Переключатель питания

 

патен; но .н.

1 е„б Иотена 1. 5 . Б -1

ОПИСАНЯа

Союз Советских

Социалистических

Республик ()773831

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл.з (22) Заявлено 02.04.79 (21) 2743759/24-07

Н02 J 9/06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет (53) УДК 621.316. .925 (088.8) Опубликовано 23.10.80. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 27.10.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. В. Могилевский, С. В. Дикань, Л. И. Дик и В. В. Колосов (71) Заявитель (54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПИТАНИЯ

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, а именно к устройствам обеспечения бесперебойного питания особо ответственных потребителей (например, вычислительных машин), выполняющим функцию прямого переключения питания с одного источника (основного) на другой (резервный) при недопустимом снижении напряжения в основном, а также обратного переключения при восстановлении напряжения в основном источнике. 10

Известен переключатель питания, содержащий в каждом полюсе контактные прерыватели тока основного и резервного источников (11.

Недостаток устройства — низкое быстродействие (большое время переключения потребителя с одного источника на другой), которое определяется временем расходования контактов основного источника, временем замыкания контактов резервного источника и временем гашения дуги. 2О

Для существующих типов контактных переключателей время переключения,составляет 100 мс, в то время как допустимое время перерыва питания вычислительных ма2 шин «Минск 32» составляет менее 1 мс для частоты источников 50 Гц.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является бесконтактный переключатель питания с естественной коммутацией вентилей (выключение вентилей при переходе тока через нулевое значение) (2). В данном переключателе потребителей от двух источников переменного тока, основного и резервного, содержится в каждом полюсе два последовательно включенных симистора (или встречно-параллельно включенных тиристора), соединенные электроды которых подключены к выводам фаз потребителя, а другой электрод каждого симистора соединен с выводами фаз соответствующих источников, причем цепи управления симисторов подключены к выходам схемы управления, входы которой соединены с выводами фаз источников. Недостатком такого переключателя является большое время переключения, обусловленное естественной коммутацией симисторов. В установившемся режиме данное время может составлять полупериод колебаний напряжений источника, в переходном (который является наиболее ха773831

Формула изобретения

50 рактерным для переключателя) данное время может существенно увеличиться.

Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в переключатель питания потребителей от двух источников переменного тока, основного и резервного, имеющих общий полюс, содержащий в каждой фазе два симистора, соединенные между собой, одни электроды которых предназначены для подключения к выводам фаз потребителя, а второй электрод каждого симистора предназначен для соединения с выводом фазы соответствующего источника, причем цепи управления симисторов подключены к выходам схемы управления, входы которой предназначены для соединения с выводами фаз соответствующих источников, введены диодные мосты, в диагоналях которых установлены реакторы, и цепь последовательно включенных коммутирующего симистора и резистора, причем диодные мосты подключены между выводом фазы основного источника и вторым электродом симистора этой же фазы, который через цепь последовательно включенных коммутирующего симистора и резистора подключен к общему полюсу.

На чертеже представлена схема одного полюса переключателя питания.

В схему включены симисторы 1, 2 (или встречно-параллельно включенные тиристоры); диоды 3 — 6, реактор 7 с индуктивным сопротивлением, сравнимым с сопротивлением потребителя и постоянной времени, превышающеи период колебаний напряжений источников; коммутирующий симистор 8 (встречно-параллельно включенные тиристоры), резистор 9, схема управления

10, напряжения основного 11 и резервного 12 источников, соответственно; клемма подключения потребителя 13, общий полюс 14 источников питания.

Принцип работы переключателя питания характеризуют следующие режимы: а) подключение потребителя к основному источнику; б) переключение потребителя с основного источника на резервный, при снижении напряжения в основном; в) переключение потребителя с резервного источника на основной, при восстановлении напряжения в основном. Первоначальное подключение потребителя к основному источнику осуществляется путем подачи управления на симистор 1, при этом в переходном режиме ток в цепи потребителя ограничивается реактором. В установившемся режиме ограничение тока в цепи потребителя реактором не происходит, поскольку через реактор протекает практически постоянный ток, равный по величине амплитуде тока потребителя при отсутствии в схеме элементов

3 — 7, в результате чего вентили 3 — 6 постоянно открыты, т. е. в установившемся ре20

21

30 зя

45 жиме ток потребителя протекает не через реактор, а через вентили 3 — 6.

При переключении потребителя с основного источника на резервный управление с симистора 1 снимают и одновременно подают на симистор 2. В данном случае потребитель мгновенно подключается к резервному источнику, и через симисторы 1, 2 начинает про1екать уравнительный ток. Амплитуда уравнительного тока определяется величиной реактора и кратность ее к номинальной может быть получена весьма малой величины 1,5 — 3. При переходе уравнительного тока через нулевое значение симистор 1 выключится и ток в цепи диодов

3-6, обусловленный энергией, запасенной в реакторе, спадает по экспоненциальному закону.

Принцип действия переключателя при переключении потребителя с резервного источника на основной, когда ток в цепи реактора 7 равен нулю, состоит в следующем.

Вначале управление подают на симистор 8 на время переходного процесса в реакторе, а после нарастания тока в цепи реактора до величины тока потребителя управление с симистора 8 снимают и одновременно (или после выключения симистора 8) снимают управление с симистора 2 и подают управление на симистор 1.

После перехода уравнительного тока ограниченной величины (уровень ограничения определения индуктивностью реактора) через нулевое значение симистор 2 выключится.

Очевидно, что перерыв питания потребителя в данном режиме также отсутствует.

Таким образом, при выполнении переключателя по схеме обеспечивается бесперебойное питания потребителей (время переключения определяется только лишь временем реагирования схемы управления на снижение напряжения), в то время как у известного перерыв питания потребителей может превышать полупериод колебаний питающих напряжений, что не удовлетворяет ряд известных ответственных потребителей.

Экономический эффект от использования одного переключателя в народном хозяйстве в течение года может составить порядка

25 тыс. руб.

Переключатель питания потребителей от двух источников переменного тока, основного и резервного, имеющих общий полюс, содержащий в каждой фазе два симистора, соединенные между собой, одни электроды которых предназначены для подключения к выводам фаз потребителя, а второй электрод каждого симистора предназначен для

773831

Составитель Г. Дымская

Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетннк

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Редактор М. Ликович

Заказ 7524/74 соединения с выводом фазы соответствующего источника, причем цепи управления симисторов подключены к выходам схемы управления, входы которой предназначены для соединения с выводами фаз соответствующих источников, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены диодные мосты, в диагоналях которых установлены реакторы, и цепь последовательно включенных кониутирующего симистора и резистора, причем диодные мосты подключены между выводом фазы основного источника и вторым электродом симистора этой же фазы, который через цепь последовательно включенных коммутирующего симистора и резистора подключен к общему полюсу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 316157, кл. Н 02 J 9/06, 1971.

2. Картавых А. С. и др. Управление тиристорами выключателей переменного тока при переключении источников — «Электротехническая промышленность». Серия «Аппараты низкого напряжения», 1975, вып.2(42).