем источника 2, то напряжение на нагрузку 3 от источника питания 1 по? ступает в положительную полуволну напряжения через тиристор 4 и диод 5, а в отрицательную полуволну - напряжение через тиристор 6 и диод 7, а через тиристоры 4 и 6 протекает сумма двух токов. Первое слагаемое - ток нагрузки 3, а второе слагаемое — это ток нагрузочного элемента, который для. тиристора 4 протекает через нагрузочный элемент 12 и диод 14, а для тиристора 6 - через диод 15 и нагрузку 13.

Так как напряжение источника 1 выше, чем источника 2, диод 9 в положительный полупериод, диод 11 в отрицательный полупериод закрыты под действием разницы напряжения источников 1 и 2, которая прикладывается к ним в запирающей полярности. При этом тиристоры 8 в отрицательный полупериод и тиристор 10 в отрицательный полупериод благодаря введенным нагрузочным элементам 16, 17 и диодам 18, остаются включенными и через них проходит ток, определяемый напряжением 2 и величиной нагрузочного элемента. Величина нагрузочного элемента выбирается такой, чтобы ток через тиристор превышал величину тока включения тиристора. В качестве нагрузочного элемента можно использовать полезную нагрузку, что повышает КПД устройства.

При снижении напряжения источника питания 1, например в аварийном режиме, питание нагрузки 3 осуществляется практически мпювенно от источника питания 2 в любой момент времени питающего напряжения за счет того, что тиристор 8 в положительный полупериод и тиристор 10 в отрицательный полупериод напряжения оказывается включенными благодаря нагрузочным элементам, а временем включения диодов 9 и 11, включенных последовательно с тиристорами 8 и 10, практически можно пренебречь, используя существующие высокочастотные диоды.

Использование предлагаемого устройства поз · воляет производить переключение нагрузки с одного источника на другой без снижения напряжения ниже допустимой величины, т.е. осуществить бесперебойное питание с высоким качеством переходного процесса.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к электротехнике и может примен тьс  дл  автоматического переключени  нагрузки с одного источника переменного напр жени  на другой без нарушени  бесперебойности в питании. Известны устройства переключени  нагрузки с одного источника переменного напр жени  на другой, вьшолненные на тиристорах, со встречно-параллельным включением 1. Указанн41е устройства обеспечивают бесперебойное питание нагрузки. Однако наличие филь тров, обеспечивающих необходимые параметры напр жени  при переходных процессах при переключении нагрузки с одного источника питани  на другой, усложн ет схему и увеличивает вес и габариты устройства. Из швестных устройств переключени  нагруз ки с одного источника переменного напр жени  на другой наиболее близким по технической сущности и схемному решению  вл ютс  устрой ство дл  питани  нагрузки от двух или несколь кйА независимых источников питани , содержащее источники питани  переменного напр жени , каждый источник питанни  соединен с нагрузкой с помощью двух тиристоров со встречно-параллельным включением, блок управлени  тиристо рами
2. 2. Недостатка ш указанных выше устройств  вл етс  наличие перерыва в питании при переключении нагрузки с одного источника переменного напр жени  на другой, обусловленного естественной коммутацией силовых тиристоров. Целью изобретени   вл етс  обеспечение бесперебойного питани  нагрузки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  переключени  нагрузки, содержащее источники питани  переменного напр жени , одни выводы которых предназначены дл  соединени  с одним выводом нагрузки непосредственно , а к вторым выводам подключены одни выводы силовых цепей соответствующих пар встречно-параллельных тиристоров, управл ющие электроды которых подключены к входам блока управлени , введшы диоды и нагрузочные элементы по числу тиристоров, причем другие выводы силовых цепей тиристоров через первые диоды в пол рности, соответствующей пол рноети тиристоров, предназначены дл  подключени  второго вывода нагрузки, а нагрузочные элементы , соединенные последовательно с вторыми диодами , подключены к общей точке соединени  источников питани  и к каждой точке соединени  тиристоров и первых диодов.. Сущность изобретени  по сн етс  чертежом, на котором приведена схема устройства. Устройство содержит источники переменного напр жени  1 и 2, нагрузку 3. Источники питани  1 и 2 одними выводами соединены между собой и подключены к одному из выводов нагрузки
3. 3. Второй вывод источника переменного напр жени  1 подключен ко второму выводу нагрузки 3 через две параллельные встречно-включенные цепи анод-катод тиристора 4, анод-катод диода 5 и катод-анод тиристора 6, катод-аи од диода 7. Второй вывод источника питани  2 тоже подсоединен ко второму выводу нагрузки с помощью двух параллельньгх встречно включенных анод-катод тиристора 3, диод 9 и катод-анод тиристора 10, катод-анод диода 11. Причем катод тиристора 4 и анод тиристора 6 через нагрузочные элементы 12, 13 и последовательно включе1шые в их цепи диоды 14 и 15 подключены к общей точке соединени  источников питани  1, 2 и нагрузки 3 а катод тиристора 8 и анод тиристора 10 через нагрузочные элементы 16 и 17 и последовательно включенные в их цепи диоды 18, 19 также подключены к общей точка соединени  источников питани  и нагрузки. Причем пол рность включени  диодов 14, 15, 18 и 20 в цеп х нагрузочных элементов 12, 13, 16 и 17 соответствует пол рности включени  соответствующих тиристоров 4, 6, 8 и 10, управл ющие электроды кoтopь x соединены с выходами блока управлени  20. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме, когда напр жение источников питани  1 и 2 наход тс  в пределах заданной величины, на нагрузку 3 напр жение поступает от того источника, напр жение на выходе которого больше заданной минимальной допустимой велич{шы. Включение тиристоров 4 и 8, работающих в положительную полуволну переменного {гапр жени , производитс  подачей на управл ющие электроды заправл ющих импульсов. Если напр жение источника 1, например , больще, чем источника 2, то напр жение на нагрузку 3 от источника питани  1 пОт ступает в положительную полуволну напр жени  через тиристор 4 и диод 5, а в отрицательную полуволну - напр жение через тиристор 6 и диод 7, а через тиристоры 4 и 6 протекает сум ма двух токов. Первое слагаемое - ток нагруз ки 3, а второе слагаемое - это ток нагрузочного элемента, который дл . тиристора 4 протекает через нагрузо п1ый элемент 12 и диод 14 а дл  тиристора 6 - через диод 15 и нагрузку 13. Так как напр жение источника 1 выще, чем источника 2, диод 9 в положительный полупериод , диод 11 в отрицательный полупериод закрыты под действием разницы напр жени  источников 1 и 2, котора  прикладываетс  к иим в запирающей пол рности. При этом тиристоры В в отрицательный полупериод и тиристор 10 в отрицательный полупериод благодар  введенным нагрузочным элементам 16, 17 и диодам 18, остаютс  включенными и через них проходит ток, определ емый напр жением 2 и величиной нагрузочного элемента. Величина нагрузочного элемента выбираетс  такой, чтобы ток через тиристор превыщал величину тока включени  тиристора. В качестве нагрузочного элемента можно использовать полезную нагрузку, что повышает КПД устройства. При снижении напр жени  источника питани  I, например в аварийном режиме, питание нагрузки 3 осуществл етс  практически мгаовеино от источника питани  2 в любой момент времени питающего напр жени  за счет того, что тиристор 8 в положительный полупериод и тиристор 10 в отрицательный полупериод напр жени  оказываетс  включенными благодар  иагрузоодым элементам, а временем включени  диодов 9 и 11, включенных последовательно с тиристорами 8 и 10, практически можио пренебречь , использу  существующие высокочастотные диоды. Использование предлагаемого устройства поз вол ет производить переключение нагрузки с одного источника на другой без снижени  напр жени  ниже допустимой величины, т.е. осуществить бесперебойное питание с высоким качеством переходного процесса. Формула изобретени  Устройство дл  переключени  нагрузки, содержащее источники питани  переменного напр жеии , одни выводы которых предназначены дл  соединени  с одним выводом нагрузки иепосре ственно , а к вторым выводам подключены одни выводы силовых цепей соответствующих пар встречно-параллельных тиристоров, управл ющие электроды которых подключены к входам блока управлени , отличающеес  тем, что с целью обеспечени  бесперебойного питани  нагрузки, в него введены диоды и нагрузочные элемент-ы по числу тиристоров, причем другие выводы силовых цепей тиристоров через первые диоды в пол рности, соответствующей пол рности гири: торов, предназначены дл  подключений второго вывода нагрузки, а нагрузочные элементы, соединенные последовательно с вторыми диодами, Подключены к общей точке соединени  источников питани  и к

   57659266

   каждой точке соединени  тиристоров к первыхI. Авторское свидетельство СССР N 246290,

   диодовкл. Н 02 Т 9/06, 1968.

   Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР N 316154,

   йрин тыб во внимание при экспертизекл. Н 02 J 9/06, 1968.