Устройство для автоматического переключения нагрузки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 21906 ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Новомосковский филиал Московского химико-технологического институтаим. Д. И. Менделеева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к схемам аварийного или резервного электроснабжения, и может быть использовано для автоматического переключения нагрузки с основной сети переменного напряжения и частоты на резервную при отказе основной сети или преобразователя частоты. Цель - расши 801336153 А 1 рение функциональных возможностеи путем обеспечения работы в сетях с переменной частотой и напряжением и увеличение быстродействия. В нормальном режиме питание нагрузки 9 осугцествлено от основной сети 3 через преобразователь 4 частоты и контакты 8. При уменьшении амплитуды напряжений или искажении формы выходного напряжения преобразователя основного канала меняется полярность напряжения на входе элемента 14 сравнения. При срабатывании исполнительного органа 6 нагрузка 8 переключается на резервную сеть 11 с преобразователем0 частоты. В устр-ве вследствие независимой регулировки опорных напряжений в блоках анализа амплитуды напряжения и анализа Я формы напряжения возможна установка любых значений опорных напряжений, в том числе при переменной частоте, и напряжения на вь 1 ходе преобразователя частоты основной сети и связи между собой по любому закону, связываю 1 цему частоту и на- Я пряжение. 1 ил.1Изобретение относится к электротехнике,в частности к схемам аварийного или резервного электроснабжения, и может бытьиспользовано для автоматического переключения нагрузки с основной сети переменного напряжения и частоты на резервную при отказе основной сети или преобразователя частоты,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы в сетях с переменной частотой и напряжением и увеличение быстродействия.На чертеже представлена структурнаясхема устройства.Устройство для автоматического переключения нагрузки основного канала переменного тока на резервный включает датчик 1напряжения, состоящий из трансформатора 2,первичная обмотка которого присоединенак основной сети 3 с преобразователем 4частоты, а вторичная соединена звездойс входом первого выпрямителя 5. Исполнительный орган 6 устройства присоединенк выходу усилителя 7 имеет контакты 8,из которых размыкающие включены междупреобразователем частоты основной сети инагрузкой 9, а замыкающие - междупреобразователем 10 частоты резервной сети 11 и нагрузкой 9.Устройство содержит дополнительно введенные блок 2 анализа амплитуды напряжения и блок 13 анализа формы напряжения. Блок анализа амплитуды содержитпервый элемент 14 сравнения, источник опорного напряжения, соответствующего минимальному значению напряжения основной сети 15, первый пороговый элемент 16, элемент НЕ 17, при этом выход выпрямителя 5 датчиканапряжения присоединенк первому входу элемента 14 сравнения,на второй вход которого подается сигналс выхода источника 15 опорного напряжения. Выход элемента 14 сравнения подключен к входу порогового элемента 16,выход которого присоединен к входу логического элемента НЕ 17.Блок3 анализа формы напряжениясодержит дополнительно введенную вторичную обмотку 18 трансформатора 2, соединенную в открытый треугольник, второйвыпрямитель 19, второй элемент 20 сравнения, источник 21 опорного напряжения,соответствующего минимальному значениюнесимметрии формы напряжения на выходепреобразователя 4 частоты и второй пороговый элемент 22. Вход выпрямителя 19подключен к выходу открытого треугольника18, а выход - к первому входу элемента 20 сравнения, к другому входу которого подключен выход источника 21 опорного напряжения. Выход элемента сравненияприсоединен к входу порогового элемента 22.Выходы порогового элемента 22 и логической схемы НЕ 17 присоединены соответственно к первому и второму входам логической схемы ИЛИ 23, выход которой подключен к входу усилителя 7.Устройство работает следующим образом, В нормальном режиме питание нагрузки 9осуществляется от основной сети 3 через преобразователь 4 частоты и контакты 8.В этом случае на выходе выпрямителя 5 датчика 1 напряжения имеется сигнал, поступающий на вход элемента 14 сравнения.10 В элементе сравнения этот сигнал сравнивается с опорным напряжением от источника 15, соответствующим минимальному значению напряжения, при котором преобразователь 4 работает нормально (это напряжение меньше минимального напряжения преобразователя, например, при минимальной частоте). Так как в нормальном режиме опорное напряжение меньше сигнала с выхода выпрямителя 5, то на пороговый элемент, имеющий два устойчивых состояния, поступает сигнал одной полярности и на его выходе появляется напряжение, соответствующее 1, поступающее на вход логического элемента НЕ 17, и на выходе элемента НЕ сигнал равен О.Напряжение на первом входе логического 2 элемента ИЛИ отсутствует. На выходевторичной обмотки 18 трансформатора 2, соединенной в открытый треугольник, при отсутствии искажения формы напряжения на выходе преобразователя 4 вследствие симметричности напряжения и при отсутствии составляющих нулевой последовательности фаз (они отсутствуют в практически применяемых преобразователях) напряжение равно нулю, и поэтому на выходе выпрямителя 19 напряжение равно нулю.Вследствие известной несимметрии, обусловленной применяемыми системами управления, это напряжение практически имеет малое значение, которое в элементе 20 сравнения сравнивается с опорным напряжением с выхода источника 21 опорного напряже ния, Опорное напряжение источника 21 выбирается из условия наличия реальной несимметрии фазных напряжений на выходе преобразователя 4. Так как опорное напряжение источника 21 больше напряжения с выхода выпрямителя 19, то на выходе эле мента 20 сравнения имеется напряжение одной полярности, которое поступает на вход порогового элемента 22, имеющего два устойчивых состояния, и на его выходе напряжение отсутствует, состояние О. Напряжение на втором входе логической схемы0 ИЛИ 23 отсутствует. На выходе элементаИЛИ напряжение также отсутствует и исполнительный орган 6 не срабатывает.Если амплитуда основного канала покаким-либо причинам уменьшится (станет меньше минимального опорного напряжения источника 15) или выходное напряжение будет отсутствовать, то изменится полярность напряжения на выходе элемента 141336153 Составитель Г. ДамскаяРедактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор В. ГирнякЗаказ 3810/52 Тираж 617 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 1,5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сравнения, на выходе порогового элемента 16 появится сигнал О, а на выходе элемента НЕ в 1, или на первый вход элемента ИЛИ 23 поступит напряжение, которое появится на его выходе и после усиления на входе исполнительного органа 6, который сработает и переключит своими контактами 8 нагрузку на резервную сеть 11 с преобразователем 10 частоты,В случае появления неисправности в основном канале питания, приводящий к искажению формы выходного напряжения преобразователя 4, на выходе обмотки 18 появляется напряжение, которое после выпрямления выпрямителем 19 поступает на вход элемента 20 сравнения. Если это напряжение оказывается больше опорного напряже. ния, поступающего на второй вход элемента 20 сравнения с выхода источника 21 опорного сигнала, то на выходе элемента 20 сравнения напряжение изменяет полярность и на выходе порогового элемента появляется сигнал 1, который поступает на второй вход логического элемента ИЛИ, что приводит к срабатыванию исполнительного органа 6 и переводу нагрузки на питание от резервной сети. В предлагаемом устройстве вследствие независимой регулировки опорных напряжений в блоках анализа амплитуды напряжения и анализа формы напряжения возможна установка любых значений опорных напряжений, в том числе при переменноЙ частоте, и напряжения на выходе преоб. разователя частоть 1 основной сети и связи их между собой по любому закону, т. е. связывающему частоту и напряжение. Так как в блоке анализа формы напряжения сигнал, выявляющий искажение формы напряжения, проходит через элементы, практически не обладающие инерционностью, то быстродействие предлагаемого устройства выше. 5 10 15 20 25 30 35 40 формула изобретенаяУстройство для автоматического перекл 1 очения нагрузки с основного канала переменного тока на резервный, содержа 1 цее усилитель, подключенный к входу исполнительного органа, датчик напряжения, выполненный в виде трехфазного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к основной сети, а вторичная - к входу первого выпрямителя, отлинающееея тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы в сетях с переменной частотой и напряжением и увеличения быстродействия, в него введены блок анализа амплитуды напряжения, блок анализа формы напряжения и элемент ИЛИ, причем блок анализа амплитуды напряжения содержит первый элемент сравнения, один вход которого подключен к выходу первого выпрямителя датчика напряжения, источник опорного напряжения, соответствую 1 цего минимальному значению напряжения основной сети, подключенный к второму входу первого элемента сравнения, первый пороговый элемент, вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, и элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, а выход присоединен к первому входу элемента ИЛИ, блок анализа формы напряжения содержит вторую вторичную обмотку трансформатора, соединенную в открытый треугольник, второй выпрямитель, вход которого подключен к выходу второй вторичной обмотки трансформатора, второй элемент сравнения, ца один вход которого подключен выход второго выпрямителя, источник опорного напряжения, соответствующего минимальному значению несимметрии формы напряжения, подключенный на другой вход второго элемента сравнения, второй пороговый элемент, вход которого подключен к выходу элемента сравнения, а выход - к второму входу элемента ИЛИ, выход которого под. ключен к входу усилителя.