Способ управления тиристорами переключателя питания

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 22.1177 Союз Советских Социалистических Республик(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ ПЕРЕКЛТОЧАТЕЛЯ ПИТАНИЯв Э1(о) Э Изобретение относится к способамуправления низковольтными электрическими бесконтактными аппаратами,а именно автоматическими переключателями, выполняющими функции переключения питания с одной сети переменного тока на другую. Переключатели питания предназначены для электроснабжения таких потребителей каквычислительные системы, системы регулирования, системы контроЛьно-измерительных приборов, системы автоматического управления сложными технологическими процессами и т.д., гденекоторые элементы (например запоми- Бнающие устройства) не допускают длительного перерыва питания,Известны способы управления тиристорами переключателя питания, использующие естественную коммутацию ЯОтиристоров (включение при переходетока через нулевое значение при снятых сигналах управления) 111 .К недостаткам этих способов следует отнести следующее. 26С целью уменьшения времени яереключения параллельно потребителям устанавливаются конденсаторы, обеспечивающие опережение тока потребителянапряжени сети по фазе, при этом, 8 О если напряжение сети резко снижается,например при коротком замыкании навходе переключателя, происходит принудительное запирание тиристоров, вобычных режимах снижения выключениетиристоров осуществляется естественным путем (рЕзкое увеличение габаритов переключателя на больших токах,те. ) 63 А),После снятия сигналов управленияс тиристоров рабочей сети при переключении сигналы управления на тиристорьрезервной сети подаются с задержкойво временИ, необходимой для естественного выключения тиристоров рабочейсети, является большое время переключения при коротком замыкании на входЕпереключателя рабочей сети при работе на индуктивную нагрузку, котороеможет составлять несколько периодовколебаний напряжений сети, обусловленное тем обстоятельством, что энер"гия, накопленная в нагрузке, долгоподдерживает ток через тиристор (токчерез тиристор равен где 1(о 1 - ток тиристора в момент короткого заикания на входе переключателя; Я,Ь - сопротивление и индуктивность в нагрузке,Из известных способов управлениятиристорами наиболее близким по технической сущности является способ 21,где при управлении тиристорами резервной сети, после снятия сигналов управления с тиристоров работающей сети,при снижении напряжения в последней,сигналы управления каждым тиристоромрезервной сети Формируются в интервале совпадения напряжения сети и тока потребителя в полярности, соответствующей схемной полярности тиристора.15Недостатками данного способауправления являются;1) неуправляемость тиристоров резервной сети при обрыве Фидера основной сети (или срабатывания автоматического выключателя, стоящего вработающей сети), при этом ток потребителя может прерваться раньше,чем появится команда переключенияна резервную сеть, что возможновследствие инерционности реле минимального напряжения в блоке управления переключением;2) неуправляемость тиристоров резервной сети при определенных сдвигах фаз межцу напряжениямиработающейи резервной сети, когда ток потребителя прерывается раньше, чем появитсяположительное напряжение анод-катодтого тиристора, схемная полярностькоторого совпадает с полярностью 35тока потребителя в момент переключения;3) прорывы в токе при работе нанагрузку с емкостным характером, приэтом совпадение полярности тока пот" 40ребителя и напряжения сети происходитне в момент перехода тока черезнуль (например, если полярность токав момент перехода тока через нуль меняется с отрицательной на положительную, то в этот момент напряжениеанод-катод тиристора отрицательноеи включение не происходит).Целью изобретения является повышение быстродействия переключения источников электроснабжения.Это достигается тем, что сигналы управления на тиристоры резервной сети подают сначала на тиристоры 5 В резервной сети, схемная полярность которых совпадает с полярностью тока потребителя в момент равенства величины напряжения основной и резервной сети в каждой фазе, а затем подают сигналы на тиристоры обеих схемных полярностей,На Фиг. 1 дана Функциональная схема выполнения устройства, осуществляющего управление встречно параллельными тиристорами однофаз Ь ного переключателя переменного тока,где 1-2 - встречно параллельно включенные тиристоры рабочей основносети (ОС); 3-4 - логические схем 1 ИЛИОС; 5-7 - триггеры с рездельнымивходами ОС," 8-10 - логические схемы ИОС; 11 - датчик нуля тока; 12 - блокуправления переключением; 13 - датчикполярности тока; 14-15 - встречнопараллельно включенные тиристорырезервной сети (РС); 16-17 - логические схемы ИЛИ РС; 18-20 - триггерыс раздельными входами РС; 21-23логические схемы И РС. На фиг. 2 приведены диаграммы напряжений обеихсетей (ОС" О, РС - Ор ) и токанагрузки Эф сигналы переключенияна ОС и РС (действующие на выходахблока 12), а также сигналы управлениятиристорами РС, поясняющие принципработы переключателя, приведенногона Фиг. 1, где , - момент снижения напряжения О ниже уровняпО( и - уставка на переключение по напряжению, равная О,/О(О- минимально допустимое длянагрузки напряжение, О- номинальное напряжение сети), С - мо-.мент переключения нагрузки с ОС наРС (эадержка во времени- , обусловлена инерционностью реле минимального напряжения, реагирующего наснижение напряжения, расположенногов блоке 12, 1 - момент равенстваФаэного тока нулю,Устройство, реализующее описываемый способ управления работает следующим образом. Допустим, вначале питание потребителя осуществлялось от ОС,при этом сигналы управления поступали только на тиристоры 1, 2, соответственно на выходах схем ИЛИ 3, 4 присутствовали сигналы логическая 1.Состояние тиристоров 5, 6, 7 определяется током 1 Ф при йервоначальном включении тирйсторов 1, 2.Если в,момент первоначального включения Зф = О, то триггеры б, 7 находятся в нулевом состоянии, а триггер 5 устанавливается в единичноесостояние (данный режим работы соответствует либо первоначальному включению переключателя, либо переключению с РС на ОС в момент равенства нулю тока 3, , Если же в момент первоначального включения тиристоров 1,2 ток Зф, имел положительную полярность, то вначале в единичное устанавливался триггер б (или триггер 7,если ток 3 , отрицательный) затемв момент равенства тока 3 , нулюв единичное состояние устанавливаетсятриггер 5 (данный режим работы соответствует переключению с сети РС наОС).Предположим, в момент т, (см,фиг.2)напряжение ОС снизится ниже уровняпереключения П О, при этом в момент ( на входах установка 0триггеров 5-7 появится сигнал логическая 1, прк этом триггеры 5-7 установятся в нулевое состояние и сигналы управления с тирксторов 1, 2 снимутся, а на входах установка 0триггеров 18-20 появится сигнал логический 0 (практически сигнал переключения на РС логическая 1должен появиться несколько позже, чемсигнал переключения на ОС станет логическим нулем, с целью нейтрализациивремени задержки переключения логических элементов схемы управления). Наобщих входах схем И 21-23 появится сигнал логическая 1 (сигнал переключения на РС), при этом в момент 1(см.фиг.2) сигналом датчика полярнос -ти (в данном случае положительной)триггер 19 устанавливается в единичноесостояние и на тиристор 15 поступитсигнал управления. Включение тиристора 15 произойдет, когда разностьмгновенных значений напряженийЯ(-Ок)станет больше нуля. Следуетзаметить, что межсетевое короткоезамыкание при переключении полностьюисключается, так как сигналы управления подаются на тот тиристор резервной сети, который является встреч- ЭОно включенным по отношению к проводящему тиристору в момент переключения ОС, в данном случае проводящимв момент переключения тиристором ОСявляется 2, а сигнал управления подается на тиристор 15 РС,В момент 1 ток 3 становитсяравен нулю, что свидетельствует о.выключенном состоянии тиристора 2 ОС,при этом сигналом датчика нуля тока 11 триггер 18 устанавлИвается вединичное состояние и на тиристор 14РС поступает сигнал управления,Управление встречно параллельновключенными тиристорами переключателя питания по вышеизложенному способупозволяет обеспечить минимально возможное время перерыва питания ответственных потребителей при любых видах снижения напряжения в работающей р сети и прк любых сдвкгах фаз между напряжениями обеих сетей прк минимальных габаритах (ввиду исключения емкостей, установленных параллельно нагрузке для обеспечения опережения тока в нагрузке напряжения сети по фазе, или емкостей для осуществления искусственной коммутации ткрксторов работающей сети). Время переключения питания нагрузки с основной сети на резервную от момента снижения в основной сети напряжения ниже установленного значения может быть достигнуто в наихудшем случае не более полупериода колебаний напряжения сети (прк быстродействии реле минимального натпряженкя = в , , где Т - период колебаний напряжения сети), Время перерывагтока в нагрузке такжеФормула изобретенияСпособ управления тиристорамк переключателя питания т - фазной сетк переменного напряжения, заключающкйсл том, что отключение рабочей сети осуществляют путем снятия сигналов управления со встречно включенных ткрксторов каждой фазы основной сети к одновременной подачи сигналов управления на тиристоры резервной цепи, полярност которых совпадает с полярностью тока потребителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия переключения, сигналы управления подают сначала на тиристоры, полярность которых совпадает с полярностью тока потребителя в момент равенства величины напряжения основной и резервной сети в каждой фазе, а затем после первого равенства тока нулю, подают сигналы управления на тирйсторы обеих полярностей.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССРМ 470889, кл. Н 02 1 9/06, 03,07,72, 2Авторское свидетельство СССРМ 316154, кл, Н 02 У 9/06, 03,06,68.577610СиЕн. лргнл на йс сиги. югрюл. уа РС сиен. улр. мир, УЯ сигналсир.лгу. 1 Ф Ю цниипиПодписное Заказ 4194/40Тираж 917Филиал ППП Патент, г. Ужгород., Ул. Проектная, 4