SU769679A1 - Устройство дл бесперебойного электропитани потребителей переменного тока - Google Patents

Description

напр жений резервной сети и напр жени  инвертора. Это приводит к искажению формы выходного напр жени , когда пол рность указанных напр жений совпадает, или выходу из стро  инвертора, когда пол рность указанных напр жений не совпадает . Еслп же синхронизацию инвертора осуществл ть таким образом, чтобы мгновенна  частота выходного напр жени  была в допустимых пределах, то дл  надежности необходимо увеличить врем  срабатывани  контактора резервной сети. А если учесть, что врем  срабатывани  зависит от многих факторов, то очевидно, что врем  работы инвертора на нагрузку будет значительно увеличено дл  того, чтобы в любых услови х эксплуатации контактор резервной сети замыкалс  после совпадени  фазы и частоты инвертора и резервной сети. Это приводит к тому, что инвертор будет в иссколько раз больше работать на нагрузку, чем это необходимо дл  перевода питани  на резервную сеть. В подобных системах, как правило, в качестве источника питани  примен ют два выпр мител , подключенных к разным сет м, и работающую в буфере с ними аккумул торную батарею, от которой нагрузка получает питание при аварии в обеих сет х переменного тока. Из . принципа действи  рассматриваемого устройства очевидно, что структура инвертора должна предусматривать регулирование выходного напр жени .

Пример. Положим, что напр жение сети переменного тока (одной из двух) имеет максимальную величину и аккумул торна  батаре  зар жена максимальной. Затем напр жение питающей сети снижаетс , а напр жение на выходе инвертора остаетс  почти прежним, что приводит к переводу питани  на инвертор. Подобные режимы возникают и при использовании в отдельности аккумул торных батарей и выпр мителей . Если введена система стабилизации, то она должна обладать значительным быстродействием , чтобы при скачкообразном изменении питающего напр жени  (в допустимых пределах) питание нагрузки не переводилось на инвертор. Введение регул тора в цепь инвертора неизбежно приводит к введению инерционных элементов, а значит при переводе питани  нагрузки па инвертор неизбежен провал амплитуды его напр жени . Естественно, дл  того, чтобы этот провал был в допустимом диапазоне, в иервоначальный момент его напр жение должно быть максимально допустимое. Однако это напр жение зависит от напр жени  сети, которое перед аварией может иметь напр жение минимально допустимое. Таким образом, недостаток рассмотренного устройства бесперебойного переключени  электропитани  потребителей переменного тока  вл етс  низка  надежность электроснабл еии , котора  про вл етс  за счет

возможности провала напр жени  на нагрузке в динамических режимах, искажени  формы питающего напр жени  либо выхода из стро  инвертора.

Цель изобретени  - повышение надежности электроснабжени  путем исключени  искажени  формы питающего напр жени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  бесперебойного электропитани  потребителей переменного тока, содержащее источник питани , инвертор, выход которого и точка соединени  переключателей обеих сетей, основной и резервной , предназначены дл  подключени  к нагрузке через статические переключатели инвертора и обеих сетей с блоками управлени , входы блока контрол  и датчиков напр жени  предназначены дл  подключени  к обеим сет м, введены блок сравнени  фазы, блок коммутации, блок сравнени  частот, причем входы блока сравнени  фазы соединены соответственно с инвертором , блоком контрол  и с входом, предназначенным дл  подключени  к обеим сет м, а выходы - с блоками управлени , датчиками напр жени  и блоком коммутации, включенным между источником питани  и инвертором, выход которого соединен с блоком управлени  статическим переключателем инвертора, причем цепи управлени  блока коммутациисоединены с переключател ми обеих сетей, входы блока сравнени  частот подключены к датчикам напр жени , блоку контрол  и предназначены дл  подключени  к обеим сет м, а выход сосдипеп с инвертором.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  бесперебойного электропитани  потребителей переменного тока содержит сети 1 и 2 переменного тока, переключатели 3 и 4 основной и резервной сети, блок 5 коммутации, статический переключатель 6 с блоком управлени  7, блок контрол  8, датчики наир жени  9 и 10, блок 11 сравнени  частот, блоки 12 и 13 сравнени  фазы, инвертор 14, блок управлени  15 статического переключател  16, датчик тока 17, нагрузку 18 и источник питани  19. К двум автономным сет м 1 и 2 переменного тока подключены переключатели 3 и 4 основной и резервной сети, выходы которых коммутируют цепи иитани  нагрузки, контакты 20 и 21 переключател  основной сети , контакт 22 переключател  резервной сети соединены с блоком 5, статический переключатель 6 с блоком управлени  7, выход которого соединен с нагрузкой, блок контрол  8, выходы которого соединены с датчиками напр жени  9 и 10, блоком 11 сравнени  частот и блоками 12 и 13 сравнени  фазы, датчики напр женп  9 и 10, которые соединены с блоком 11 сравнени  частот, инвертором 14 и блоком 12 и 13 сравнени  фазы, блок И сравнени  частот.

выход которой соединен с инвертором 14, блоками 12 и 13 сравнени  фазы, которые подключены к инвертору 14, блоку коммутации 5 и блокам унравленн  14 и 7. Причем инвертор 14 нриеоединен через статический переключатель 16 и датчик тока 17 к нагрузке 18 и через блок питани  коммутации 5 к источнику питани  19.

В нормальном режиме на переключатель основной сети 3 нодано напр жение и контакт 20 замкнут, на статический переключатель 6 поступают сигналы управлени  с блока управлени  7 и нагрузка подключена к указанной сети. При этом на блок 12 сравнени  фазы поступает нанр жение сети и напр жение со схемы управлени  силовой частью инвертора. При совпаденин фазы указанных напр жений на выходе по вл етс  сигнал, поступающий на блоки управлени  7 и 15. А если учесть, что в этом режиме инвертор управл етс  сигналами только датчика напр жени  9, то очевидно, что с выхода блока 12 сравнени  фазы сигнал поступает посто нно. В таком режиме блок коммутации 5 выключен и напр жение на силовую часть инвертора не поступает, однако схема управлени  инвертором работает и подает сигналы управлени  на силовую часть. Блок контрол  8 выдает сигнал , который обеснечивает работу (формирование выходного сигнала) только датчика напр жени  9 и исключает работу блоков 10, 11 и 13. Такое построение схемы обесиечивает питание нагрузки от основной сети 1 и отпадает необходимость регулировани  выходного напр жени  инвертора , так как в нормальном режиме нанр жение на выходе равно нулю и выполн етс  условие, что оно меньше напр жени  питающей сети. При этом предусматриваетс , чтобы при включении блока коммутации напр жени  на выходе инвертора было близким к максимально допустимой величине , чтобы исключить вли ние провала выходного напр жени  на работу потребител . Кроме того, построение Hcperyviiipyeмых инверторов значительно проще и их можно получить с высоким динамическими и массогабаритными свойствами за счет исиользовани  схем инверторов с дискретным снособом синтезировани  кривой выходного напр жени , исключающим установк на выходе фильтра и онредел ющим в значительной мере указанные выше свойства. Прн аварии в основной сети датчик напр жени  9 выдает-сигнал на блок 11 сравнени  частот и переключает управление на этот блок. В это же врем  выдаетс  сигнал на блок коммутации и на силовую часть схемы поступает напр жение питани , а сигналы блоков 12 и 13 не ноступают на блоки управлени  7 и 15. Однако на блок 15 управлени  сигнал постуиает с инвертора 14, что обеспечивает подключение нагрузкн к инвертору через статический переключатель 16. Блок сравнени  частот осуществл ет сравнение эталонной частоты (номинальной) и частоты резервной сети и осуществл ет быстрое изменение частоты сигналов управлени , поступающих на инвертор в сторону большей разности но отношению к частоте существующей сети переменного тока. Так, например, на нагрузке необходимо иметь (50 ±1) Гц. Если резервна  сеть имеет частоту 49 Гц, то рабоча  частота инвертора подгон етс  к 51 Гц, и наоборот. Это необходимо дл  того, чтобы сократить до минимума врем  совпадени  фазы напр жени  инвертора и резервной сети. В течение этого времени контакт 4 переключател  резервной сети 4 должен замкнутьс . При совпадении фазы напр жени  инвертора и резервной сети, на выходе блока сравнени  фазы 13 по вл етс 

сигнал, а значит и сигнал управлени  с блока управлени  7. Одновременно сигнал управлени  с блока 13 поступает на датчик напр жени  10, иодключа  на него управление инвертором, и на блок коммутации

5, который снимает напр жение питани  с инвертора 14, а нагрузка подключаетс  к резервной сети. Теперь на силовую часть инвертора поступает управление с датчика нанр жени  10, синхронизированное с напр жением резервной сети. Перевод питани  с резервной сети на основную осуществл етс  аналогично.

Таким образом, в предлагаемом устройстве исключена возмолсность провала питающего напр женн  ниже минимально донустимой величины, искажени  его формы и выхода инвертора из стро  при переключении питани  на инвертор.

Формула нзобретенн 

Устройство дл  бесперебойного электропитани  потребителей переменного тока, содержащее источник питани , инвертор, выход которого и точка соединени  переключателей обеих сетей, основной и резервной, предназначены дл  подключени  к нагрузке через статические переключатели инвертора и обеих сетей с блоками унравленн , входы блока контрол  н датчиков напр женн  предназначены дл  подключени  к обеим сет .м, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности электроснабжени  путем исключени  искажени  формы питающего напр жени , в него введены

блок сравнени  фазы, блок коммутации, блок сравнени  частот, причем в.ходы блока сравнени  фазы соединены соответственно с инвертором, блоком контрол  и с входом , предназначенным дл  подключени  к

обеим сет м, а выходы - с блоками управлени , датчиками напр жени  и блоком коммутации, включенным меледу источником нитани  и инвертором, выход которого соединен с блоком управлени  статическим

переключателем инвертора, причем цепи уп7

равлени  блока коммутации соединены с переключател ми обеих сетей, входы блока сравнени  частот подключены к датчикам напр жени , блоку контрол  и предназначены дл  подключени  к обеим сет м, а выход соединен с инвертором.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N° 316154, кл. Н 02J 9/06, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР Кч 568115, кл. Н 02J 9/06, 1975 (прототип).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для бесперебойного электропитания потребителей переменного тока, содержащее источник питания, инвертор, выход которого и точка соединения переклю45 чателей обеих сетей, основной и резервной, предназначены для подключения к нагрузке через статические переключатели инвертора и обеих сетей с блоками управления, входы блока контроля и датчиков напряже50 ния предназначены для подключения к обеим сетям, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения путем исключения искажения формы питающего напряжения, в него введены 55 блок сравнения фазы, блок коммутации, блок сравнения частот, причем входы блока сравнения фазы соединены соответственно с инвертором, блоком контроля и с входом, предназначенным для подключения к G0 обеим сетям, а выходы — с блоками управления, датчиками напряжения и блоком коммутации, включенным между источником питания и инвертором, выход которого соединен с блоком управления статическим 65 переключателем инвертора, причем цепи уп769679