Агрегат бесперебойного питания

Авторы патента:

ЛОБАНОВ ИВАН СЕРГЕЕВИЧ

РАЗГИЛЬДЕЕВ АЛЕКСАНДР ЯКОВЛЕВИЧ

СИНЯЕВ АЛЕКСАНДР ФЕДОРОВИЧ

ЛЕВИН ВАЛЕНТИН АЛЕКСЕЕВИЧ

H02J7/36 - устройства с батарейными коммутаторами

Использование: изобретение относится к электротехнике, в частности, может быть использовано в агрегатах бесперебойного питания ответственных потребителей, например вычислительных комплексов. Сущность изобретения: агрегат бесперебойного питания содержит неуправляемый выпрямитель 1, плюсовой и минусовой выводы которого подключены соответственно к плюсовому и минусовому выводам инвертора 2, аккумуляторные батареи 3-1, 3-2 с зарядным устройством 4, тиристор 5, зашунтированный контактным ключом 6, катод тиристора 5 подключен к аноду диода 7, катод которого подключен к плюсовому выводу неуправляемого выпрямителя 1, а анод тиристора 5 соединен с плюсовым выводом первой аккумуляторной батареи 3-1, минусовой выводов первой аккумуляторной батареи 3-1 подключен к катоду тиристора 8, зашунтированного контактным ключом 9, анод тиристора 8 подключен к плюсовому выводу второй аккумуляторной батареи 3-2, подключен к минусовому выводу неуправляемого выпрямителя 1 и аноду диода 11. Плюсовой вывод зарядного устройства 4 подключен к плюсовым выводам аккумуляторных батарей 3-1, 3-3 через разделительные диоды 10, 12, подключенные анодом к плюсовому выводу зарядного устройства 4. Минусовой вывод зарядного устройства 4 подключен к минусовым выводам аккумуляторных батарей 3-1,3-2 через разделительные диоды 11, 13, подключенные катодом к минусовому выводу зарядного устройства 4. 1 ил.

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 J 7/36

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГО СПАТ Е НТ ССС Р) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

== -S

Се

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4861559/07 (22) 20.08.90 (46) 30.11.92, Бюл. М 44 (71) Научно-производственное объединение силовой электроники (72) И.С.Лобанов, А.Я.Разгильдеев, А,Ф.Синяев и В.А.Левин (56) Технические условия ТУ.16.435.137 вЂ” 86.

Технические условия ТУ.16 вЂ” 729.379 вЂ” 83. (54) АГРЕГАТ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ (57) Использование: изобретение относится к электротехнике, в частности, может быть использовано в агрегатах бесперебойного питания ответственных потребителей, на-. пример вычислительных комплексов. Сущность изобретения: агрегат бесперебойного питания содержит неуправляемый выпрямитель 1, плюсовой и минусовой выводы которого подключены соответственно к плюсовому и минусовому выводам инвертора 2, аккумуляторные батареи 3-1, 3 вЂ” 2 с зарядным устройством 4, тиристор 5, зашун„„SU „„1778865 А1 тированный контактным ключом 6, катодтиристора 5 подключен к аноду диода 7, катод которого подключен к плюсовому выводу неуправляемого выпрямителя 1, а анод ти-, ристора 5 соединен с плюсовым выводом первой аккумуляторной батареи 3 вЂ” 1, минусовой выводов первой аккумуляторной батареи 3 вЂ” 1 подключен к катоду тиристора 8, зашунтированного контактным ключом 9, .анод тиристора 8 подключен к плюсовому выводу второй аккумуляторной батареи 3-2, подключен к минусовому выводу неуправляемого выпрямителя 1 и аноду диода 11, Плюсовой вывод зарядного устройства 4 подключен к плюсовым выводам аккумуляторных батарей 3 вЂ” 1, 3 вЂ” 3 через разделительные диоды 10, 12, подключенные анодом к плюсовому выводу зарядного ycTpoAcTsa 4.

Минусовой вывод зарядного устройства 4 подключен к минусовым выводам аккумуляторных батарей 3 вЂ” 1, 3 вЂ” 2 через разделительные диоды

11, 13, подключенные катодом к минусовому выводу зарядного устройства 4. 1 ил.

1778865

Изобретение относится к электротехнике, в частности может быть использовано в агрегатах бесперебойного питания ответственных потребителей, например, вычислительных комплексов.

Известен агрегат бесперебойного питания, который содержит неуправляемый выпрямитель с входным трансформатором, выходы которого подключены соответственно к входам инвертора, аккумуляторную батарею, плюсовой вывод которой подключен к аноду тиристора, зашунтированного контактным ключом, а его катод вЂ” к аноду диода, катодом подключенный к полюсовым выводам неуправляемого выпрямителя и ин вертора, а минусовой вывод аккумуляторной батареи подключен к минусовым выво.дам неуправляемого выпрямителя и инвертора.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является агрегат бесперебойного питания, содержащий неуправляемый выпрямитель с входным трансформатором, выходы которого подключены соответственно к входам инвертора, зарядный выпрямитель, плюсовой вывод которого подключен к плюсовому выводу аккумуляторной батареи и аноду тиристора, зашунтированного контактным ключом, а

его катод подключен к аноду диода, катодом подключенный к плюсовым выводам неуправляемого выпрямителя и инвертора, минусовой вывод зарядного выпрямителя подключен к минусовым выводам аккумуляторной батареи, неуправляемого выпрямителя и инвертора, Недостатками известных агрегатов бесперебойного питания являются большие массогабаритные показатели, низкая надежность, необходимость ограничения пусковых токов, низкий КПД из-за наличия входного трансформатора и низкого входного напряжения инвертора.

Цель изобретения вЂ” повышение КПД надежности, а также снижение массогабаритных показателей эа счет согласования напряжения аккумуляторных батарей с входным напряжением инвертора, Поставленная цель достигается тем, что агрегат бесперебойного питания, содержащий неуправляемый выпрямитель, пгюсовой и минусовой выводы которого подключены соответственно к плюсовому и минусовому выводам инвертора, аккумуляторную батарею с зарядным устройством, тиристор, зашунтированный контактным ключом, катод тиристора подключен к аноду диода, катод которого подключен к плюсовому выводу неуправляемого выпрямителя, а анод тиристора соединен с плюсовым выводам аккумуляторной батареи, дополнительно снабжен П-1 аккумуляторными батареями, 2П вЂ” отсекающими диодами, П-1 тиристорами, эашунтированными контактными ключами, где П 2, при этом плюсовой вывод зарядного устройства подключен к анодам первой половины отсекающих диодов, катоды которых подключены соответственно к плюсовым выводам П аккумуляторных батарей и анодам П вЂ” тиристоров, минусовой вывод зарядного устройства подключен к катодам второй половины отсекающих диодов, аноды которых подключены соответственно к минусовым выводам П вЂ” аккумуляторных батарей катодам П вЂ” тиристоров.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного агрегата бесперебойного питания, Агрегат содержит неуправляемый выпрямитель 1, плюсовой и минусовой выводы которого подключены соответственно к плюсовому и минусовому выводам инвертора 2, аккумуляторные батареи 3-1,.3-2 с зарядным устройством 4, тиристор 5, зашунтированный контактным ключом 6, катодтиристора 5 подключен к аноду диода 7, катод которого подключен к плюсовому выводу неуправляемого выпрямителя 1, а его анод тиристора 5 соединен с плюсовым выводом первой аккумуляторной батареи 3-1, минусовой вывод первой аккумуляторной батареи.3-1 подключен к катоду тиристора 8, зашунтированного контактным ключом 9, анод тиристора 8 подключен к плюсовому выводу второй аккумуляторной батареи 3-2 и к катоду 10, минусовой вывод второй аккумуляторной батареи 3-2 подключен к минусовому выводу неуправляемого выпрямителя 1 и аноду диода 11. Плюсовой вывод зарядного устройства 4 подключен к плюсовому выводу аккумуляторных батарей

3-1, 3-2 через разделительные диоды 10; 12, подключенных анодом к плюсовому выводу зарядного устройства 4. Минусовой вывод зарядного устройства 4 подключен через разделительные диоды 11, 13 к минусовым выводам аккумуляторных батарей 3-1, 3-2, подключенных катодом к минусовому выводу зарядного устройства 4.

Агрегат бесперебойного питания работает следующим образом

При наличии сети переменного тока 380

В питание на входные выводы инверторэ 2 подается с соответствующих выходных выводов неуправляемого выпрямителя 1, Одновременно заряжаются аккумуляторные батареи (в данном случае на чертеже показаны две аккумуляторные батареи 3-1, 3-2) от зарядного выпрямителя 4. Наличие

1778865 двух (в общем случае П) аккумуляторных батарей вызвано высокой величиной выпрямленного напряжения на выходе неуправляемого выпрямителя 1 и наличием серийно выпускаемых зарядных устройств.

При исчезновении сети переменного тока

380 В отключается зарядное устройство 4, отпираются тиристоры 5,8 и включаются контактные ключи 6,9. Управление тиристорами 5,8 и контактными ключами 6,9 осуществляется устройством контроля сети (на схеме не показано) по следующему алгоритму: вЂ” при снижении напряжения сети ниже допустимого подается команда на включение тиристоров 5,8 и контактных ключей 6;9; вЂ” одновременно подается сигнал на снятие управляющих импульсов с тиристоров зарядного устройства 4, при этом ток короткого замыкания за время 6,6 мс при 50

Гц (после снятия импульсов тиристоры зарядного устройства 4 работают не более 120 эл.град) не успевает возрасти до аварийной (недопустимой для полупроводниковых приборов) величины из-за наличия на выходе зарядного устройства 4 сглаживающего реактора.

Аккумуляторные батареи 3-1, 3-2 включаются последовательно и положительный вывод аккумуляторной батареи 3 вЂ” 1 через тиристор 5 (в первый момент) и контактный ключ 6, диод 7 подключается к положительному выводу неуправляемого выпрямителя

1. После включения контактного ключа 9, тиристор 8 запирается, Отрицательный вывод аккумуляторной батареи 3-2 подключен к отрицательным выводам неуправляемого выпрямителя 1 и инвертора 2.

Диоды 10, 11, 12, 13 предназначены для бесконтактной коммутации аккумуляторных батарей 3-1, 3-2.

При заряде с их помощью 3-1, 3-2 соединяются параллельно. При разряде батарей 3-1, 3-2 соединяются последовательно через тиристор 8, а диоды 10, 11, 12, 13 отключают батареи 3 вЂ” 1, 3-2 от зарядного устройства 4. При восстановлении напряжения 380 В на входе неуправляемого выпрямителя 1 питание инеертора 2 осуществляется от выходного напряжения неуправляемого выпрямителя 1, ключи 6, 9 отключаются включается зарядное устройство 4 йа режим заряда аккумуляторных батарей 3-1, 3-2. вой вывод зарядного устройства подключен

45 к анодам первой половины отсекающих диодов, катоды которых подключены соответственно к плюсовым выводам и аккумуляторных батарей и анодам и тиристоров, минусовой вывод зарядного устройства подключен к катодам второй половины . отсекающих диодов, аноды которых подключены соответственно к минусовым выводам и аккумуляторных батарей и катодам и тиристоров.

В случае, когда допускается постоянно наличие выходного напряжения зарядного выпрямителя 4 на выходах неуправляемого выпрямителя 1 и инвертора 2, можно исключить из схем тиристор 5 с шунтирующим его ключом 6 во всех случаях допустимости работы в буферном режиме выпрямителей 1 и

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении КПД, примерно на 1, надежности, уменьшения массогабаритных показателей эа счет исключения входного трансформатора у неуправляемого выпрямителя и инвертора эа счет повышения его входного напряжения, воэможности одновременного заряда П-аккумуляторных батарей и последующего их последовательного включения на нагрузку, в данном случае на вход инвертора, от одного зарядного устройства.

Формула изобретения

Агрегат бесперебойного питания, содержащий неуправляемый выпрямитель, плюсовой и минусовой выводы которого подключены соответственно к плюсовому и минусовому выводам инвертора, аккумуляторную батарею с зарядным устройством, тиристор, эашунтированный контактным ключом, катод тиристора подключен к аноду диода, катод которого подключен к плюсовому выводу неуправляемого выпрямителя, а анод тиристора соединен с плюсовым выводом аккумуляторной батареи, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения КПД, надежности, а также снижения массогабаритных показателей за счет согласования напряжения аккумуляторных батарей с входным напряжением инвертора, он дополнительно снабжен и-1 аккумуляторными батареями, 2п отсекающими диодами, и-1 тиристорами, зашунтированными контактными ключами, где и 2, при этом плюсо

Изобретение относится к электротехнике, в частности к проблеме питания нагрузок на два уровня напряжения

Устройство для питания нагрузок постоянным током на два уровня напряжения // 1457064

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам электропитания радиотехнических станций с несколькими источниками

Устройство для питания нагрузки постоянным током // 1105980

Система электропитания подвижных объектов на два уровня напряжения // 1099352

Устройство для автоматического переключения групп аккумуляторных батарей // 1051648

Устройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей // 871276

Устройство для питания нагрузки // 868925

Устройство для коммутации аккумуляторов // 752622

Устройство для питания нагрузки // 726620

"устройство для питания навигационного огня от батареи первичных элементов". // 693507

Способ управления автономной системой электроснабжения // 2168828

Устройство для регулирования избыточной мощности солнечной батареи // 2199808

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата // 2460196

Изобретение относится к электротехнике, к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ)

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата // 2470440

Изобретение относится к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА)

Электрические устройства // 2495520

Изобретение относится к электротехнике. Электрическое устройство включает основной корпус, выполненный с возможностью соединения с блоком батарей. Соединительная часть для соединения блока батарей образована на основном корпусе электрического устройства. Поддерживающая контакты пластина (30), имеющая, по меньшей мере, одну пару контактов блока батарей для соединения контактов блока батарей, закреплена на соединительной части. Контакты расположены на стороне передней поверхности поддерживающей контакты пластины, которая открыта со стороны соединительной части. Электрический компонент (51, 53) расположен на стороне задней поверхности поддерживающей контакты пластины. Технический результат заключается в исключении влияния магнитного поля, создаваемого двигателем, на электрический компонент. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ управления автономной системой электроснабжения геостационарного космического аппарата // 2524696

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) геостационарных космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ). Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности использования аккумуляторных батарей при прохождении геостационарного КА «теневых» участков орбиты. Предлагается Способ управления автономной системой электроснабжения геостационарного космического аппарата, содержащей солнечную батарею и «n» аккумуляторных батарей, стабилизатор напряжения, включенный между солнечной батареей и нагрузкой, и «n» зарядных и разрядных устройств, заключающийся в контроле степени заряженности (разряженности) аккумуляторных батарей, управлении зарядными и разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжения системы электроснабжения и уровня заряженности аккумуляторных батарей, запрете на работу соответствующего зарядного устройства при достижении предельного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при снижении уровня заряженности до определенного значения, запрете на работу соответствующего разрядного устройства при достижении минимального уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, снятии этого запрета при достижении определенного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, при этом в составе космического аппарата установлена бортовая ЭВМ для контроля состояния и управления работой космического аппарата и командно-измерительная радиолиния. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата // 2574922

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА). Технический результат - повышение надежности эксплуатации при эффективном использовании аккумуляторных батарей. Способ заключается в контроле степени заряженности аккумуляторных батарей, управлении зарядными и разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжения системы электроснабжения и уровня заряженности аккумуляторных батарей. Осуществляют запрет на работу соответствующего зарядного устройства при достижении предельного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи, снимают этот запрет при снижении уровня заряженности до определенного значения. Осуществляют запрет на работу соответствующего разрядного устройства при достижении минимального уровня заряженности данной аккумуляторной батареи и снимают этот запрет при достижении определенного уровня заряженности данной аккумуляторной батареи. Контроль степени заряженности аккумуляторных батарей и управление работой зарядными устройствами проводят с использованием двух независимых контуров: аппаратного и программного, причем программный контур контроля и управления связан с бортовой ЭВМ и является основным, а аппаратный контур контроля и управления используют в качестве резервного контура. 1 ил.

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата // 2577632

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА). Технический результат - повышение надежности процесса восстановления работоспособности СЭС после возникновения аварийных ситуаций. Предлагается способ управления автономной системой электроснабжения, заключающийся в управлении стабилизатором напряжения и зарядно-разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжений системы, контроле степени заряженности и разряженности аккумуляторных батарей. В случае потери ориентации солнечных батарей на Солнце, аварийном разряде аккумуляторных батарей и отключении части разрядных устройств прекращают управление разрядными устройствами по сигналам об уровне заряженности. После восстановления ориентации солнечных батарей на Солнце сначала проводят заряд аккумуляторных батарей до некоторого значения емкости, а затем разрешают работу разрядных устройств. 1 ил.

Устройство электропитания носимых радиостанций // 2614036

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве устройства для обеспечения надежного электропитания постоянным током носимых радиостанций, транспортных средств и др. Технический результат направлен на повышение зарядовой емкости аккумуляторных батарей систем электропитания. Технический результат достигается тем, что в устройство электропитания, содержащее аккумуляторные батареи, ключи электронные, соединяющие батареи с нагрузкой, дополнительно содержит реле времени, соединенное с управляющими входами электронных ключей, логический элемент «И», соединенный выходом с управляющим входом реле времени, реле напряжения, соединенные с выходами аккумуляторных батарей и с входами логического элемента «И». При использовании аккумуляторных батарей с меньшим отбором тока и при отборе тока с перерывами зарядовая емкость аккумуляторных батарей имеет большее значение, чем при больших и непрерывных нагрузках. Реле времени в схеме устройства электропитания носимых радиостанций осуществляет переключение аккумуляторов, увеличивая время разряда каждого аккумулятора устройства, что позволяет увеличить ресурс аккумуляторов на 10 процентов и тем самым увеличить время непрерывной работы носимой радиостанции. Предлагаемое устройство имеет малое энергопотребление. 1 ил.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи // 2618624

Использование – в области электротехники. Технический результат – своевременное отключение аккумуляторного модуля от зарядного устройства, снижение массогабаритных показателей силовой части. Согласно изобретению устройство содержит источник питания, первый ключ заряда, стабилизатор напряжения, стабилизатор тока, устройство управления, измерительный преобразователь зарядного тока, первый измерительный преобразователь напряжения, задатчик напряжения и задатчик тока. В устройство дополнительно введены N-1 ключей заряда для осуществления зарядки N последовательно включенных аккумуляторных модулей, составляющих аккумуляторную батарею, кроме этого введены N ключей разряда, N диодов и N-1 измерительных преобразователей напряжения. Каждый аккумуляторный модуль состоит из аккумулятора, ключа заряда, ключа разряда и диода, при этом аккумуляторные модули включены последовательно. Входы каждого из N измерительных преобразователей напряжения подключены на выводы каждого из N аккумуляторов, выход измерительного преобразователя тока и выход задатчика тока подключены соответственно на первый и второй входы устройства управления, а выходы всех N измерительных преобразователей напряжения подсоединены к входам с 3-го по (n+2)-й устройства управления, каждый выход с 2-го по (n+1)-й устройства управления подключен на управляющий вход ключей с 2.1-го по 2.N-й заряда, каждый выход с (n+2)-го по (2n+1)-й устройства управления подключен на управляющий вход ключей с 11.1-го по 11.N-й разряда, а выход источника питания подсоединен к третьему входу стабилизатора тока. 2 ил.