Устройство для питания нагрузки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230877 (21) 2520050/24-07 с присоедииеиием заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень HP 33

Дата опубликования описания 0809.79

Союз Советских

Социалистических республик о 684674 (5!)М. Кл.

Н 02 У 9/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДХe21 3И. .925 (088.8) (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя Л.И. Дик, С.В. Дикань, В.Е. Райнин и В.В. Колосов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, выполненным на базе силовой полупроводниковой техники, а именно, к бесконтактным автоматическим переключателям, выполняющим функцию переключения питания с одной сети на другую.

Бесконтактные переключатели питания предназначены для электроснабжения таких потребителей как вычислительные системы, системы регулирования, системы контрольно-измерительных приборов, системы автоматического управления сложными технологическими процес- 15 сами и т.д., где некоторые элементы (например, запоминающие устройства) не допускают длительного перерыва питания.

Известно устройство для включения аварийного питания, в котором питание нагрузки постоянного тока осуществляется от основного или резервного источников через диоды (1).

Недостатком указанного устройства является то, что оно предназначено только для потребителей постоянного тока, не обеспечивает гальванической развязки и производит переключение только при значительном снижении напряжения, превышающем напряжение переключения динистора.

-Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является устройство для питания нагрузки, обеспечивающее питание нагрузки от двух независимых синхронных источников трехфазного тока, включенной через силовые трансформаторы (основной и компенсирующий), разноименные фазы которых соединены последовательно (2).

Недостатками такого устройства являются большие габариты и вес, обусловленные наличием двух силовых трансформаторов и реакторов связи, пониженная надежность электроснабжения, вызванная значительным изменением напряжения на нагрузке (10-15%) при различных видах повреждения одного из источников, трудности, возникающие при необходимости подключения нескольких резервных источников, а также ограниченная область применения устройства.

Цель изобретения — повышение надежности электроснабжения.

Эта цель достигается тем, что в схему известного устройства введено

684674

mn-фазных диодных мостов, причем, одноименные фазы всех источников напряжения подсоединены ко входам одного моста,к диагонали которого подключена первичная обмотка трансформатора соответствующей фазы, при этом первичные обмотки всех фаз трансфор5 матора снабжены выводами средних точек, соединенными между собой.

Устройство обеспечивает значительное уменьшение габарита и веса в сравнении с прототипом эа счет выполнения его по укаэанному принципу. Повышение надежности электроснабжения достигается путем подачи напряжения на нагрузку от источника, имеющего наибольшее напряжение в данный момент, и не зависит от напряжений других источников. Устройство допускает подсоединение двух и более резервных многофазных синхронных источников.

Кроме того, предложенное устройство 20 обеспечивает питание нагрузки при любых повреждениях как в системе с общей нейтралью (однофазных, двухфазных m-фазных коротких замыканиях, об1 рывов одной или нескольких фаз одного или нескольких источников), так и в системе с изолированной или компенсированной нейтралью.

На чертеже приведена схема устройства для питания нагрузки от двух синхронных источников напряжения трехфазного тока с общей нейтралью.

Устройство содержит силовой трехфазный трансформатор 1, первичные обмотки всех фаз которого имеют выведенные средние точки, соединенные меж- ду собой и с общей нейтралью источников, и три диодных моста (диоды

2- .5, 6 9 и 10;13). Трансформатор 1 создает гальваническую развязку между источниками напряжения и нагруз- 40 кой. Ко входам мостов подключены одноименные фазы синхронных источников напряжения 14 и 15. Диоды 2,3; 6,7;

10,11 катодных групп мостов обеспечивают приложение наибольшего в дан- 45 ный момент фазного напряжения положительной полярности соответственно к полуобмоткам 16,17,18, а диоды 4,5;

8,9; 12,13 анодных групп мостов обеспечивают приложение наибольшего в 50 данный момент напряжения отрицательной полярности соответственно к полуобмоткам 19,20,21. Вторичные обмотки трансформатора 1 подключены к нагрузке 22.

Схема работает следующим образом.

Если фазные напряжения источника

14 больше фазных напряжений источника 15, в положительный полупериод фазного напряжения диоды 2,6,10 открыты и наибольшее фазное напряжение

60 приложено к полуобмоткам 16,17, 18.

В отрицательный полупериод фазного напряжения источника 14 открыты диоды 4,8,12 и напряжение прикладываетя к полуобмоткам 19,20,21. 65

В случае, когда фазное напряжение источника 15 больше фазного напряжения источника 14, в положительный полупериод фазного напряжения открыты диоды 3,7,11 и при этом фазное напряжение прикладывается к полуобмоткам 16,17,18, в отрицательный полупериод открыты диоды 5,9,13, а напряжение прикладывается к полуобмоткам

19, 20,21. Таким образом, наибольшие фазные напряжения положительной полярности прикладываются к полуобмоткам 16,17,18, а напряжения отрицательной полярности — к полуобмоткам

19,20,21 ° Напряжения на вторичной обмотке каждой фазы пропорциональны фазным напряжениям, прикладываемым к первичным полуобмоткам.

В общем случае при включении п синхронных источников m-фазного тока, трансформатор должен иметь m первичных обмоток с выведенными средними точками, соединенными между собой, и mn-фазных диодных мостов, катодная группа диодов каждого из которых обеспечивает приложение к полуобмотке трансформатора соответствующей фазы наибольшего фаэного напряжения положительной полярности, а анодная группа этого же моста обеспечивает приложение ко второй полуобмотке рассматриваемой фазы наибольшего фазного напряжения отрицательной полярности.

В системе с изолированной нейтралью связь между соединенными между собой средними точками первичных об- . моток трансформатора и нейтралями источников отсутствует, поэтому к первичным полуобмоткам прикладываются линейные напряжения источника, имеющего напряжение большей величины. Так, если напряжение источника 14 больше напряжения источника 15, открываются диоды 2,8,12,6,4,12,10,4,8 с соответствующим распределением линейных напряжений источника 14 по первичным фаэным полуобмоткам трансформатора.

Если напряжение источника 15 больше напряжения источника 14, открываются диоды 3,9,13,7,5,13,11,5,9, а к фаэным полуобмоткам трансформатора будут прикладываться линейные напряжения источника 15. Как и в системах с общей нейтралью наибольшие напряжения положительной полярности прикладываются к полуобмоткам 16,17,18, а напряжения отрицательной полярностик полуобмоткам 19,20,21. Напряжения на вторичных обмотках пропорциональны напряжениям, прикладываемым к первичным полуобмоткам.

Важно отметить, что сечение первичной обмотки может быть уменьшено вдвое за счет протекания только одной полуволны тока по каждой полуобмотке, поэтому трансформатор предложенного устройства имеет такие же

684674

Формула изобретения

Составитель Г ° Дамская

Редактор Д. Зубов Техред М. Келемеш Корректор Г. Решетник

Заказ 5302/ 50

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 габариты и вес, что и обычный силовой трансформатор заданной мощности.

Таким образом, применение предлагаемого технического решения позволяет существенно уменьшить габариты и вес устройства для бесперебойного питания нагрузки и повысить надежность электроснабжения. В соответствии с расчетами габариты и вес устройства бесперебойного питания нагрузки трехфазного тока от двух синхронных источников, выполненного в 10 соответствии .с предлагаемым изобретением, составляют 60-65% от аналогичных параметров прототипа.

Устройство для питания нагрузки

m-фазного переменного тока n ."". синхронных источников напряжения, включенной через силовой m-фазный трансформатор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения, в него введено mn-фазных диодных мостов, причем, одноименные фазы всех источников напряжения подсоединены ко входам одного моста, к диагонали которого подключена первичная обмотка трансформатора соответствующей фазы, причем, первичные обмотки трансформаторов снабжены выводами средних точек, соединенными между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лукес Ю.Х. Схемы на полупроводниковых диодах. М., Энергия, 1972, с, 322.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 509942, кл. Н 02 J 9/00, 1973.