Преобразователь переменного напряжения


 


Владельцы патента RU 2475922:

Общество с Ограниченной Ответственностью "Источник" (RU)
Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" (RU)

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного энергоснабжения. Изобретение может быть использовано для повышения надежности электропитания высокостабильным напряжением 230 В переменного тока частотой 400 Гц потребителей различных объектов (подвижных и стационарных, промышленного и военного назначения), имеющих первичное электроснабжение от сетей 3~50 Гц, 380 В. Технический результат заключается в повышении надежности электроснабжения ответственных потребителей напряжением 230 В переменного трехфазного (и/или однофазного) тока частотой 400 Гц, получающих первичное электропитание одновременно от двух сетей 3~50 Гц, 380 В через преобразователь переменного напряжения. Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом преобразователе переменного напряжения обеспечивается автоматическое переключение электропитания от аварийно отключенной сети к работоспособной, обеспечивающее повышение надежности электропитания высокостабильным напряжением переменного тока с требуемой частотой ответственных потребителей, для которых перерывы в электроснабжении недопустимы или крайне нежелательны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного энергоснабжения. Изобретение может быть использовано для повышения надежности электропитания высокостабильным напряжением 230 В переменного тока частотой 400 Гц потребителей различных объектов (подвижных и стационарных, промышленного и военного назначения), имеющих первичное электроснабжение от сетей 3~50 Гц, 380 В.

Известно устройство для регулирования напряжения любого вида (Патент РФ №2231901 СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЛЮБОГО ВИДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, МПК7 Н02М00 5/40, Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью Специальное конструкторское бюро "Локальные автоматизированные системы" (RU)), содержащее трансформатор, регулирующий ключ, датчик тока, отличающееся тем, что в него дополнительно введен второй регулирующий ключ, на входе устройства включен выпрямитель, выход которого соединен с шиной питания высокочастотного преобразователя, управляющие входы которого подключены к блоку управления, а выход подключен к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого средней точкой подключена к фазному проводу входного напряжения, а двумя остальными выводами - ко входам выпрямителей положительной и отрицательной полярностей, выходы которых через соответствующие регулирующие ключи подключены к сглаживающему фильтру и первому выводу электронного ключа с управляемой проводимостью, второй вывод которого подключен к нулевому проводу, а входы управления электронного ключа с управляемой проводимостью подключены к блоку управления, выход сглаживающего фильтра через датчик тока подключен к выходу устройства и по цепи обратной связи к блоку управления, два других входа которого подключены к фазному проводу и выходу датчика тока, а входы управления регулирующих ключей подключены к выходам блока управления.

Также известен импульсный преобразователь частоты (Патент РФ на полезную модель №88871 ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, МПК 2006.01 H02M 5/40, Патентообладатель: Борисов Юрий Александрович (RU)), содержащий входной выпрямитель и блок управления, имеющий в своем составе микроконтроллер и аналого-цифровой преобразователь, отличающийся тем, что блок управления дополнительно содержит коммуникационный порт, а выход выпрямителя через устройство плавного пуска подключен к входу источника питающих напряжений, выход которого подключен к входу ключевого усилителя мощности, который своим выходом подключен к входу нормализатора, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, который, в свою очередь, имеет связь с микроконтроллером, который своими управляющими выходами подключен к входам управления ключевого усилителя мощности и источника питающих напряжений, а через двунаправленную связь посредством коммуникационного порта подключен к персональному компьютеру.

Общим недостатком устройства (Патент РФ №2231901) и импульсного преобразователя частоты (Патент РФ на полезную модель №88871) является возможность работы только от однофазной сети электропитания, что ограничивает мощность, которая может быть отдана нагрузке. Кроме этого, данные устройства предназначены для получения электропитания только от одной сети электроснабжения, что ограничивает возможности по повышению надежности электропитания ответственных потребителей, для которых перерывы в электроснабжении нежелательны.

Известен преобразователь частоты (Патент РФ №2251787 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, МПК7 Н02М00 5/451, Н02М00 5/27, Патентообладатель: Дальневосточный государственный технический университет (RU)), включающий неуправляемый выпрямитель, вход которого является входом устройства и подключен к источнику переменного напряжения, а выход подключен через сглаживающий реактор ко входу тиристорного инвертора, выход последнего через первые фильтровые реакторы соединен с выходом устройства, к которому подключены выводы источника реактивной мощности, отличающийся тем, что в него введен преобразователь, состоящий из первого и второго двухквадрантных преобразователей ключевого типа, зажимы постоянного тока которых подключены к конденсатору, а зажимы переменного тока первого двухквадрантного преобразователя через вторые фильтровые реакторы подключены ко входу устройства, зажимы переменного тока второго двухквадрантного преобразователя через третьи фильтровые реакторы подключены к выходу устройства, а в качестве источника реактивной мощности использованы батареи конденсаторов.

Также известен преобразователь частоты (Патент РФ №2155433 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, МПК7 Н02М00 5/451, Патентообладатель: Акционерное общество открытого типа ЭЛСИ (RU)), содержащий трехфазный выпрямитель, входные выводы которого подключены к входным выводам преобразователя частоты, и однофазный инвертор, выходные выводы которого подключены к выходным выводам преобразователя частоты, конденсатор, шунтирующий выходные выводы однофазного инвертора, дроссель, диод, пороговый элемент, выходной каскад, второй выходной каскад, задающий генератор, датчик напряжения, подключенный к конденсатору, датчик тока, фильтровую схему, вторую фильтровую схему, регулирующую схему, триггер, источник задающих напряжений, причем выход датчика напряжения соединен с входом фильтровой схемы, выход датчика тока подключен к входу второй фильтровой схемы, отличающийся тем, что трехфазный выпрямитель выполнен на диодах, однофазный инвертор выполнен на транзисторах, преобразователь частоты снабжен регулирующим транзистором, третьим выходным каскадом, схемой пуска, формирователем короткого импульса, устройством сравнения, вторым устройством сравнения, схемой выбора сигнала обратной связи, генератором пилообразного напряжения, последовательной цепью из второго датчика тока, подключенного к конденсатору, схемы усиления сигнала, компаратора, делителя частоты, выход которого соединен с входом второго выходного каскада, подключенного к управляющим электродам транзисторов диагонали однофазного инвертора, последовательной цепью из третьего датчика тока, подключенного к выходным выводам однофазного инвертора, и второй схемы усиления сигнала, выход которой соединен с вторым входом компаратора, последовательной цепью из второго порогового элемента и второго триггера, причем однофазный инвертор подключен к выходным выводам трехфазного выпрямителя через дроссель и регулирующий транзистор, диод шунтирует встречно-последовательное соединение дросселя и однофазного инвертора, датчик тока подключен к входу инвертора, вход третьего выходного каскада соединен с вторым выходом делителя частоты, а выходы подключены к управляющим электродам транзисторов второй диагонали однофазного инвертора, выход схемы пуска соединен с входом триггера, вход формирователя короткого импульса соединен с выходом триггера и с вторыми входами второго и третьего выходных каскадов, а выход подключен к входу делителя частоты, вход устройства сравнения соединен с выходом фильтровой схемы, а второй вход подключен к второму выходу источника задающих напряжений, вход второго устройства сравнения соединен с выходом второй фильтровой схемы, а второй вход подключен к выходу источника задающих напряжений, входы схемы выбора сигнала обратной связи соединены с выходами устройств сравнения, а выход соединен с входом регулирующей схемы, вход генератора пилообразного напряжения соединен с выходом задающего генератора, а выход подключен к входу порогового элемента, выход порогового элемента соединен с входом выходного каскада, а второй вход подключен к выходу регулирующей схемы, вход второго порогового элемента соединен с выходом второго устройства сравнения, выход выходного каскада соединен с управляющим электродом регулирующего транзистора, а второй вход подключен к выходу второго триггера.

Известен преобразователь частоты (Патент РФ на полезную модель №91485 ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, МПК 2006.1 Н02М 5/40, Патентообладатель: Войтович Игорь Александрович (RU), Зоткин Андрей Павлович (RU) и др.), содержащий трехфазный трансформаторный узел, входные обмотки которого подключены к входному источнику трехфазного напряжения, а выходные - к входным выводам выпрямителя, выходные выводы которого присоединены к конденсатору и выводам постоянного тока трехфазного мостового инвертора, выполненного на дискретных транзисторах, выводы переменного тока которого через первые обмотки соответствующих трансформаторов тока и дроссели L-C фильтров соединены с выходными выводами, при этом две вторые обмотки трансформаторов тока присоединены к управляющим цепям транзисторов, образующих соответствующую стойку мостового инвертора, а начало и конец третьих обмоток, имеющих среднюю точку, соединены соответственно с одной из трех пар противофазных выходов блока управления, а их средние точки связаны с источником электропитания блока управления, при этом блок управления выполнен обеспечивающим формирование регулируемых нулевых пауз в каждой полуволне выходного напряжения мостового инвертора путем одновременного отпирания всех транзисторов, подключенных к одному из выводов постоянного тока мостового инвертора, с одновременным запиранием всех транзисторов, подключенных к его другому выводу.

Общим недостатком преобразователей частоты (Патент РФ №2251787 и №2155433) и преобразователя частоты (Патент РФ на полезную модель №91485) является использование в качестве питающей только одной трехфазной сети электроснабжения, не позволяющее обеспечить повышенную надежность электропитания потребителей.

Известно устройство бесперебойного электропитания потребителей переменного тока (Патент РФ на полезную модель №81855 УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, МПК 2006.01 H02J 9/00, H02J 9/06, Патентообладатель: Королев Станислав Иванович (RU), Ильченко Василий Павлович (RU) и др.), которое предназначено для гарантированного электропитания ответственных потребителей переменного тока при наличии основной и резервной сетей. Устройство содержит основной коммутатор, подключенный к основной сети, и силовой трансформатор, подключенный через стабилизатор к резервной сети. С вторичными обмотками силового трансформатора соединен инвертор с ШИМ, постоянный вход которого подключен к выходу неуправляемого выпрямителя. Устройство содержит блоки контроля фазы и полярности напряжения, схему управления, два выпрямителя, зажимы переменного тока которых соединены с вторичными обмотками силового трансформатора, и ключевые элементы. С фазными выходами инвертора с ШИМ через ключевые элементы коммутатора соединены одни из первичных обмоток уравнительных трансформаторов. Вторые первичные обмотки уравнительных трансформаторов включены в соответствующие фазные выводы основной сети. Концы первичных обмоток уравнительных трансформаторов объединены и подключены к соответствующим клеммам потребителя. Вторичные обмотки уравнительных трансформаторов соединены встречно-параллельно. Наличие уравнительных трансформаторов позволяет регулировать и стабилизировать напряжение на выходе устройства.

Основным недостатком данного устройства является отсутствие возможности преобразования частоты напряжения переменного тока сетей электропитания в напряжение переменного, которое необходимо для гарантированного электропитания ответственных потребителей переменного тока с требуемой частотой (отличной от частоты сетей электропитания).

Наиболее близким по исполнению аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемого изобретения, является преобразователь частоты (Патент РФ на полезную модель №47147 ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, МПК7 Н02М 5/40, Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ЦИКЛ ПЛЮС" (RU)), содержащий (см. Фиг.2 Патента РФ на полезную модель №47147) модуль выпрямителя 1, микроконтроллер 2, датчик напряжения звена постоянного тока 3, конденсатор фильтра 4, модуль преобразователя постоянного напряжения 5 для питания обмотки возбуждения, модуль трехфазного инвертора 8, датчик тока обмотки возбуждения 7, датчики тока в фазах двигателя 9, 10, источник питания 6. Микроконтроллер управляет модулем выпрямителя, модулем трехфазного инвертора, модулем преобразователя постоянного напряжения, принимает сигналы с датчиков тока, напряжения, ДПР, имеет двунаправленный канал "ИНТЕРФЕЙС" для подключения к локальной промышленной сети. Преобразователь частоты содержит трехфазный силовой вход LI, L2, L3, трехфазный силовой выход U, V, W, выходы Н и К для подключения независимой обмотки возбуждения электродвигателя.

Основным недостатком преобразователя частоты по прототипу является использование в качестве питающей только одной трехфазной сети электроснабжения, что ограничивает возможности по повышению надежности электропитания (в случае аварийного отключения сети электроснабжения) ответственных потребителей, для которых перерывы в электроснабжении недопустимы или крайне нежелательны.

Авторы предлагаемого изобретения предполагают возможным содержащиеся в прототипе «трехфазный силовой вход LI, L2, L3» и «трехфазный силовой выход U, V, W» преобразователя частоты, называть соответственно «Трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1» и «Трехфазная сеть электропитания потребителей переменным током с частотой f2», конденсатор фильтра 4 считать и называть просто «фильтром», а датчики тока в фазах двигателя 9, 10 считать единым датчиком трехфазного тока и называть просто «датчиком тока».

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя переменного напряжения, заключающееся в повышении надежности электропитания ответственных потребителей напряжением переменного тока с требуемой частотой.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения, содержащий первую трехфазную сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1, первый выпрямитель, третий фильтр, первый источник питания, первый инвертор, третий датчик тока, микроконтроллер и трехфазную сеть электропитания потребителей переменным током с частотой f2; выход первого выпрямителя соединен с входом третьего фильтра, второй выход микроконтроллера подключен к управляющему входу первого инвертора, к четвертому входу микроконтроллера подключен информационный выход третьего датчика тока, введены вторая трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1, второй выпрямитель, первый, второй, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтр, второй источник питания, первый, второй, третий и четвертый контактор, первый, второй и четвертый датчик тока, второй инвертор, первый, второй, третий и четвертый датчик напряжения, схема развязки цепей питания и трансформатор; первая трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1 соединена с входом первого датчика напряжения и через последовательно соединенные первый контактор и первый фильтр подключена к входу первого выпрямителя; вторая трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1 соединена с входом второго датчика напряжения и через последовательно соединенные второй контактор и второй фильтр подключена к входу второго выпрямителя; выход третьего фильтра через первый источник питания соединен с первым входом схемы развязки цепей питания и через последовательно соединенные первый датчик тока, первый инвертор, пятый фильтр, третий датчик тока и третий контактор подключен к первому входу трансформатора; выход второго выпрямителя через последовательно соединенные четвертый фильтр, второй датчик тока, второй инвертор, шестой фильтр, четвертый датчик тока и четвертый контактор подключен ко второму входу трансформатора; выход четвертого фильтра через второй источник питания соединен со вторым входом схемы развязки цепей питания, выход которой соединен с входом питания микроконтроллера; выход трансформатора через седьмой фильтр подключен к трехфазной сети электропитания потребителей переменным током с частотой f2; к первому входу микроконтроллера подключен выход первого датчика напряжения, ко второму - информационный выход первого датчика тока, к третьему - выход третьего датчика напряжения, к пятому - выход второго датчика напряжения, к шестому - информационный выход второго датчика тока, к седьмому - выход четвертого датчика напряжения, к восьмому - информационный выход четвертого датчика тока; первый, третий, четвертый и шестой выход микроконтроллера подключен соответственно к первому, третьему, второму и четвертому контактору, а пятый выход - к управляющему входу второго инвертора.

Кроме этого, микроконтроллер выполнен с возможностью контроля значения напряжения первой и второй трехфазной сети электроснабжения переменного тока с частотой f1, значения тока на выходе первого и второго выпрямителя (после третьего и четвертого фильтра), контроля значения напряжения и тока на выходе первого и второго инвертора (после пятого и шестого фильтра), с возможностью управления первым и вторым инвертором, а также первым, вторым, третьим и четвертым контактором.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом преобразователе переменного напряжения обеспечивается автоматическое переключение электропитания от аварийно отключенной сети к работоспособной, обеспечивающее повышение надежности электропитания высокостабильным напряжением переменного тока с требуемой частотой ответственных потребителей, для которых перерывы в электроснабжении недопустимы или крайне нежелательны.

Технический результат - повышение надежности электроснабжения ответственных потребителей напряжением 230 В переменного трехфазного (и/или однофазного) тока частотой 400 Гц, получающих первичное электропитание одновременно от двух сетей 3~50 Гц, 380 В через преобразователь переменного напряжения.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена функционально-структурная схема преобразователя переменного напряжения.

Согласно фиг.1 преобразователь включает первую 1 и вторую 28 трехфазную сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1, первый 2 и второй 29 выпрямитель, первый 6, второй 21, третий 3, четвертый 30, пятый 9, шестой 24 и седьмой 19 фильтр, первый 4 и второй 31 источник питания, первый 5, второй 20, третий 11 и четвертый 26 контактор, первый 7, второй 22, третий 10 и четвертый 25 датчик тока, первый 8 и второй 23 инвертор, первый 12, второй 17, третий 13 и четвертый 18 датчик напряжения, микроконтроллер 14, схему развязки цепей питания 15, трансформатор 16 и трехфазную сеть электропитания потребителей переменным током с частотой f2 27.

Первая трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1 1 соединена с входом первого датчика напряжения 12 и через последовательно соединенные первый контактор 5 и первый фильтр 6 подключена к входу первого выпрямителя 2. Вторая трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1 28 соединена с входом второго датчика напряжения 17 и через последовательно соединенные второй контактор 20 и второй фильтр 21 подключена к входу второго выпрямителя 29.

Выход первого выпрямителя 2 через последовательно соединенные третий фильтр 3, первый датчик тока 7, первый инвертор 8, пятый фильтр 9, третий датчик тока 10 и третий контактор 11 подключен к первому входу трансформатора 16; выход второго выпрямителя 29 через последовательно соединенные четвертый фильтр 30, второй датчик тока 22, второй инвертор 23, шестой фильтр 24, четвертый датчик тока 25 и четвертый контактор 26 подключен ко второму входу трансформатора 16. Выход трансформатора 16 через седьмой фильтр 19 подключен к трехфазной сети электропитания потребителей переменным током с частотой f2 27.

Выход третьего фильтра 3 через первый источник питания 4 соединен с первым входом схемы развязки цепей питания 15; выход четвертого фильтра 30 через второй источник питания 31 соединен со вторым входом схемы развязки цепей питания 15, выход которой соединен с входом питания микроконтроллера 14.

К первому входу микроконтроллера 14 подключен выход первого датчика напряжения 12, ко второму - информационный выход первого датчика тока 7, к третьему - выход третьего датчика напряжения 13, к четвертому - информационный выход третьего датчика тока 10, к пятому - выход второго датчика напряжения 17, к шестому - информационный выход второго датчика тока 22, к седьмому - выход четвертого датчика напряжения 18, к восьмому - информационный выход четвертого датчика тока 25.

Первый, третий, четвертый и шестой выход микроконтроллера 14 подключен соответственно к первому 5, третьему 11, второму 20 и четвертому 26 контактору, а второй и пятый выход - соответственно к управляющему входу первого 8 и второго 23 инвертора 8.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.

Преобразователь переменного напряжения состоит из двух каналов преобразования, каждый из которых получает электропитание от индивидуальной сети напряжения переменного тока с частотой f1 (основной 1 или резервной 28), с общей системой управления на базе микроконтроллера 14.

Объединение каналов преобразования устройства осуществляется в трансформаторе 16, выполняющего функцию гальванической развязки как питающих сетей напряжения переменного тока с частотой f1 между собой, так и сети электропитания потребителей напряжения переменного тока с частотой f2 27. При этом, гарантируется высокое качество электропитания потребителей высокостабильным напряжением переменного тока с частотой f2 и, в частности, отсутствие постоянной составляющей в выходном напряжении.

Для запуска в работу преобразователя производится включение (дистанционное или местное - вручную) первого контактора 5. Напряжение электропитания переменного тока частотой f1 от первой (основной) сети 1 пропускается через первый фильтр 6, преобразуется в напряжение постоянного тока первым выпрямителем 2 и после третьего фильтра 3 поступает на первый источник питания 4 и далее через схему развязки цепей питания 15 в микроконтроллер 14. Микроконтроллер 14 (в соответствии с «прошитой» в его памяти программой управления) выполняет опрос первого датчика напряжения 12 и при нахождении значения напряжения и частоты тока в допустимых пределах (например, отклонение значение напряжения от +13% до - 25% и частоты ±2%) запускает в работу первый инвертор 8. При этом, микроконтроллер 14, осуществляя выдачу ШИМ-сигналов на управляющий вход первого инвертора 8, с помощью третьего датчика напряжения 13 обеспечивает формирование значения напряжения переменного тока с частотой f2, необходимой для электропитания потребителей сети 27. После достижения требуемого значения напряжения и требуемой частоты переменного тока, микроконтроллер 14 включает третий контактор 11, обеспечивая электропитание потребителей с высоким качеством через трансформатор 16 и фильтр 19.

После запуска в работу первого канала преобразования, микроконтроллер 14 производит опрос второго датчика напряжения 17, определяя возможность использования второй (резервной) сети 28. При нормальных параметрах резервной сети электропитания 28, микроконтроллер 14 запускает в работу второй канал преобразования и синхронизирует значения выходного напряжения, частоты и фазы первого 8 и второго 23 инвертора по показаниям третьего 10 и четвертого 18 датчиков напряжения, после чего включает четвертый контактор 26, переводя оба канала преобразования в режим параллельной работы на общую нагрузку. Далее, микроконтроллер 14, производя постоянный опрос датчиков напряжения (12, 13, 17 и 18) и тока (7, 10, 22 и 25), осуществляет скоординированное управление двумя каналами преобразования, при котором обеспечивается выравнивание мощностей, потребляемых преобразователем от основной 1 и резервной 28 сети электропитания. При этом, преобразователь обеспечивает электропитание потребителей сети 27 с высоким качеством (то есть, с высокостабильными значениями выходного напряжения и частоты тока f2) независимо от конкретных параметров питающих сетей 1 и 28 (причем, достаточным условием для этого является только нахождение значения напряжения и частоты тока в допустимых пределах).

В случае пропадания напряжения в одной из питающих сетей (1 или 28) или выхода параметров сети за допустимые пределы, микроконтроллер 14 производит отключение соответствующего канала преобразования, увеличивает нагрузку на оставшийся в работе канал, тем самым обеспечивая бесперебойность (в конечном итоге, обеспечивая повышение надежности) электропитания ответственных потребителей сети напряжения переменного тока с частотой f2 27.

Промышленная применимость изобретения определяется тем, что предлагаемый преобразователь переменного напряжения может быть изготовлен в соответствии с приведенным чертежом и описанием на базе известных комплектующих изделий и технологического оборудования.

Предлагаемые технические решения практически реализованы ООО «Источник» в статическом преобразователе СПТ-25-230-400-3, обеспечивающем повышение надежности электроснабжения ответственных потребителей напряжением 230 В переменного тока 3~400 Гц при электропитании от двух сетей 3~50 Гц, 380 В.

Таким образом, на базе предлагаемого преобразователя переменного напряжения обеспечивается повышение надежности систем вторичного энергоснабжения ответственных потребителей, что актуально при эксплуатации ряда объектов (подвижных и стационарных, промышленного и военного назначения), имеющих первичное электроснабжение от сетей 3~50 Гц, 380 В.

На основании вышеизложенного и по результатам проведенного нами патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемый преобразователь переменного напряжения отвечает критериям «Новизна», «Изобретательский уровень» и «Промышленная применимость» и может быть защищен патентом Российской Федерации на изобретение.

1. Преобразователь переменного напряжения, содержащий первую трехфазную сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1, первый выпрямитель, третий фильтр, первый источник питания, первый инвертор, третий датчик тока, микроконтроллер и трехфазную сеть электропитания потребителей переменным током с частотой f2; выход первого выпрямителя соединен с входом третьего фильтра, второй выход микроконтроллера подключен к управляющему входу первого инвертора, к четвертому входу микроконтроллера подключен информационный выход третьего датчика тока, отличающийся тем, что в него введены вторая трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1, второй выпрямитель, первый, второй, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтры, второй источник питания, первый, второй, третий и четвертый контакторы, первый, второй и четвертый датчики тока, второй инвертор, первый, второй, третий и четвертый датчики напряжения, схема развязки цепей питания и трансформатор; первая трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1 соединена с входом первого датчика напряжения и через последовательно соединенные первый контактор и первый фильтр подключена к входу первого выпрямителя; вторая трехфазная сеть электроснабжения переменного тока с частотой f1 соединена с входом второго датчика напряжения и через последовательно соединенные второй контактор и второй фильтр подключена к входу второго выпрямителя; выход третьего фильтра через первый источник питания соединен с первым входом схемы развязки цепей питания и через последовательно соединенные первый датчик тока, первый инвертор, пятый фильтр, третий датчик тока и третий контактор подключен к первому входу трансформатора; выход второго выпрямителя через последовательно соединенные четвертый фильтр, второй датчик тока, второй инвертор, шестой фильтр, четвертый датчик тока и четвертый контактор подключен ко второму входу трансформатора; выход четвертого фильтра через второй источник питания соединен со вторым входом схемы развязки цепей питания, выход которой соединен с входом питания микроконтроллера; выход трансформатора через седьмой фильтр подключен к трехфазной сети электропитания потребителей переменным током с частотой f2; к первому входу микроконтроллера подключен выход первого датчика напряжения, ко второму - информационный выход первого датчика тока, к третьему - выход третьего датчика напряжения, к пятому - выход второго датчика напряжения, к шестому - информационный выход второго датчика тока, к седьмому - выход четвертого датчика напряжения, к восьмому - информационный выход четвертого датчика тока; первый, третий, четвертый и шестой выходы микроконтроллера подключены соответственно к первому, третьему, второму и четвертому контакторам, а пятый выход - к управляющему входу второго инвертора.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью контроля значения напряжения первой и второй трехфазных сетей электроснабжения переменного тока с частотой f1, значения тока на выходе первого и второго выпрямителей (после третьего и четвертого фильтров), контроля значения напряжения и тока на выходе первого и второго инверторов (после пятого и шестого фильтров), с возможностью управления первым и вторым инверторами, а также первым, вторым, третьим и четвертым контакторами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания потребителей, не допускающих перерывов в работе. .

Изобретение относится к схемам аварийного энергоснабжения электропрйемников противоаварийных (в первую очередь противопожарных); систем опасного промышленного объекта, а именно к способам аварийного электроснабжения электроприемников автоматических установок пожаротушения, систем оповещения и управления эвакуацией персонала с аппаратурой аварийного видеоконтроля и других систем опасного промышленного объекта, необходимых для активной (с потреблением энергии) борьбы с такими пожарами и взрывами, к которым может привести полное аварийное нарушение электроснабжения объекта.
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в электрических сетях любого уровня. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты и автоматики. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении ресурсосберегающих систем электроснабжения общепромышленных объектов

Изобретение может быть использовано в технике релейной защиты и автоматики. Технический результат заключается в повышении устойчивости технологических систем за счет ускорения действия защиты и снижения времени простоя технологических агрегатов. Для этого заявленное устройство содержит блок контроля направления мощности, пусковой блок минимальной частоты, первый логический блок, первый таймер, первый исполнительный блок, блок контроля минимального напряжения, второй таймер, второй исполнительный блок, третий таймер, второй логический блок, первый и второй блоки контроля состояния выключателей электродвигателей, третий логический блок и третий исполнительный блок. Первый исполнительный блок является выходом первой ступени защиты от потери питания и действует на отключение выключателя ввода потерявшей питание секции шин распределительного устройства напряжением 6(10) кВ и на гашение поля синхронных электродвигателей. Второй исполнительный блок является выходом второй ступени защиты и действует на отключение синхронных электродвигателей на секции шин, потерявшей питание. Третий исполнительный блок действует на отключение одного электродвигателя в случае, когда на одной секции шин распределительного устройства подстанции работают два электродвигателя. 1 ил.

Изобретение относится к электроснабжению электропотрсбителей, в частности средств железнодорожной автоматики и телемеханики, оснащенных системами дистанционного отключения источников электропитания, в которых используются автономные резервные источники бесперебойного электропитания на напряжение, опасное для жизни человека. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение электрической опасности резервного источника питания при его техническом обслуживании и при возникновении чрезвычайных пожарных ситуаций. Устройство содержит установленную на посту аккумуляторную батарею, разделенную на секции с безопасным напряжением для жизни человека, на посту электрической централизации установлены многоконтактный элемент, рабочие контакты которого включены между секциями аккумуляторной батареи, ручной разъединитель и датчик пожарной сигнализации, соединенный каналом связи с сигнальным прибором оповещения, установленным на пульте управления дежурного по станции, на котором размещен прибор управления дистанционным отключением многоконтактного элемента, нормально замкнутый выходной контакт которого последовательно с нормально замкнутым выходным контактом ручного разъединителя включен в цепь питания электромагнита многоконтактного элемента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Система (50) источника бесперебойного питания включает в себя схему (52) преобразователя питания, сконфигурированную с возможностью преобразования входного питания переменного тока в первое питание постоянного тока и второго питания постоянного тока в первое питание постоянного тока, комплект (56) аккумуляторных батарей, сконфигурированный с возможностью обеспечения второго питания постоянного тока, механизм (54) переключения питания, соединенный со схемой (52) преобразователя питания и с комплектом (56) аккумуляторных батарей, который избирательно перемещается между разомкнутым положением и замкнутым положением, причем механизм (54) переключения питания соединяет комплект (56) аккумуляторных батарей со схемой (52) преобразователя питания в замкнутом положении и изолирует комплект (56) аккумуляторных батарей от схемы (52) преобразователя питания в разомкнутом положении, и схему (62) управления, сконфигурированную с возможностью обеспечения сигнала управления, при этом механизм (54) переключения питания включает в себя электропривод (60), соединенный со схемой (62) управления, причем электропривод (60) реагирует на сигнал управления изменением положения механизма (54) переключения питания из разомкнутого положения в замкнутое. 6 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного электропитания. Технический результат заключается в повышении стабильности выходного напряжения постоянного тока и надежности функционирования предлагаемого интеллектуального преобразователя напряжения при эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды, включая минусовые. Для этого заявленное устройство содержит основную и резервную сеть переменного тока 3~50 Гц, 380 В, первый, второй и третий коммутатор, первый, второй и третий фильтр, первый и второй выпрямитель, первый и второй датчик тока, инвертор, трансформатор, группу потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока, блок питания, блок драйверов силовых ключей, датчик температуры, датчик напряжения, микроконтроллер, пульт управления и индикации, блок вентиляторов и внешнюю систему дистанционного контроля и управления, в устройство введен ограничитель пускового тока, а микроконтроллер выполнен с возможностью контроля значения напряжения первой и второй сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В, контроля значения тока на входе инвертора, контроля срабатывания в блоке защиты и блоке драйверов силовых ключей по превышению тока в открытых тиристорах инвертора, контроля значения напряжения и тока потребления группой потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока и с возможностью для управления первым, вторым и третьим коммутатором, управления блоком драйверов силовых ключей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам противоаварийной автоматики системы электроснабжения, и может быть использовано в схемах для питания потребителей постоянного и переменного тока группы А-1 первой категории надежности электроснабжения, не допускающих перерыва питания. Технический результат заключается в повышении надежности устройства, а также в обеспечении качества напряжения на шинах потребителей постоянного и переменного тока при переключении электроснабжения с рабочего источника на резервный и при кратковременных нарушениях на вводах сети. Для этого заявленное устройство содержит два трехфазных трансформаторно-выпрямительных устройства, выполненных по многомостовой схеме выпрямления (выпрямительные мосты), при этом многомостовая схема выпрямления содержит трехобмоточный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными по схемам «звезда» и «треугольник», которые своими входами подключены к двум вводам основной и резервной трехфазной сети постоянно, молекулярный накопитель энергии, трехфазный инвертор и трехфазные тиристорные ключи, а благодаря тиристорным ключам обеспечивается синхронизация трехфазных инверторов при включении (отключении) неисправного трехфазного инвертора от шин переменного тока. 2 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение независимого управления выходными розетками. Источник (12) бесперебойного питания включает в себя вход (18), сконфигурированный для подключения к источнику (14) питания переменного тока, источник (20) питания постоянного тока, выход (22), сконфигурированный для приема питания, по меньшей мере, от одного из источника (14) питания переменного тока и источника (20) питания постоянного тока, первую переключаемую выходную розетку (24), подключенную к выходу (22) и сконфигурированную для подключения к первой электрической нагрузке (16), и вторую выходную розетку (26), подключенную к выходу (22) и сконфигурированную для подключения ко второй электрической нагрузке (16). Источник бесперебойного питания также включает в себя блок (34) управления, сконфигурированный для обеспечения первой конфигурации, связанной с первой переключаемой выходной розеткой (24), причем первая конфигурация используется блоком управления (34) для управления подключением первой переключаемой выходной розетки (24) к выходу (22) независимо от второй выходной розетки (26). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах резервного или бесперебойного питания сети постоянного тока, преимущественно работающей от нестабильных источников электропитания, напряжение которых может меняться в широких пределах. Технический результат заключается в расширении динамического диапазона работы устройства при повышении степени оптимизации режимов работы его элементов. Импульсный источник питания содержит блок широтно-импульсного модулятора, ключевой транзистор преобразователя напряжения, аккумуляторную батарею, два аналого-цифровых преобразователя, три модуля сравнения и три источника порогового напряжения, модуль выбора частоты широтно-импульсного модулятора, модуль формирования команды о прекращении заряда или разряда аккумулятора, датчик тока, реле с нормально разомкнутым контактом, соединенные между собой так, как указано в материалах заявки. 1 ил.
Наверх