Схема энергоснабжения потребителей постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

< 649080

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свиЛ-ву— (22) Заявлено 09,()8,74 (21) 2053457/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки Мя

Н 02 Н 3/00

1 осучарствеииый коми с ссср ио челам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 250279.Бюллетень № 7 (53) УДК 621.316. ,925(088,8) Дата опубликования описания 2Û279 (72) Авторы изобретения

Г.Г.Гонтарев и С.С.Игнатьев (71) Заявитель (54) СХЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к схемам энергоснабжения потребителей постоянного тока, Известно, что пробой и короткие замыкания в нагрузке могут приводить 8 к повреждениям как источника, так и нагрузки, так как при этом в цепи протекают значительные токи, во много.ðàç превыщающие номинальный.

Защита источника и нагрузки от повреждения производится путем аграничения тока короткого замыкания с помощью последовательного включения в цепь пассивных элементов резисторов или активных элементов электронных. ламп, полупроводниковых приборов (1).

Однако в этом случае наблюдаются з начительные потери мощности при нормальной работе на элементах,включаемых последовательно в цепь для ограничения тока короткого замыкания (резисторах, лампах, транзисторах) и, следовательно снижение КПД, а также значительная величина тока короткого замыкания в цепи источника, не менее пятикратного значения от номинального тока °

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной. является схема электроснабжения потребителей постоянного тока, содержащая источник постоянного тока, коммутирующий элемент, датчик аварийного отключения и нагрузку. В такой схеме для ограничения тока источника питания при пробое в нагрузке включен резистор. уменьшение длительности протекания тока короткого замыкания достигается применением тиратрона, шунтирующего нагрузку при пробое, а полное прекращение тока в цепи нагрузки после поджига тиратрона — последовательным включением в цепь нагрузки электронной лампы — триода (2).

Целью изобретения является повышение надежности схемы путем снижения тока короткого замыкания.

Это достигается.тем, что в предложенную схему энергоснабжения потребителей постоянного тока, содержащую источник постоянного тока, коммутирующий элемент, датчик аварийного отключения и нагрузку, дополнительно введена электромагнитная линия задержки,например цепочечная искусственная линия, включенная между источником и нагрузкой, Кроме того, в нее дополнительно введены резистор и диод, соединенные

3 последовательно и подключенные к входу электромагнитной линии задержки, На фиг. 1а приведена схема с коммутацией на стороне переменного тока; на фиг. 16 — схема с коммутацией непосредственно в цепи постоянного 5 тока; на фиг. 2а показаны зпюры напряжений и токов соответственно для схемы на фиг. 1а и 16.

Схема.,содержит источник 1 постоянного тока (на фиг.1а- выпрямитель, р на фиг.16 - любой источник, например химический источник питания, злектромашина), коммутирующий элемент 2, выполняющий также функции аварийного отключающего устройства, датчик 3 отключающего сигнала аварии при коротком замыкании в нагрузке, например реле максимальногo тока, нагрузку 4, электромагнитную линию задержки 5, напрймер цейочечную искусственную ли- нию из Г-образных звеньев LC вентиль

6 (полупроводниковый или вакуумный диод, газоразрядный прибор), резистор 7.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 1„ — момент отключения коммутатора; Т вЂ” время задержки сигнала

J в линии 5; — — отношение мгновенно ноМ го значения тока к величине тока нагрузки в стационарном режиме, в частотносительные величины токов источника, нагрузки и цепи вентиль — ре- 35 ( зистор; 1 - относительная велиU ногР! чина напряжения на цепочке вентильрезистор (левые зажимы линии 5) на фиг.16.

Рассмотренные эцюры получены при 4О следующих допущениях:линию задержки считают идеальной линией без потерь, сопротивление нагрузки чисто активным и равным волновому сопротивлению линии задержки, сопротивление цепочки вентиль 6 — резистор 7 также равным волновому сопротивлению линии задержки, внутреннее сопротивление источника питания по сравнению с сопротивлением нагрузки незначительно.

Основным новым элементом предложенной схемы является линия задержки.

Волновое (характеристическое) сопротивление линии целесообразно выбирать равным или близким к сопротивлению нагрузки постоянного тока.

Время задержки сигнала в линии должно быть не меньше времени, необходимого для отключения источника питания.

Для получения достаточно высокого

КПД омическое сопротивление линии задержки должно быть много меньше сопротивления нагрузки, Цепочка вентиль 6 — резистор 7 (фиг.16) подключается параллельно 65

80 входным клеммам линии задержки в том случае, когда отключение источника питания производится по цепи постоянного тока. Назначение этой цепочки — поглощение энергии, запасенной в линии задержки, после отключения источника питания. Омическое сопротивление этой цепочки желательно выбирать равным волновому сопротивлению линии задержки, так как при этом продолжительность переходного процесса минимальна, вследствие отсутствия отраженных от цепочки волн напряжения и тока в линии задержки. Полярность включения вентиля - обратная по отношению к напряжению источника.

Переходные процессы происходят следующим образом.

При включении источника питания 1 коммутирующим элементом 2 напряжение на нагрузке 4 появляется спустя время задержки сигнала в линии 5. Если выполнено условие согласования волнового сопротивлечия линии с сопротивлением нагрузки, отражение в линии отсутствует, переходный процесс на этом заканчивается и устанавливается стационарный режим. В случае рассогласования сопротивлений имеет место ступенчатый затухающий процесс установления напряжения..

При отключении источника 1 коммутатором 2 при номинальном токе в нагрузке, а не вследствие короткого замыкания и срабатывания защиты, снятие напряжения с нагрузки происходит с запаздыванием относительно момента отключения коммутатора 2 на время задержки линии 5.

Наиболее интересны процессы в схеме при коротком замыкании в нагрузке и последующем аварийном отключении коммутатора 2 по сигналу датчика 3.

Рассмотрение приведенных эпюр показывает, что при коротком замыкании в нагрузке токи в цепи источника и нагрузки не пренышают удвоенчого установившегося значения, Таким образом, перегрузка по току при коротком замыкании в предложенном устройстве значительно. меньше, чем в обычных устройствах электропитания, где величина тока короткого замыкания определяется внутренним сопрот йлением источника, омическим сопротивлением фильтра и дополнительным сопротивлением и цепи нагрузки.

Следует особо отметить, что при аварийном отключении источника питания коммутирующее устройство разрывает цепь при токе, ранном установившемуся значению, а не при значительно повышенном токе, как в обычных схемах.

В результате снижения тока короткого замыкания достигается существенное облегчение анарийных режимов источника питания и нагрузки, снижение коммутируемой мощности отключающих устройств, а следовательно повышение

f надежности и долговечности схемы в целом.

Кроме того, линия задержки, включенная между источником питания (выпрямителем) и нагрузкой, играет роль сглаживающего фильтра, заменяя таким образом обычный индуктивно-емкостный фильтр.

Формула изобретения

1. Схема энергоснабжения потребителей постоянного тока, содержащая источник постоянного тока, коммутирующий элемент, датчик аварийного отключения и нагрузку,. о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем. снижения

649080 тока короткого замыкания, в нее дополнительно введена электромагнитная линия задержки, например цепочечная искусственная линия, включенная между источником и нагрузкой, 2, Схема по.п.l о т л и ч а ю8 щ а я с я тем, что, с целью повыаения надежности путем поглощения энергии, запасенной в линии задержки, в нее дополнительно введены резистор и диод, соединенные последовательно

N и подключенные к входу электромагнитной линии задержки.

Источники информации, принятые во

Внимание при экспертизе

1. Галевский В.Д. НаСтройка и peryl5 лировка радиовещательных передатчиков с анодной модуляцией. М., Связь, 1971.

2. Авторское свидетельство 9265997, кл, Н 02 Н 3/38, 1968.

649080 ()., нов нсгр

31 йТ 57 И 7Т

2 анси нсгс

2 анси

Редактор Е. Кравцова

Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 572/51 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4

U("наар

Составитель Г. Дамская

Техред Э. Чужик Корректор В.Куприянов