Система для бесперабойного питания потребителей перемнного тока

Союз Советскнк Соцнапнстнцескнх РеспубпнкОп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ608228 Дополнительное к(43) Опубликовано 25,05,78, Бюллетень 515 Гасударственный хамитеСовета Иинистров СССРао делам иэооретенийи открытий 53) УДК 621.314.58(088,8) 45) Дата опубликовани тсания 28,04.7(72) Авторы изобретения Мариничев и А Раскин, Л,) Заявитель 54) СИСТЕМА ДЛЯ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАепя ются пью изобретенияти системы.дложенное устрпем синхронины к выходамора и, блока вк является. повьппение Это достигается тем, ойство снабжено перезации, входы которогоинвертора, эадакипего надежносчто преючат.ны к формирователямвентипьного коммучатепя полкпяющих импульс и вентипьно упра ко пенсато татИзобретение касается силовой преобраэоватепьной техники и может быть испопьзсвано в системах бесперебойного электроснабжения потребителей переменного тока, в состав которых входят эпектродвигатепи,Известно устройство дпя бесперебойного питания потребитепей, содержащее выпрямитель и автономный инвертор, с помощью которых питание потребителей непрерывно производится в нормальных условиях от ооновного источника, а при нарушении работы основного источника питание переводится на резервный источник постоянного тока, обычно аккумуляторную батарею Я и 2,Недостатком этого устройства явпяется пониженный КП Д из-за постоянной работы выпрямитепя и автономного инвертора.Известно также устройство дпя бесперебойного питания потребителей перемекного тока, содержащее основной источник переменного тока, к выводам которого через автоматический выключатель присоединена нагрузка, в том чиспе трехфазные эпектро двигатепи, резервный источник постоянного тока, подключенный к выводам переменного тока через связанный с датчиком аварииавтономный инвертор, вкпючающий в себявентипьный коммутатор, вентипьный компесатор, а также узеп управления, содержащий бпок вкпючения, задающий генератор,блоки управпяющих импульсов вентильпогокоммутатора и вентипьного компенсатора,регупятор напряжения 3.Недостатком этого устройства являетсясложность системы электроснабжения иэ-занапичия тиристорных выкпючатепей с,принудитепьной коммутадией и необходимостьнепрерывкой работы инвертора и выпрямитна хопостом ходу иэ-за чего увеличивапотери Ънергии,1 О 55 60 Для уменьшения отклонения выходного напряжения и потерь электроэнергии система снабжена переключателем регулятора реактивной мощности, через который последний соединен с формирователем управляющих импульсов вентипьного компенсатора, причем переключатель регулятора реактивной мощности связан с указанным блоком вкпю. чения и вторым регулятором напряжения. Структурная схема предложенного устройства дпя бесперебойного питания потребителей переменного тока приведена на фиг.1,принципиальная схема нреобразоватепяна фиг. 2,Устройство содержит основной источник 1электроэнергии переменного тока, автоматический выключатель 2, нагрузку 3, втом числе трехфазные электродвигатели, резервный источник 4 постоянного тока, преобразователь 5 и датчик аварии 6 в энергосистеме, ко"тролирующий частоту, напряжение в сети и состояние автоматическоговыключателя 2.Собственно преобразоватепь 5 содержитвентипьный коммутатор 7, вентильныйкомпенсатор 8 устройства управления, блок9 включения, переключатель 10 синхронизации, задающий генератор 11, блок 12управпящщих импульсов вентипьного коммутатора 7, содержащий фазосдвигающий узел13 и выключатель 14, регулятор 15 напряжения, состоящий из измерительногооргана 16 и органа 17 сравнения и усиления, блок 18 управляющих импульсов вентипьного компенсатора 8, переключатель 19,регулятор 20 реактивной мощности, состоящий из измерительного органа 21 и органа22 сравнения и усиления, второй регулятор 23 напряжения, состоящий из измерительного органа 24 и органа сравненияи усиления 25Устройство работает следующим образом,В нормапьньи режимах работы нагрузка3 получает питание от основного источникачерез автоматический выкпючатепь 2. Отблока 9 включения на выкпючатепь 14 поступает сигнал, запрещакхций прохождениеимпульсов управления вентипьного коммутатора 7 преобразователя. Эта же командапоступает на управляющие входы перекпючатепей 10 и 19, Переключатель синхронизации 10 находится в положении, при котором на,синхронизирующие входы блоков12 и 18 управпякицих импульсов поступаетнапряжение нагрузки 3. Импульсы упрапения вентилями, формируемые в блоках 18и 12 по частоте я фазесинхронизированыс напряжением на нагрузке 3. Перекпюча 15 20 25 36 35 40 45 я тень 1 Э соединяет выход второго рг гулято 1 Гра напряжения 23 с управляющим входомблока 18. В резупьтате вентипьный коммутатор 7 отключается,а вентипьный компенсатор 8, блок импульсов 18 которого синхронизирован с напряжением на нагрузке 3,с помощью регулятора 23 используетсядля регулирования реактивной мощности всети в функции напряжения на нагрузке 3.В случае выхода из строя основного источника 1 или внезапного отключения автоматического выключателя 2 начинаетсяпроцесс самовозбуждения трехфазных электр.родвигатепей нагрузки 3 за счет реактивной мощности конденсаторов вентипьногокомпенсатора 8. Благодаря регулированиюреактивной мощности с помощью вентильного компенсатора 8 и регулятора напряжения 23 процесс самовозбуждения трехфаэных электродвигателей является управляемым. Это позволяет поддерживать напряжение на шинах нагрузки 3 в заданныхпределах беэ разрыва кривой напряжениявплоть до момента включения преобразователя 5 в инверторном режиме. По команде от датчика аварии 6, контролирующего частоту и напряжение в сети и состояние автоматического выключателя 2, откпю ается автоматический выключатель 2.После этого на управпякхцие входы переключателей 10, 19 и 14 от блока включения 9 поступает сигнал, соответствующийвключенному состоянию преобразователя 5в инверторном режиме. Цепи синхронизацииблоков 1 8 и 1 2 управляющих импульсов черезперекпючатепь 10 синхронизации подключаютсяк задающему генератору 11, Управляющий.вход блока управляющих импульсов 18подключается через переключатель 19 крегулятору 20 реактивной мощности, Импульсы управления вентильного коммутатора7 начинают поступать от блока 12 управляющих импульсов. В результате осуществляется включение преобразователя в инверторный режим и питание нагрузки 3 от резервного источника постоянного тока 4, Вэтом режиме управление фазосдвигаюшимузлом 13 производится от первого регупятора напряжения 15, а управление фазосдвигаюшим узлом 18 - от регулятора 20реактивной мощности,Время переходного процесса от момента начала аварии до момента включения в работу поеобраэоватепя в инверторный режим обычно не превьпиает примерно 0,1 сек, Поддержание напряжения на шинах нагруэки 3 в течение такого отрезка времени обеспечивается если эпектродвигатепьная нагрузка составляет не менее 10-15% от608228 мощности всей нагрузки 3. Успеиное включение и работу иреобразоватепя 5 в успоигх годдержаия а шинах нагрузки 3, к которым ои одк;г, о, обеспечивается благодаря неирерьпиой синхронизации его системы управления тиристорами от этого же напряжения через доиопиитепьиую цепь бесконтактного переключателя 10 синхронизации. Госпе прохождения команды на включение иерекпючатепь 10 переключает систему уи- О равпегия тиристорами иреобразоватеия 5 на синхронизацию от задающего генератора 1 1.Силовая схема преобразователя 5, содержащая вентипьный коммутатор 7 и вентиль иый комиенсатор 8, может быть выиоинена как по схеме инвертора тока, так и ио схеме инвертора напряжения, в которых используют устройства генерирования и регулирования реактивной моцности, В качестве вентипьного комиенсатора могут быть использованы схема тиристорно-дроссельного уст ройства, в котором вентипи соединены в мостовую схему, а дроссепь включен в звено выпрямленного тока, схема, в которой конденсаторы включаются последовательно с вентилями, и т. д. При выпопнении силовой схемы преобразователя ио схеме инвертора напряжения поддержание напряжения на шинах нагрузки может быть обеспечено путем30 включения инвертора в режиме генерирования реактивной мощности,Узел управления выполнен по вертикальному принципу уиравпения с синусоидапьным источником опорного напряжения (генератор3 ь 11 и напряжение на нагрузке 3), Возможны и другие варианты выполнения схем узла управления, В качестве задающего генератора могут быть использованы известные генераторы прямоугольных импульсовс треугольной и пилообразной формой кривой выходного напряжения, фазосдвигаюшие блоки могут быть выполнены на основе регулируемых одновибраторов и бпокинг-генераторов ио принципу фазовой автоподстройки частоты,4 Возможные варианты построения регуляторов напряжения зависят от выбора силовой схемы преобразователя и технических требований, предъявляемых к качеству электроэнергии на нагрузке в статических и динамических режимах. 2. Система ио и. 1, о т п и ч а юш а я с я тем что, с целью уменьшенияотклонения выходного напряжения и потерьэлектроэнергии, она снабхгена переключателем .регулятора реактивной мощности,через который поспедний соединен с формирователем управпяющих импульсов вентипьного компенсатора, причем иерекпючатепь регулятора реактивной мощности связан сукаэанным бпоком включении и со вторымрегупятором напряжения,1. Раскин Л. Я. Стабилизированныеавтономные инверторы токанатиристорах,М., "нергияф, 1970,2, Ковалев ф. И. и др. Стабипизированные автономные инверторы с синусои дальным выходнымнапряжением,М"Энергияф, 1972,3. Экспресо-информация, серия фЭпектрические машины и аппараты, 1973, выи.28, реф, 110. На преобразователь 5 может переводить ся только часть нагрузки 3 - ответственные потребители, выделяемые на отдельную секцию сети. В этом случае при выходе из строя основного источника питания 1 напри жение во всей сети поддерживается с по мощью тех же элементов, а иреобразоватепь 5 включается в работу в инверторном режи- о ме посие откпючеия секционного выкпючате пя, отделяющего ответственных иотребитогой от остальных потребителей.В качестве преобразователя 5 может применяться статический обратимый иреобразоиатепь, который может поочередно работать в режиме автономного инвертора и выпрямителя. формула изобретения 1.Система для бесперебойного питания гэтребитепейпеременного тока, в состав которых входят электродвигатели, содержащая подсоединенный к выводам дпя подключения основного источника переменного тока через датчик аварии, к выводам дпя подключения резервного источника постоянного тока непосредственно и к выходным выводам через автоматический выкпючатепь, соединяющий основной источник с шинами питания потребителей инвертор, состоящий из связанных с соответствующими формирователями управляющих импульсов вентипьного коммутатора и вентипьного компенсатора, уст ройство управления, состоящее из блока вкпючения и задающего генератора, первый и второй егуияторы напряжения и регулятор реактивной мощности, о т и и ч а ю ш а я с я тем, что, с цепью иовьииения надежности, она снабжена переключателем синхронизации, входы которого подключены к выходам инвертора, задающего генератора и блока включения, а выходы - к формирователям управляющих импульсов вентииьного коммутатора и вентипьного комиенсатора. Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе:ииаи ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 892 ударственного коми по делам иаобрете 35, Москва, ЖПодписноетета Совета Министров СССРий н открытийРаушская наб., д. 4/5