Способ управления коммутацией в пере-ключателе питания нагрузки

 

ОПИСЛНИИ

ИЗОВееЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсккн

Социапкстическиа

Реснубиик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.06. 79 (21) 2782633/24-07 с присоединением заявки J%— (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.81. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 17.06.81 (51) М. Кл. I

Н 02 J 9/06

Гоаударстееннмй комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (53) УД3(621. 316. .925 (088.8) (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАЦИЕЙ

В ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕ ПИТАНИЯ НА. РУЗКИ

Изобретение относится к yhpaaлению коммутацией в низковольтных электрических бесконтактных аппаратах, а именно автоматических переключателях, выполняющих функции переключения питания потребителей с одного ис— точника переменного тока на другой синфазный. Переключатель питания предназначен для электроснабжения таких потребителей, как вычислительные системы, системы автоматического !

О управления сложными технологическими процессами и т.д., где некоторые элементы (например, запоминающие устройства) не допускают длительного пере15 рыва питания.

Известны способы управления коммутацией в контактных переключателях (1 ) и бесконтактных с принудительной конденсаторной коммутацией тиристоров (2).

Недостатками данных способов являются в первом случае низкое быстродействие, обусловленное физическими особенностями, свойственными контактным системам, а во втором — низкая надежность, обусловленная наличием блока принудительной коммутации и коммутационных перенапряжений на конденсаторах при отключениях индуктивных нагрузок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ управления коммутацией в переключателе питания, заключающийся в том < что подключение нагрузки к одному иэ источников осуществляют путем подачи, а отключение— путем снятия сигналов управления с встречно-параллельно включенных тиристоров соответствующего источника, причем управление осуществляется од- новременно всеми тиристорами нагруженного источника, а управление тиристорами резервного источника осуществляют при переключении, после . перехода тока в цепи нагрузки через нулевое значение, т.е. выключения

8904

15

25

35

50

3 83 тиристоров ранее нагруженного источника.

Недостатками данного способа управления являются: большое время включения тиристоров при переключении у,Т вЂ” период колебаний напряжений), удовлетворяющее ряд известных потребителей, например электронные вычислительные машины: необходимость в весьма сложных безынерционных реле минимального напряжения сложность, а следовательно, и низкая надежность схемы управления тиристорами переключателя, реализующий данный способ.

Целью изобретения является повыше ние надежности электроснабжения нагрузки.

Эта цель достигается тем, что согласно способу управления коммутацией в переключателе питания нагрузки от синхронизированных источников переменного тока одинаковой частоты, заключающемуся в том, что подключение нагрузки к одному из источников осуществляют путем подачи, а отключение — путем снятия сигналов управления с встречно-параллельно включенных тиристоров соответствующего источника в зависимости от полярнос ти тока нагрузки, измеряют напряжение обоих источников, сравнивают измеренные напряжения между собой, выявляя при этом источник с большим мгновенным напряжением, и сигналы управления подают на тиристоры, полярность которых совпадает с поляр ностью тока нагрузки в цепи источника с большим мгновенным напряжением.

Благодаря избирательному управлению тиристорами при переключении на источник с большим мгновенным значением напряжения, в =-ависимости от уровня напряжения отключаемого источника, обеспечивается повышение надежности электроснабжения наиболее ответственных потребителей.

На фиг.1 представлена схема пе 4 реключателя питания: на фиг. 2 — диаграммы напряжений;

На схеме показаны тиристоры 1-4, блок 5 сравнения напряжений источников (БСН), датчик 6 направления тока (ДНТ ), логические схемы И 7-10, служащие одновременно и для усиления сигналов управления; нагрузка 11.

Принцип действия переключателя .состоит в следующем.

Напряжения U,U2ïoñòóïàþò в БСН 5, где осуществляется сравнение мгновенных значений по величине. Если

U U>, то на соответствующие входы схемч И 7,8 поступает сигнал "Логическая единица" (разрешение). Аналогично, если 0 7 0,1, сигнал "Логическая единица" поступает на входы схем И 9,10. Датчик ДНТ б формирует сигналы "Логическая единица" по обоим выходам при отсутствии тока в нагрузке. В случае протекания тока сигнал ".Логическая единица" поступает на усилитель тех тиристоров, схемная полярность которых совпадает с полярностью тока.. Так, если в момент. =0 (фиг.2) подать напряжения U,,U на схему пе 1 реключателя, причем, дойустим, что

U > U то в начале управление постуй пает на тиристоры 1,2 (так как ток в нагрузке отсутствовал и, следовательно, сигнал "Логическая единица" поступает с ДНТ 6 одновременно на все схемы И 7-10, но как только в цепи нагрузки начнет протекать ток (в данном случае положительной полярности ) сигнал ".Логическая единица" с ДНТ б начинает поступать толь.— ко на входы схем И 7,9, но так как сигнал "Разрешение" с блока 5 поступает на схему И 7, то сигнал управления поступает на тиристор 1.

В момент t< направление тока в нагрузке изменяется, поэтому, начиная с данного момента, управление начинает поступать на тиристор 2 вплоть до момента

В момент t> напряжение О исчезает (предположение), при этом обеспечивается условие U2)U<, и сигнал "Разрешение" с БСН 5 поступает на схемы

И 9,10 (со схемы И 7,8 сигнал "Разрешение" снимается), в результате чего в диапазоне времени t -t уп2 равление начинает поступать на тиристор 4.

Быстродействие переключателя в целом определяется быстродействием контроля и сравнения напряжений U, U< в блоке 5, последний содержит двухполупериодные выпрямители напряжений 0 1, 0, которые подключены к соответствующим входам компаратора.

Отсутствие инерционных элементов (например, сглаживающих фильтров) обеспечивает мгновенное реагирование схемы БСН 5 на снижение напряжеФормула изобретения

5 838904 ния независимо от фазового угла снижения.

Датчики 6 выполняются на,базе трансформаторов тока, датчиков Холла, магниторезисторов и других элементов, обеспечивающих гальваническую развязку и точность контроля блока.

Переключатель, реализующий предлагаемый способ управления коммутацией, обеспечивает бесперебойное нитание выдов потребителей (с любыми допустимыми временами перерыва пита-, ния). Схема управления переключением функционально проста, а следовательно, и надежна. Переключение источников не сопровождается появлением ком-. мутационных перенапряжений„ которые, например, свойственны аналогам, ис-. пользующим принудительную конденсаторную коммутацию тиристоров. Таким образом, обеспечивается повышение надежности электроснабжения потребителей.

Способ управления коммутацией в переключателе питания нагрузки от синхронизированных источников переменного тока одинаковог. частоты, заключающийся в том, что подключение нагрузки к одному из источников осуществляют путем подачи, а отключение - путем снятия сигналов управ6 ления с встречно- параллельно включенных тиристоров соответствующего источника в зависимости от полярности тока нагрузки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения нагрузки, измеряют напряжение обоих источников, сравнивают измеренные напряжения между собой, выявляя при этом источник с большим мгновенным напряжением, и сигналы управления подают на тиристоры, полярность которых совпадает с полярностью тока нагрузки s цепи источника с большим мгновенным напряжением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 604082, кл. Н 02 3 79/06, 1978.

2 ° Картавых А. С. и др. Тиристорные выключатели в установках гарантированного питания. Тезисы докладов.

Материалы У Всесснозной научно-технической конференции. Повышение эффективности силовых полупроводников и потребителей на их основе. Таллин, 1975.

3. Ковалев Ф.И. и др. Унифицированная серия статических преобразователей мощностью до 100 кВА для агрегатов бесперебойного питания. ЭП. СеII рия "Преобразовательная техника вып.4 (99), 1978, с. 19-23.

838904 бьи.? бай

ЬИ

Ььк9

Составитель Г. Дамская

Редактор И. Нестерова Техред H.NaAopom Корректор Г. Решетник

Заказ 4459 83 Тирах 675 Подписное

ВНИЛПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Иосква, %-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патенг, г. Ухгород, ул. Проектная, 4