Способ управления тиристорами переключателя питания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнител .ное к авт. свид-ву— (22} Заявлено 031175 (21} 218б070/07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.1077. Бюллетень И 39 (45} Дата опубликования описания 22.1177

Союз Советских

Социалистических

Республик (1ц 577610 (Бэ} М. Кл. н 02т 9/06

Н 03 К 17/00

ГЭцАщэтээ66ыэ 66аэтэт

66ЭЭТЭ ЭЭЭЭЭЭТ()66 606Р

66 АЭАЭМ 666666Т6661

6 ЭТЩЫТ66 (Щ УДЫ б21. 31б,925 (088.8) (72) Авторы иаобретения Г.В. Могилевский, С.В. дикань и В.В. Колосов

Pl) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ ПЕРЕКЛОЧАТЕЛЯ

ПИТАНИЯ

-Re с(о). 6

Изобретение относится к способам управления низковольтными электрическими бесконтактными аппаратами, а именно автоматическими переключателями, выполняющими функции пере- 5 ключения питания с одной сети переменного тока на ДРугую. Переключатели питания предназначены для электроснабжения таких потребителей как вычислительные системы, системы ре- 1(j гулирования, системы контроЛьно-измерительных приборов, снстемы автоматического управления сложными технологическими процессами и т.д., где некоторые элементы (например запоми- Б нающие устройства) не допускают длительного перерыва питания.

Известны способы управления тиристорами переключателя питания, использующие естественную коммутацию Ж тиристоров (включение при переходе тока через нулевое значение при снятых сигналах управления) (1) .

К недостаткам этих способов следует отнести следующее. 25

С целью уменьшения времени яереключения параллельно потребителям устанавливаются конденсаторы, обеспечивающие опережение тока потребителя напряжени сети по фазе, при этом, если напряжение сети резко снижается, например при коротком замыкании на входе переключателя, происходит принудительное запирание тиристоров, в обычных режимах снижения выключение тиристоров осуществляется естественным путем (рЕзкое увеличение габаритов переключателя на больших токах, т ° е. ) б3 А).

После снятия сигналов управления с тиристоров рабочей сети при переключении сигналы управления на тиристорь резервной сети подаются с задержкой во времени, необходимой для естественного выключения тиристоров рабочей сети, является большое время переключения при коротком замыкании на входЕ переключателя рабочей сети при работе на индуктивную нагрузку, которое может составлять несколько периодов колебаний напряжений сети, обусловленное тем обстоятельством, что энергия, накопленная в нагрузке, долго поддерживает ток через тиристор (ток через тиристор равен где 1(о1 — ток тиристора в момент короткого заикания на входе пере577б10 ключателя; к,L — сопротивление и индуктивность в нагрузке.

Из известных способов управления тиристорами наиболее близким по технической сущности является способ(2), где при управлении тиристорами резервной сети, после снятия сигналов управления с тиристоров работающей сети, при снижении напряжения в последней, сигналы управления каждым тиристором резервной сети формируются в интервале совпадения напряжения сети и тока потребителя I полярности, соответствующей схемной полярности тиристора.

l5

Недостатками данного способа упраВления являются;

1) неуправляемость тиристоров ðåзервной сети при обрыве фидера основной сети (или срабатывания автоматического выключателя, стоящего В работающей сети), при этом ток потребителя может прерваться раньше, чем появится команда переключения на резервную сеть, что Возможно вследствие инерционности реле минимального напряжения в блоке управления переключением;

2) неуправляемость тиристоров резервной сети при определенных сдвигах фаз межцу напряжениями работающей и резервной сети, когда ток потребителя прерывается раньше, чем появится положительное напряжение анод-катод того тиристора, схемная полярность которого совпадает с полярностью M тока потребителя в момент переключения;

3) прорывы в токе при работе на нагрузку с емкостным характером, при этом совпадение полярности тока пот- 40 ребителя и напряжения сети происходит не в момент перехода тока через нуль (например, если полярность тока в мсмент перехода тока через нуль меняется с отрицательной на положитель- 45 ную, то в этот момент напряжение анод-катод тиристора отрицательное и включение не происходит).

Целью изобретения является повы- @@ шение быстродействия переключения источников электроснабжения.

Это достигается тем, что сигналы управления на тиристоры резервной сети подают сначала на тиристоры 55 резервной сети, схемная полярность которых совпадает с полярностью тока потребителя в момент равенства величины напряжения основной и резервной сети в каждой фазе, а затем подают сигналы на тиристоры обеих схемных полярностей, На фиг. 1 дана функциональная схема выполнения устройства, осуществляющего управление встречно параллельными тиристорами однофаз- б@ ного переключателя переменного тока, где 1-2 — встречно параллельно включенные тиристоры рабочей основно сети (ОС); 3-4 — логические схе . ИЛИ

ОС; 5-7 — триггеры с рездельными входами ОС," 8-10 — логические схемы И

ОС; 11 — датчик нуля тока; 12 — блок управления переключением; 13 — датчик полярности тока; 14-15 — встречно параллельно включенные тиристоры резервной сети (РС); 16-17 — логические схемы ИЛИ РС; 18-20 — триггеры с раздельными входами РС; 21-23 логические схемы И PC. На фиг. 2 приведены диаграммы напряжений обеих сетей (OC-() С,РС-U,l и тока. нагрузки 3Ф,, сигналы переключения на OC и РС (действующие на выходах блока 12), а также сигналы управления тиристорами РС, поясняющие принцип работы переключателя, приведенного на фиг. 1, где „. — момент снижения напряжения U ниже уровня пU„(и — уставка на переключение по напряжению, равная 0 „„ /0 ); (Й „„ — минимально допустимое для нагрузки напряжение, 0 „ — номинальное напряжение сети), t — мо-. мент переключения нагрузки с OC на

PC (задержка во времени -z —, обусловлена инерционностью реле минимального напряжения, реагирующего на снижение напряжения, расположенного в блоке 12, 1 — момент равенства фаэного тока нулю.

Устройство, реализующее описываемый способ управления работает следующим образом. Допустим, вначале питание потребителя осуществлялось от ОС, при этом сигналы управления поступали только на тиристоры 1, 2, соответственно на выходах схем ИЛИ 3, 4 присутствовали сигналы логическая 1 .

Состояние тиристоров 5, 6, 7 определяется током 5Ф„ при йервоначальном включении тирйсторов 1, 2.

Если в,момент первоначального включения ЗФ„ = О, то триггеры 8, 7 находятся в нулевом состоянии, а триггер 5 устанавливается в единичное состояние (данный режим работы соответствует либо первоначальному включению переключателя, либо переключению с PC на OC в момент равенства нулю тока J „, Если же в момент первоначального включения тиристоров 1, 2 ток ДФ1 имел положительную полярность, то вначале в единичное устанавливался триггер б (или триггер 7, если ток 3Ф, отрицательный) затем в момент равенства тока 3, нулю в единичное состояние устанавливается триггер 5 (данный режим работы соответствует переключению с сети РС на

OC).

Предположим, в момент 1, (см.фиг.2) напряжение ОС снизится ниже уровня

577610 переключения П 0„, при этом в момент t. на входах установка 0 триггеров 5-7 появится сигнал логическая 1, при этом триггеры 5-7 установятся в нулевое состояние и сигналы управления с тиристоров 1, 2 снимутся, а на входах установка 0 триггеров 18-20 появится сигнал логический 0 (практически сигнал переключения на РС логическая 1 должен появиться несколько позже, чем сигнал переключения на ОС станет логическим нулем, с целью нейтрализации времени задержки переключения логических элементов схемы управления). На общих входах схем И 21-23 появится сигнал логическая 1 (сигнал переключения на РС), при этом в момент tz (см.фиг.2) сигналом датчика полярнос— ти (B данном случае положительной) триггер 19 устанавливается в единичное состояние и на тиристор 15 поступит сигнал управления. Включение тиристора 15 произойдет, когда разность мгновенных значений напряжений ф(-И )станет больше нуля. Следует заметить, что межсетевое короткое замыкание при переключении полностью исключается, так как сигналы управления подаются на тот тиристор резервной сети, который является встреч- ЭО но включенным по отношению к проводящему тиристору в момент переключения ОС, в данном случае проводящим в момент переключения тиристором ОС является 2, а сигнал управления подается на тиристор 15 РС, В момент 1 ток З „ становится равен нулю, что свидетельствует о. выключенном состоянии тиристора 2 ОС, при этом сигналом датчика нуля то- 40 ка ll триггер 18 устанавлИвается в единичное состояние и на тиристор 14

РС поступает сигнал управления.

Управление встречно параллельно включенными тиристорами переключате- 45 ля питания по вышеизложенному способу позволяет обеспечить минимально возможное время перерыва питания ответственных потребителей при любых видах снижения напряжения в работающей gg сети и при любых сдвигах фаз между напряжениями обеих сетей при минимальных габаритах (ввиду исключения емкостей, установленных параллельно нагрузке для обеспечения опережения тока в HQI.pуэке напряжения сет1f по фазе, или емкостей для осуществления искусственной коммутации тиристоров работающей сети). Время переключения питания нагрузки с основной сети на резервную от момента снижения в основной сети напряжения ниже установленного значения может быть достигнуто в наихудшем случае не более полупериода колебаний напряжения сети (при быстродействии реле минимального нат пряжения = —,, где Т вЂ” период колебаний напряжения сети). Время перерыва г тока в нагрузке также

Формула изобретения

Способ управления тиристорамн переключателя питания m - фазной сети переменного напряжения, заключающийся том, что отключение рабочей сети осуществляют путем снятия сигналов управления со встречно включенных тиристоров каждой фазы основной сети и одновременной подачи сигналов управления на тиристоры резервной цепи, полярност которых совпадает с полярностью тока потребителя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия переключения, сигналы управления подают сначала на тиристоры, полярность которых совпадает с полярностью тока потребителя в момент равенства величины напряжения основной и резервной сети в каждой фазе, а затем после первого равенства тока нулю, подают сигналы управления на тирйсторы обеих полярностей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 470889, кл. Н 02 I 9/06, 03,07.72, Авторское свидетельство СССР

М 316154, кл. Н 02 f 9/06, 03,06.68.

577610 сиги.

n etrn. мо 0С сиги. лгрилл. уи PC сиг, улр. мир IЯ сигнал пр

mup. 1Ф

Подписное

Тираж 917

3аказ 4194/40 цниипи

Филиал ППП Патент, г. Ужгород., ул. Проектная, 4