Устройство для автоматического переключения источников переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесперебойного питания ответственных потребителей однофазного тока . Цель изобретения - повьшение надежности и быстродействия устр-ва. Устр-во содержит датчики напряжений, последовательно включенные полупроводниковые выключатели (ППВ) с блоками управления и блоками контроля основного источника и ППВ с блоками управления и блоками контроля резервного источника тока. В случае отключенного напряжения, питающего нагрузку , или выхода из строя одного из ППВ блок памяти или блоки сигнализации , воздействуя на блоки управления и блоки сброса, отключают последовательно включенною ППВ и подключают нагрузку на другой источник. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.. , с & ОО СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,> Я0.> (51)4 H 02 д 9 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ -СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ

I (21) 4044036/24-07 (22) 3!.03.86 (46) 30.!2.87. В, В 48 (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии

{72) В.И.Власов (53) 621 .3!6 .925(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 684676, кл. Н 02 J 9/06, !977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 926744. кл. Н 02 J 9/Об, 1980. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ .АВТОМАТИЧЕСКОГО

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для бесперебойного питания ответственных потребителей однофазного тока. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устр-ва.

Устр-во содержит датчики напряжений, последовательно включенные полупроводниковые выключатели (ППВ) с блоками управления и блоками контроля основного источника и ППВ с блоками управления и блоками контроля резервного источника тока. В случае отключенного напряжения, питающего нагрузку, или выхода из строя одного из

ППВ блок памяти или блоки сигнализации, воздействуя на блоки управления и блоки сброса, отключают последовательно включенные ППВ и подключают нагрузку на другой источник. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1 136

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесперебойного питания ответственных потребителей однофазного тока.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия устройства для автоматического переключения источников переменного тока.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для автоматического переключения источников переменного тока; на фиг.2 — функциональная схема первого (второго) блока сигнализации устройства.

Устройство содержит клемму 1 для подключения основного источника тока, которая подключена одновременно к датчику 2 напряжения источника основной сети и через первый блок 3 контроля, первый полупроводниковый выключатель 4, снабженный первым блоком 5 управления, третий полупроводниковый выключатель .6, снабженный третьим блоком 7 управления, к клемме 8 для подключения нагрузки, клемму 9 для подключения резервного источника тока, которая подключена одновременно к датчику 10 напряжения источника резервной сети и через второй блок 11 контроля, второй полупроводниковый выключатель 12, снабженный вторым блоком 13 управления, четвертый полупроводниковый вык,пючатель

14, снабженный четвертым блоком 15

1 управления, к клемме 8 для подключения нагрузки.

Выход датчика 2 напряжения источника основной сети одновременно подключен к первому блоку 16 сигнализа- ции и первой схеме 17 объединения, выход которой соединен с одним из входов блока 18 памяти.

Выход датчика 10 напряжения источника резервной сети одновременно подключен к второму блоку 19 сигнализации и второй схеме 20 объединения, выход которой соединен с вторым входом блока 18 памяти.

Прямой выход блока 18 памяти одновременно подключен к первому блоку

16 сигнализации и первому блоку 5 управления, второй вход которого соединен с генератором 21 импульсов, а выход одновременно соединен с первым полупроводниковым выключателем

4 и третьим блоком 22 контроля, выход которого одновременно подключен

3376

55 к первому блоку 16 сит нализации и первому блоку 23 сброса, второй вход которого соединен с первым блоком

3 контроля и первым блоком 16 сигнализации, а третий — с выходом четвертого блока 24 контроля и первым блоком 16 сигнализации. Выход первого блока 23 сброса подключен к второму входу первой схемы 17 объединения.

Генератор 21 импульсов подключен одновременно к первому 16 и второму 19 блокам сигнализации, первому 5, второму 13, третьему 7, четвертому !5 блокам управления. Второй вход блока

7 управления соединен с первым блоком 16 сигнализации, а выход — одновременно к третьему полупроводниковому выключателю 6 и четвертому блоку

24 контроля.

Инверсный выход блока 18 памяти одновременно подключен к второму блоку 19 сигнализации и второму блоку

13 .управления, выход которого одновременно соединен с вторым полупроводниковым выключателем 12 и пятым блоком

25 контроля, выход которого подключен одновременно к второму блоку 19 сигнализации и второму блоку 26 сброса, первый вход которого соединен с вторым блоком 11 контроля и вторым блоком 19 сигнализации, а. третий - с выходом шестого блока 27 контроля и вторым блоком 19 сигнализации.

Выход второго блока 26 сброса подключен к второму входу второй схемы

20 объединения.

Устройство работает следующим образом.

При включении основного источника

1 тока он соединен с клеммой 8 для подключения нагрузки через первый блок 3 контроля, первый 4 и третий

6 полупроводниковые выключатели.

Блок 3 контроля контролирует величину тока в силовой цепи. Датчик 2 напряжения источника основной сети при этом выдает сигнал "1 который через первую схему 17 объединения устанавливает блок 18 памяти в такое состояние, когда на входе первого блока 5 управления (прямой выход блока 18 памяти) сигнал равен "1", а на входе второго блока 13 управления (инверсный выход блока 18 памяти)

"0"

Первый блок 5 управления содержит последовательно включенные элемент

2И-HE и трансформаторный усилитель

1363376 на составном транзисторе, причем входы элемента 2И-НЕ подключены к блокам 18 и 21, выход трансформатора подключен к блоку 4, а сигнал на

5 блок 22 снабжается с резистора в цепи эмиттера составного транзистора.

Третий блок 22 контроля содержит соединенные последовательно диод, компаратор и элемент НЕ. Свободный вывод диода подключен к блоку 5, а выход элемента НŠ— к блокам 16, 23.

В качестве блока 18 памяти может быть использован Е-триггер.

В качестве первой схемы 17 объеди- )5 нения используются соединенные последовательно логические элементы НЕ и

2ИЛИ-НЕ, причем вход элемента НЕ подключен к блоку 2, а свободный вход и выход элемента 2ИЛИ-НŠ— к блокам

23 и 18 соответственно.

Перепад напряжения с "0" в "1" с выхода блока 18 памяти поступает на формирователь 28 первого блока 16 сигнализации (фиг.2), который выдает 25 один импульс, устанавливающий первый 29 и второй 30 RS-триггеры в такое состояние, когда на их прямых выходах появляется "1", поступающая через элемент И 31 на один из вхо- ч0 дов третьего блока 7 управления, разрешающая прохождение сигналов управления с генератора 21 импульсов через третий блок 7 управления на вход третьего полупроводникового выключателя 6. Одновременно сигналы управления с генератора 21 импульсов через первый блок 5 управления проходят на вход первого полупроводникового выключателя 4. Таким обра- 40 зом, первый 4 и третий 6 полупроводниковые выключатели оказываются открытыми. При этом второй 12 и четвертый 14 выключатели закрыты. С выходов первого 3, третьего 22 и четвер- 45 того 24 блоков контроля сигналы логических единиц поступают на первый блок 23 сброса, который состоит из соединенных последовательно элемента

ЗИ, входы которого подключены к бло- 50 кам 3, 22 и 24, и формирователя, выход которого подключен к блоку 17.

На выходе блока 23 в этом случае постоянно присутствует "0", поступающий на первую схему 17 объединения и не меняющий состояние блока 18 памяти. .Блоки устройства, названия которых отличаются только порядковыми номерами, выполнены аналогично.

Если первым включается резервный источник тока, устройство работает аналогично. В этом случае клемма 9 для подключения резервного источника тока соединяется с клеммой 8 для подключения нагрузки через вторЬй блок 11 контроля, второй 12 и четвертый 14 полупроводниковые выключатели. ри этом первый 4 и третий 6 полупроводниковые выключатели закрыты.

Если после включения основного источника тока включается резервный (присутствуют обе сети), клемма 8 для подключения нагрузки остается соединенной с основным источником тока, так как на один из входов второго блока 13 управления поступает

"0" с блока 18 памяти и он не пропускает сигналы управления с генератора

21 импульсов на вход второго полупроводникового выключателя 12.

При выключении основного источника тока сигнал "0" с датчика 2 напряжения основной сети через первую схему

17 объединения изменяет состояние блока 18 памяти на противоположное.

Теперь с прямого выхода блока 18 памяти "0" поступает на один из вхоpos первого блока 5 управления, запрещая прохождение сигналов управления с генератора 21 импульсов на вход первого 4 полупроводникового выключателя, а "1" с инверсного выхода разрешает прохождение импульсов с генератора 21 через второй блок 13 управления на второй полупроводниковый выключатель 12.

В момент переключения блока 18 памяти перепад напряжения с "1 в 0 с выхода первого бпока 3 контроля поступает одновременно на первый блок

23 сброса, который формирует один импульс, подтверждающий состояние блока 18 памяти, и на первый блок 16 сигнализации, извещающий о выключении основного источника тока звуковым и световым сигналом (фиг.2).

В это же время с инверсного выхода блока 18 памяти перепад напряже. ния с "0" в "1" поступает на формирователь второго блока 19 сигнализации (фиг.2). Формирователь выдает один импульс отрицательной полярности, устанавливающий первый 29 и второй 30 RS-триггеры в такое состояние, когда на их прямых выходах появляются логические единицы, поступающие на элемент И 31, выходной сигнал ко5 136337 торого разрешает прохождение импульсов с генератора 21 через четвертый блок 15 управления на четвертый полупроводниковый выключатель 14.

Клемма 8 подключения нагрузки через

5 второй 12 и четвертый 14 полупроводниковые выключатели и второй блок ll контроля соединяется с резервным источником 9 тока.

1О

Изменение состояния блока памяти и подключение клеммы 8 к резервному источнику тока происходит и в том случае, если произойдет короткое замыкание в первом 4 или третьем 6 полупроводниковых выключателях или обрыве цепи от клеммы 1 для подключения основного источника тока до клеммы 8 для подключения нагрузки.

При коротком замыкании первого полупроводникового выключателя 4 третий блок 22 контроля выдает сигнал, который одновременно поступает на первый блок 23 сброса, формирующий импульс, изменяющий состояние блока 25

18 памяти через первую схему 17 объединения на противоположное, т.е. такое, когда с его прямого выхода

"0" запрещает прохождение импульсов управления с генератора 21 через пер- 3р вый блок 5 управления на первый 4 полупроводниковый выключатель, и на первый блок 16 сигнализации, в котором второй ЗО RS-триггер (фиг.2) принимает такое состояние, когда на

его инверсном выходе присутствует

"1", разрешающая прохождение сигналов с генератора 21 импульсов на вход узла световой 32.и звуковой 33 сигнализаций, а на прямом выходе - 0, 4О запрещающий прохождение сигналов с генератора 21 импульсов через третий блок 7 управления на третий полупроводниковый выключатель 6.

Таким образом, при коротком замыкании первого полупроводникового выключателя 4 третий полупроводниковый выключатель 6 закрывается.

При коротком замыкании третьего полупроводникового выключателя 6 четвертый блок 24 контроля выдает сигнал, который одновременно поступает на первый блок 23 сброса, Формирующий импульс„ изменяющий состояние блока

18 памяти через первую схему 17 объе- 55 динения на противоположное, т.е. такое, когда с его прямого выхода

"0" запрещает прохождение импульсов управления с генератора 21 через

6 в первый блок 5 управления на первый полупроводниковый выключатель 4 и на первый блок 16 сигнализации, в котором второй 30 RS-триггер (фиг.2) принимает такое состояние, когда на его инверсном выходе присутствует

"1", разрешающая прохождение сигналов с генератора 21 импульсов на вход узла световой 32 и звуковой 33 сигнализаций, а на прямом выходе"0", запрещающий прохождение сигналов с генератора 21 импульсов через третий блок 7 управления на третий полупроводниковый выключатель 6.

Таким образом, при коротком замыкании третьего полупроводникового выключателя 6 первый полупроводниковый выключатель 4 закрывается.

При обрыве цепи от клеммы 1 для подключения основйого источника тока до клеммы 8 для подключения нагрузки перепад напряжений с "1" до

"0" первого блока 3 контроля поступа-. ет одновременно на первый блок 23 сброса, формирующий импульс, изменяющий через первую схему 17 объединения состояние блока 18 памяти на противоположное, т.е. в такое состояние, когда импульсы управления с генератора 2! не проходят на третий полупроводниковый выключатель 6, и первый блок 16 сигнализации, в котором с помощью узла 34 диагностики (фиг.2) вырабатывается сигнал "1", разрешаю-щей прохождение импульсов с генератора 21 на световую и звуковую сигнализацию в случае разрыва по любой при— чине силовой цепи при наличии напряжения на клемме соответствующего источника.

Аналогично устройство работает и при коротком замыкании второго 12 и четвертого 16 полупроводниковых выключателей и обрыве цепи от клеммы

9 для подключения резервного источника тока до клеммы 8 для подключения нагрузки, если клемма 8 для подключения нагрузки соединена с резервным источником тока.

Выключение напряжения на резервном источнике 9 тока, если клемма 8 подключения нагрузки соединена с ним тоже изменяет состояние блока 18 памяти на противоположное. С прямого выхода "1" поступает на первый блок

5 управления и дает разрешение на прохождение импульсов с генератора

21 на первый полупроводниковый выклю3376

7 136 чатель 4. Он открывается. Перепад напряжения с "0" до "1" устанавливает первый 29 и второй 30 RS-триггеры (фиг.2.) блока !6 сигнализации в состояние, когда на их прямых выходах присутствуют логические единицы, поступающие на элемент И 31, выходной сигнал которого разрешает прохождение импульсов с генератора 21 через третий блок 7 управления на третий полупроводниковый выключатель 6.

Клемма 8 для подключения нагрузки через первый 4 и третий 6 полупроводниковые выключатели и первый блок

3 контроля соединяется с клеммой 1 ,для подключения основного источника тока.

Далее цикл работы повторяется.

Питание логических элементов устройства осуществляется от двух выпрямителей, включенных на одну нагрузку через развязывающие диоды. Один из выпрямителей включен на основной источник 1 тока, другой — на резервный источник 9 тока 220 B 50 Гц. При выключении одного из источников тока цепь питания логических схем не нарушается.

Формула изобретения

1.Устройство для автоматического переключения источников переменного тока, содержащее клемму для подключения основного источника, первый полупроводниковый выключатель, снабженный первым блоком контроля и первым блоком управления, соединяющим управляющий вход первого полупроводникового выключателя с первым выходом блока памяти, клемму для подключения резервного источника, второй полупровбдниковыи выключатель, снабженный вторым блоком управления, соединяющим управляющий вход второго полупроводникового выключателя с вторым выходом блока памяти, клемму для подключения нагрузки и первый блок сигнализации, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, оно дополнительно снабжено датчиками напряжения основного и резервного источников, входы которых подключены к клеммам для подключения соответствующих источников, а выходы — к вторым входам первой и второй схем объединения и шестым входам первого

55 и второго блоков сигнализации соответственно, третьим полупроводниковым выключателем, включенным между первым полупроводниковым выключателем и клеммой для подключения нагрузки, третьим блоком управления, второи вход которого соединен с выходом первого блока сигнализации, а выход— с управляющим входом третьего полу%. проводникового выключателя и с входом четвертого блока контроля, выход которого соединен с третьими входами первого блока сброса и первого блока сигнализации, третьим блоком контроля, вход которого соединен с управляющим входом первого полупроводникового выключателя и с выходом первого блока управления, а выход — с вторыми входами первого блока сброса и первого блока сигнализации, первый блок контроля включен между клеммой для подключения основного источника и первым полупроводниковым выключателем, а информационный выход первого блока контроля соединен с первыми входами первого блока сброса и первого блока сигнализации, выход первого блока сброса соединен с первым входом первой схемы объединения, выход которой соединен с первым входом блока памяти, а первый выход последней— с вторым входом первого блока управления и с четвертым входом первого блока сигнализации, первые входы первого, второго, третьего и четвертого блоков управления и пятые входы первого и второго блоков сигнализации соединены с генератором импульсов, устройство снабжено также четвертым полупроводниковым выключателем, который через соединенные последовательно второй полупроводниковый выключатель и второй блок контроля соединяет клеммы для подключения резервного источника и нагрузки, информационный выход второго блока контроля соединен с первыми входами второго блока сброса и второго блока сигнализации, управляющий вход второго полупроводникового выключателя .соединен с выходом второго блока управления и с входом пятого блока контроля, выход ко торого соединен с вторыми входами второго блока сброса и второго блока сигнализации, управляющий вход четвертого полупроводникового выключателя соединен с выходом четвертого блока управления и входом шестого

9 13633 блока контроля, выход которого соединен с третьими входами второго блока сброса и второго блока сигнализации, четвертый вход второго блока сигналиг зации соединен с вторым входом второ-. го блока управления и вторым выходом блока памяти, а выход - с вторым входом четвертого блока управления, выход второго блока сброса соединен 1р с первым входом второй схемы объединения.

2.устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что первый (второй) блок сигнализации содержит

Формирователь, вход которого является четвертым входом блока, а выход

7б 1О соединен с S-входами первого н второго RS-триггеров, прямые выходы которых соединены с входами элемента 2И, узлы звуковой и световой сигнализации, входы которых соединены попарно параллельно и подключены соответственно к инверсному выходу первого

RS-триггера, к инверсному выходу второго RS-триггера, к выходу узла диагностики и к пятому входу блока, R-вход первого RS-триггера является вторым входом блока, R-вход второго

RS-триггера - третьим входом блока, первый и второй входы узла диагностики — соответственно шестым и первым входами блока, а выход элемента 2И— выходом блока.

1 363376

Составитель В.Сидоров

Техред Л.Олийнык . Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Слободяник

Заказ 6373/49 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4