Устройство для переключения нагрузки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ, содержадее источники питания переменного напряжения, первые выводы которых предназначены для : соединения с первым выводе нагрузки : непосредственно, а вторые выводда соединены между собой через коммутирую|цие элементы каждого источника, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , коммутирукпщй элемент выполнен на встречно-параллельно включенных тиристорах оптронов, светотиристоры первого и второго оптронов включены встречно-параллельно в цепь основного источника, свето ,тиристоры третьего и четвертого оптронов - в цепь резервиого источника, и кроме того, введены первый и второй пороговые элементы, первый и второй ограничительные резисторы, генератор импульсов, симистор, чгетыре диода, четыре резистора и четыре , конденсатора, при этом к выходу первого источника пере юнного нёшряжения через последовательно соединенные первый пороговый элемент и первый ограничительный резистор подключены параллельно друг друп управляюц й вход генератора импульсов и две цепочки, первая из которых состоит из последовательно соединенных первого диода и шунтированных первьвл конденсаторе первого резистора.и светоизлучателя первого оптрона, а вторая - из последовательно соединенных второго диода и шунтированныхвторым конденсатором второгорезистора и светоизлучателя второго оптрона , при этом диоды в цепочках включены встречно, .к выходу второго источника переменного напряжения через последовательно соединенные второй пороговый элемент и второй ограничительный резистор подключены параллельно друг другу симистор и две цепочки, первая из которых состоит из последовательно соединенных третьего диода и шунтированных третьим конденса ;ором тре.тьего резистора и светоизлучателя третьего оптрона, а вторая - из п.осЙ1едовательно соединенных четвертого диода и шунтированных четвертым конденсатором четвертого резистора , и светоизлучателя четвертого СП оптрона, при этом диоды в цепочках включены встречно, выход генератора импульсов соединен с управляющим а: электродом симистора, аточки соеди00 нения светотиристоров параллельных цепей соединены с вторым выводом нагрузки, при зтом в качестве пороговых элементов использованы симметричные стабилитроны.

СОЮЗ ССНЕТСНИХ:.

ONIWIH

РЕСПУЬЛИН (1И (11)

3(5п Н 02.7 9 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР Д НЭСВ ВИ

Н ASTOPCktDMV СВИДативатвм (21)3361142/24-07 (22)08.12.81 (46)30.04.83. Бюл. В 16 (72)В. Г. Вохмянин (53)621.316.925(088:.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

9 765926, кл. Н .02 Х 9/06, 1978.

° 2. Авторское. свидетельство СССР

В 813590, кл. Н 02 f 9/06, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ

НАГРУЗКИ, содержащее источники питания переменного напряжения, первые выводы которых предназначены для

; соединения с первым выводом нагрузки

: непосредственно, а вторые выводы соединены между собой через коммутирующие элементы каждого источника, о.тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, коммутирукщий элемент выполнен на встречно-параллельно включенных тиристорах оптронов, светотиристоры первого и второго оптроиов включены встречно-параллельно в цепь основного источника, светотиристоры третьего и.четвертого оптронов - s цепь резервного источника, и кроме того, введены первый и второй пороговые элементы, первый и второй ограничительные резисторы, генератор импульсов, симистор, четыре диода, четыре резистора и четыре ,конденсатора, при этом к выходу первого источника переменного напряжения через последовательно соединенные первый пороговый элемент и первый ограничительный резистор подключены параллельно друг другу управляющий вход генератора импульсов и две цепочки, первая из которых состоит из последовательно соединенных первого диода и шунтнрованных первым конденсатором первого резистора.и светоизлучателя первого оптрона, а вторая — из последовательно соединенных второго диода и шунтированных.

BTopbM конденсатором второго резистора и светоизлучателя второго оптрона, при этом диоды в цепочках включены встречно, к выходу второго источника переменного напряжения через последовательно соединенные второй пороговый элемент и второй ограничительный резистор под- Я ключены параллельно друг другу симистор и две цепочки, первая из ко- .. торых состоит из последовательно соединенных третьего диода и шунтированных третьим конденса™ором тре.тьего резистора и светоизлучателя Я третьего .оптрона, а вторая — из по.- 1IIIIL следовательно соединенных четвертого диода и шунтированных четвертью конденсатором четвертого рези- Мю4 стора и светоизлучателя четвертого оптрона, нри этом диоды в цепочках включены встречно, выход генератора ай@ импульсов соединен с управляющим электродом симистора, а точки соединения светотиристоров параллельных цепей соединены с вторым выводом нагрузки, при этом в качестве пороговых элементов использованы симметричные стабилитроны.

1015468.2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического переключения нагрузки с одного источника питания переменного тока на другой без. нарушения бесперебойности в электро- 5 питании.

Известно устройство для переключения нагрузки с одного источника . питания на другой, обеспечивающее бесперебойность электропитания по- 19 требителей, содержащее дэа источника переменнсго тока, две пары встречно-параллельно включенных тиристоров, восемь диодов и блок управления P1).

Недостатки известного устройства " 15 сложность, а также невысокие коэффицент полезного действия и надежность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для переключения нагрузки, содержащее источники питания переменного напряжения, одни выходы которых предназначены для соединения с одним выводом нагрузки непосредственно, а вторые. выходы соединены между собой через две параллельные цепи с двумя диодами в каждой, включенными в первой цепи встречно катодами, а во второй — : анодами, а также тиристоры, управляю-З0 щие электроды которых. подключены к выходам блока управления, при этом точки соединения диодов параллельных цепей соединены через два последова« тельно включенных тиристора, вывод 35 точки соединения которых предназначен для подключения второго вывода нагрузки (2 ).

Недостатком данного устройства является то, что при несовпадении фаз питающих напряжений источников переменного тока происходит искажение формы питающего нагрузку напряжения. Кроме того, устройство не обеспечивает отключения нагрузки 45 при снижении питающего напряжения

- ниже допустимого на обоих источниках переменного тока.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства путем исключения искажения фарMbl питающего нагрузку напряжения при несовпадении фаз напряжений у источников переменного тока и отключения нагрузки при снижении пита. ющега напряжения ниже допустимого на обоих источниках переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для переключения нагрузки, содержащем источники питания переменного напряжения, первые 60 выводы которых предназначены для соединения с первым выводом нагрузки непосредственно, а вторые выводы сое- динены между собой через коммутирующие элементы в цепи каждого источ-, 65 ника, коммутирующие элементы выпол:нены на встречно-.параллельно включенных тиристорах оптронов, светотиристоры первого и второго оптронов включены встречно-параллельно в цепь основного. источника, светотиристоры третьего й.четвертога оптронов - в цепь резервного источника, и кроме того, введены первый и второй пораговые элементы,,первый и второй. ограничительные резисторы, генератор импульсов, симистор, чет1ыре диода, четыре резистора и четыре конденсатора, при этом к выходу первого источника переменного напряжения через последовательно соединенные первый пороговый элемент и первый ограйичительный резистор подключены параллельна друг другу, управляющий вход генератора импульсов и две цепочки, первая из которых состоит из последовательно соединенных первого диода, и шунтированных первым конденсатором первого резистора и светоиэлучателя первого оптрона, а вторая - из последовательно соединенных второго диода и шунтированных вторым конденсатором второго резистора и светаизлучателя второго оптрона, при этом диоды в цепочках включены встречно, к выходу второго источника переменного напря» жения через последовательно соединенные второй пороговый элемент и второй ограничительный резистор подключеиы параллельно друг другу симистор и две цепочки, первая из которых состоит из последовательно соединенных третьего диода и- шунтированных третьим конденсатором третьего резистора и светоиэлучателя третьего оптрона, вторая — из последовательно соединенных четвертого диода. и шунтированных четвертым конденсатором четвертого резистора и саетоизлучатепя четвертого оптрона, при этом диоды в цепочках включены встречно, выход генератора импульсов соединенс управляющим электродом симистора, буричем параллельные цепи, через кота ° рые соедййены вторые выводы источников переменного напряжения содержат по два светотиристара, первая из которых - светотиристоры первого и третьего оптронов, включенные встречно катодами, вторая - светотиристоры второго и четвертого аптранав, включенные встречно анодами, а точки соединения. свето гиристоров параллельных цепей соединены со вторым выводом нагрузки, при этом в качестве пороговых элементов использованы симметричные стабилитроны.

На чертеже схематически изображено приложенное устройство для переключения нагрузки.

Устройство для переключения нагрузки содержит источники 1 и 2 переменного тока, нагрузку 3, две параллель4

1015468

3 ные цепи 4 и 5, светокзлучатели первого 6,. второго, 7, третьего 8 и четвертого 9 тиристорных оптронов,.первый

10 и:второй 11 пороговые элементы

- (двухсторонний стабклитрон, первйй

12 и второй 13 ограничительные резисторы, генератор 14 импульсов, семистор 15, диоды 16-19, резисторы 2023, конденсаторы. 24-27, светотиристоры первого 28, второго 29; третьего

30 к четвертого 31 оптронов. .Устройство для переключения нагрузки работает следующим образом.

Пусть в исходном положении напряжение обоих источников 1 и 2 переменного тока не ниже допустимого !5

Тогда в положительный полуперисщ .напряжения источника 1 переменного тока при превышении напряжением пи-. тания напряжения стабилизации порогового элемента 10 (напряжение стабилизации стабилктронов 10 и 11 рав- ® но минимально допустимому напряжению, при котором может быть включена нагрузка ) ток будет протекать по цепи элемент 10 .- резистор 12 — диод 17. резистор 21 - светоизлучатель оптрона 7. При этом фототириатор оптрона

7 не включится, так как к его катоду приложено положительное напряжение. Благодаря конденсатору 25, раз.рядом которого прк снижейии напряжения стабилизации;порогового элемента

10 обеспечивается протекание тока через светоизлучатель оптрона 7, в начале отрицательного полупериода включается светотиристор оптрона 7 и .нагрузка оказывается подключенной и ксточни1су 1. В отрицательный полупериод напряжения источника 1 переменного тока при превыаении напря-, жением питания напряжения стабили- 40 зации порогового элемента 10 ток будет протекать по цепи: элемент

10 - резистор 12 — диод 16 — резистор 20. — светоизлучатель оптрона

6. При этом фототиристор оптрона 6 . не включится, так как к.его аноду 45 Приложено отрицательное напряжение. Благодаря конденсатору 24, разрядом которого при снижении напряжения питания ниже капряжения стабилизации порогового элемента 10 обеспечи- 50 вается.протекание тока через свето- . излучатель оптрона 6, в начале поло жительного.полупериода включается светотиристор оптрона б и нагрузка оказывается подключенной и в поло- жительный полупериод к источнику 1.

Для обеспечения надежной работы устройства время разряда конденсато.1 ров 24 и 25 после прекращения протевключается генератор импульсов, частота которого значительно больше час.тоты напряжения источников питания

1 и 2 (при этом время работы гене ратора 14 импульсов после поступле-. ния управляющего импульса ке менее половины периода напряжения пита». ния ) . .Прк работе генератора импуль-.. сов при протекании тока через пороговый .элемент 11 включается симистор 15, который шунткрует цепи, в кото-,.

: page включены светоизлучатели оцтронов 8 и 9. Благодаря тому, что по светоизлучателям оптронов 8 и 9 ток не протекает, светотиристоры оптронов 30 и 31 аключиться не могут.

Поэтому нагрузка 3 при нормальном напряжении на источнике 1 ие может быть подключена к источнику 2.

В аварийном режиме работы источника 1 переменного тока (при анижении напряжения источника 1 переменного тока ниже допустимого ) через пороговый элемент 10 ток не проходит. Генератор 14 импульсов выключается, симистор 15 не может быть включен.В положительные полуперкоды напряжения источника 2 переменного тока при превышении напряжением питания напряжения стабилизации порогового элемента 11 ток будет протекать о цепиг элемент 11 — резистор

13 - диод 19 — резистор 23 - светоизлучатель оптрона 9. При этом фотатирнстор оптрона 9 не включится, .так как к его катоду приложено положительное напряжение. БЛагодаря конденсатору 27, разрядом которого при снижении напряжения питания источника 2 ниже напряжения стабилизации порогового элемента 11 обеспечивается протекание тока через светоизлучатель оптрона. 9, в начале отрицательного полупериода включается светотиристор оптрона 9 и нагрузка 3 оказывается подключенной к источнику

2. В отрицательный полупериод .напряжения .-:источника 2 переменного тока при превышении напряжением питания напряжения стабилизации порогового элемента 11 ток будет протекать по цепи элемент 11 - резистор 13 .- диод

18 - резистор 22 - светоизлучатель оптрона 8 ° При этом фототиристор оп-. трона 30 не включится, так как к его, аноду приложено отрицательное напря жение. Благодаря конденсатору 26, разрядом которого при снижении напряжения питания ниже напряжения стабилизации порогового элемента 11 обеспечивается протекание тока через светоизлучатель онтрона 8, в начале по60.кания тока через пороговый элемент

10 должно быть не меньше четверти периода напряжения питания.

В дальнейшем устройство работает аналогичным образом. Прк этом прк протекании тока через резистор 12 ложительного полупериода включается светотиристор оптрона 8 к. нагрузка оказывается подключенной и в положительный полупериод к источнику 2.

Для обеспечения надежной работы устройства время разряда конденсато1015468

Составитель Е. Пантелькин

Редактор Л. Пчелннская Техред С.Мигунова Корректор Е. Рошко

Заказ 3227/50

Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ров 26 и 27 после прекращения протекания тока через пороговый элемент

11 должно быть не меньшим четверти периода напряжения питания.

В дальнейшем устройство работает аналогичным образом.

Если в аварийный режим переходит и источник 2 переменного. тока (напряжение источника 2 переменного тока по какой-либо причине стало. ниже допустимого ), то через пороговый элемент 11 ток не проходит и нагрузка 3 не может быть подключена к источнику 2 (фототиристоры оптронов

30 и 31 не могут включиться).;

При повышении напряжения источнйка

1 переменного тока выше напряжения стабилизации порогового элемента 10, вновь включается генератор 14 импульgos и симистор 15 и нагрузка переключается с источника..2 переменного тока на источник 1.

Таким образом, исключаются иска.жения фррмы питающего напряжения нагрузки при несовпадении фаз напря110 жения у источников переменного тока, а также обеспечивается отключение нагрузки.при снижении питающего напряжения ниже допустимого..на обоих источниках переменного тока.