Переключатель питания

ОП ИСАЙЯМ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(п)773831 ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621.316. .925 (088.8) Опубликовано 23.10,80. Бюллетень39Дата опубликования описания 27.10.80 ло делам изобретений и открытий(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. 10Известен 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. 2 О Для существующих типов контактных переключателей время переключения,составляет 100 мс, в то время как допустимое время перерыва питания вычислительных ма 2шин Минск 32 составляет менеемс 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) 12. 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 с имисторов, В установившемся режиме данное время может составлять полупериод колебаний напряжений источника, в переходном (который является наиболее хаФормула 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 ре 26 21 ЗО зя ао 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 про 1 екать 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 для773831 Составитель Г. ДТехред К. ШуфричТираж 783 каяКорректорПодписноеета СССРрытийнаб., д, 4/5Проектная,Решетнн Редактор М. ЛиковичЗаказ 7524/74ВНИИпо113035,филиал ПП ПИ Госделам Москва П Пат ударственного коми изобретений и от Ж - 35, Раушскаяент, г, Ужгород, у 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 жефазы, который через цепь последовательновключенных коммутирующего симистора ирезистора подключен к общему полюсу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМв 316157, кл. Н 02 3 9/06, 1971,2. Картавых А. С. и др. Управление тиристорами выключателей переменного токапри переключении источников - Электротехническая промышленность. Серия Аппараты низкого напряжения, 1975, вып.2(42).