Способ управления коммутацией в пере-ключателе питания нагрузки

ОП ИСАНИЕИЗОВееЕТЕ Н ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 838904 Союз СоввтсккнСоциаикстическиаРесиубиик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.06. 79.(21) 2782633/24-07с присоединением заявки Ле -(51)М. Кл,Н 029/06 Гоаударстееннмй комитет СССР оо делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ УПРАВЛЕЕИЯ КОММУТАЦИЕЙ В ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕ ПИТАНИЯ НАРУЗК Изобретени тносится к утра онтактнультатам коммутац заклюния к рисданных способов случае низкое б вленное физичес татками перво обусл троютсяйстви лению коммутациеи 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 автоматического0 управления сложными технологическими процессами и т.д., где некоторые элементы (например, запоминающие устройства) не допускают длительного пере 15 рыва питания.Известны способы управле оммутацией в контактных переключателях 1 1 и бесконтактных с принудительной конденсаторной коммутацией ти торов2.Недос яв 2особенностями, свойственными к ным системам, а во втором - низкая надежность, обусловленная наличием блока принудительной коммутации и коммутационных перенапряжений на ко денсаторах при отключениях индуктивных нагрузок.Наиболее близким по технической сущности и достигаемым рез является способ управления ней в переключателе питания, чаощийся в том, что подключение нагрузки к одному иэ источников осуществляют путем подачи, а отключение -путем снятия сигналов управления свстречно-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 черезнулевое значение, т.е. выключения8904 10 15 го 25 30 35 40 50 55 3 83 тиристоров ранее нагруженного источника.Недостатками данного способа управления являются: большое время включения тиристоров при переключении2,Т - 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 повышение надежности электроснабжения нагрузки. Эта цель достигается тем, что согласно способу управления коммутациейв переключателе питания нагрузки отсинхронизированных источников переменного тока одинаковой частоты,заключающемуся в том, что подключение нагрузки к одному из источниковосуществляют путем подачи, а отключение - путем снятия сигналов управления с встречно-параллельно включенных тиристоров соответствующегоисточника в зависимости от полярности тока нагрузки, измеряют напряжение обоих источников, сравниваютизмеренные напряжения между собой,выявляя при этом источник с большиммгновенным напряжением, и сигналыуправления подают на тиристоры, полярность которых совпадает с полярностью тока нагрузки в цепи источника с большим мгновенным напряжением.Благодаря избирательному управлению тиристорами при переключениина источник с большим мгновеннымзначением напряжения, в зависимостиот уровня напряжения отключаемогоисточника, обеспечивается повышениенадежности электроснабжения наиболееответственных потребителей,На фиг.1 представлена схема переключателя питания: на фиг,2 - диаграммы напряжений;На схеме показаны тиристоры 1-4,блок 5 сравнения напряжений источников (БСН), датчик б направления тока (ДНТ ), логические схемы И 7-10,служащие одновременно и для усиления сигналов управления; нагрузка 11.Принцип действия переключателя.состоит в следующем. аНапряжения О 4,О 2 поступают в БСН 5. где осуществляется сравнение мгновенных значений по величине. Если О,1 О 2, то на соответствующие входы схемч И 7,8 поступает сигнал "Логическая единица" (разрешение). Аналогично, если О 7 О,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 токаТак, если в момент =0 (фиг.2) подать напряжения О , О на схему пе 1реключателя, причем, дойустим, что О ъ О, то в начале управление поступает 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 моментнаправление тока в нагрузке изменяется, поэтому, начиная с данного момента, управление начинает поступать на тиристор 2 вплоть до моментаВ момент 12 напряжение О,исчезает (предположение), при этом обеспечивается условие О 2)О,1, 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 С - уп 2 равление начинает поступать на тиристор 4. Быстродействие переключателя в целом определяется быстродействием контроля и сравнения напряжений О, О в блоке 5, последний содержит двухполупериодные выпрямители напряжений О , О, которые подключены к соответствующим входам компаратора, Отсутствие инерционных элементов (например, сглаживающих фильтров) обеспечивает мгновенное реагирование схемы БСН 5 на снижение напряже"форМула изобретения 5 838904 ния независимо от фазового угла сни" жения.Датчики 6 выполняются на,базетрансформаторов 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 любымидопустимыми временами перерыва пита-, ния). Схема управления переключением функционально проста, а следовательно, и надежна. Переключение источников не сопровождается появлением коммутационных перенапряжений которые, например, свойственны аналогам, использующим 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 отключе" ние - путем снятия сигналов управ 6ления с встречно-параллельно включенных тиристоров соответствующегоисточника в зависимости от полярности тока нагрузки, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения нагрузки, измеряют напряжение обоихисточников, сравнивают измеренныенапряжения между собой, выявляя приэтом источник с большим мгновеннымнапряжением, и сигналы удавленияподают на тиристоры, полярность которых совпадает с полярностью тока нагрузки в цепи источника с большиммгновенным напряжением.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 604082, кл. Н 02 У 79/06, 1978.2Картавых А, С, и др. Тиристорные выключатели в установках гарантированного питания. Тезисы докладов.Материалы У Всесснозной научно-технической конференции. Повышение эффективности силовых полупроводников ипотребителей на их основе, Таллин,1975.3. Ковалев Ф.И. и др. Унифицированная серия статических преобразователей мощностью до 100 кВА для агрегатов бесперебойного питания. ЭП. Се 11рия "Преобразовательная техникавып,4 99), 1978, с.19-23.838904 Нестерова Т Редактор И Подпис каз 4459 83 Тирах 675ВНИЛПИ Государственного комило делам изобретений и от13035, Иосква, %-35, Раушскили ППП та СС ий наб. Патент , г. Ухгород, ул. Проектная,ал авитель Г. Дамскаяед Н,Иайорош Корректор Г. Решетник