Устройство для управления двумя быстродействующими ключами, работающими на общую нагрузку

(19 7 515 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИС БРЕТЕ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ/24-0 но в агния. Целдежност Бюл. У 44сследовательский проект рский и технологичесиловой полупроводни(54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУМЯБЫСТРОДЕЙСТВУЮ(ЦИМИ КЛЮЧАМИ, РАБОТАЮЩИМИ НА ОБЩУЮ НАГРУЗКУ(71) Научноно-конструкт ский институ ковой техниксов и В.А.Левин727(088,8)е свидетельство СССН 02 М 7/48, 1983свидетельство СССРН 02 М 7/515, 198 регатах бесперебойного пита-ь изобретения - повьппение наи работы устройства и защиты нагрузки. Устр-во для управления быстродействующими ключами 1 и 2 позволяет обеспечить "выжигание" однофазных, двухфазных и трехфазных перегрузок и коротких замыканий в нагрузке 5 как при параллельной работе инверторов 3 и 4, так и при работе одного из них. При этом блоком 9 задержки обеспечивается во всех укаэанных режимах защита устройства и нагрузки 5 от повреждения при длительной перегрузке и коротком замыкании. Запоминание узлом 17 памяти причины отключения устройства способствует быстрому ее отысканию и устранению. 3 ил,Изобретение относится к электротехнике и может бьггь использовано в лгреглтах бесперебойного питания, предназначенных дпя питания ответствеццьж потребителей в цычиспитепьцой технике, в технике связи и т.д. еиью изобретения является повышецие надежности работы устройства и защиты нагрузки.На фиг,1 приведена функциональная схема устройства; ца фиг.2 пример выполнения формирователя импульсов, длительность которых оцредепяется длительностью аварийного режима в нагрузке; на фиг.3 - диаграммы работы устройства при перегрузке.Устройство дпя управления ключами 1 и 2, через которые инверторы 3 и 4 подключень 1 к общей нагрузке 5, содержит датчик 6 тока, пороговый элемент 7, вход которого подкпючец к измерительному выходу датчика 6 тока, Формирователь 8 импульсов отключения, два блока 9 и 10 задержки, первый элемент ИЛИ-НЕ 11, формирователь 12 импульсов, вход которого подключен к выходу порогового элемента 7, а выход - к входдм блоков 9 и 10 задержек и к первому входу первого элемента ИЛИ в11, выход которого подключен к входу формирователя 8, блоки 13 ц 14 упрлвпеция быстродействующими кпнгчами, управляющие выходы которых предназначены дпя подключения к управпяюшим входам быстродействунеих кпючей 1 и 2, а вьжод блокировки блока 13 управпения подключен к второму входу элемента ИИ-НЕ 11, второй элемент ИЛИ-НЕ 15, выход которого подключен к ьходу включения блока 14 управпения, формирователь 16 импульсов включения, вход которого подключен к вь 1- ходу блока 10 задержки, а выход к первому входу эпемецтд ИИ-НЕ 15, узел 17 памяти, пусковой вход которого подключен к выходу блока 9 злдержки, вход сброса предназначен дпя внешнего управпеция, а выход подк ючец к входу отключения блока 13правления, элемент ИЛИ 18, первый вход которого подключен к выходу формирователя 8, второй вход - к выхо,;у узла 17 памяти, л выход элемента ИО 18 - к вторс му входу цемента И.И-Е 15 и к входу ткпючеция бпокл 14 управпеция, Ф 11 мцговлтепь 12 может 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 иметь несколько вариантов схемногоисполнения, один из которых состоитиз одновибратора 19 с повторным запуском и элемента ИИ-НЕ 20, первыйвход которого подключен к выходуодновибратора 19, второй вход - квходу одновибратора 19 и к выходупорогового элемента 7 (фиг1), а выход элемента ИЛИ-НЕ 20 - к входудвух блоков 9 и 10 задержки и к пер -вому входу элемента ИЛИ-НЕ 11(фиг. 1) .Устройство работает следующим образом.И устройстве синфазность и деление мощностей между инверторами 3и 4 при параллельной работе в диапазоне от холостого хода до номиналь -ной нагрузки осуществляется за счетблоков управления инверторами,1 ри перегрузке или коротком замыкании в одной из фаз нагрузкидатчик 6 выдает напряжение, приведенное иа фиг.За. Элемент 7 припревышении тока нагрузки максимального значения, которое может выдержать один из инверторов при егоавтономной работе (1 фиг.За) изменяет свое состояние, а при сниМегпи тока нагрузки до номинальногозначения дця одного инвертора (1а ффцг.3 л) возвращается в исходное состояние. ри этом на выходе элемента 7 формируются импульсные сигналы(фиг,3 б), Формирователь 12 обеспечивает Формирование одиночного импупьса, длительность которого неменьше времени, в течение которогоэлемент 7 формирует единичные сигцлпь:, Б приведенной на фиг.2 схемеФормирователя 12 это осуществляется с помощью одновибратора 19, который запускается передним фронтомкаждого импульса элемента 7 и формирует одиночный сигнал (фиг.Зв).Так как максимальная длительностьмежду передними фронтами соседнихимпульсных сигналов элемента 7 непревышает половины периода тока нагрузки, то одцовибратор 19 долженбыть рассчитан на формирование единичного сигнала не менее этой длитепьцосги (1 О мс дпя частоты 50 Гц),Этот сигнал инвертируется элементомИИ-НЕ 20 (фиг,3 г) и поступает навходы блоков 9 и 10 и элементаИИ-НЕ 11. Так как ца обоих входахэпемецта 11 присутствуют в этом слу5Ф.чае нулевые сигналы (фиг.Зг д) то1 Фна его выходе формируется единичный1 сигнал (фиг.Зе), от которого формирова тел ь 8 формир уе т импул ьс (фи г . Зж)Этот импульс, пройдя через элемент18, поступает на вход отключенияблока 14, что приводит к отключениюбыстродействующего ключа 2, и темсамым инвертор 4 отключается от нагрузки, а инвертор 3 берет всю нагрузку на себя и работает в режимеперегрузки,При исчезновении перегрузки иликороткого замыкания в нагрузке элемент 7 не формирует единичные импульсные сигналы, одновибратор 19с задержкой т, (фиг.Зв), определяемой разностью длительности формирования единичного сигнала одновибратора и моментом прекращения формирования единичных импульсов элементом 7, переходит в исходное с стояние, Блок 10 задерживает прохождение сигнала с выхода формирователя 12 на формирователь 16 на времяУнеобходимое для того, чтобы у инвертора 3 закончились все переходные процессы и он снова вошел в синхронную и синфазную работу с инвертором 4. Через это время формирователь 16 сформирует нулевой импульс,который инвертируется элементом 15и подается на вход включения блока1 и обеспечивает включение быстро 14действующего ключа 2. Аналогично работает устройство при двухфазных и1трехфазных перегрузках и коротких замыканиях в нагрузке. Однако, еслив этих случаях элемент 7 сформирует.один единичный импульс в течениевсего времени перегрузки или короткого замыкания в нагрузке, котороепревьппает половину периода частотытока нагрузки, то формирователь 12сформирует нулевой импульс такойже длительности, так как она будетопределяться не одновибратором 19,а длительностью импульса, поступающего с элемента 7 на второй входэлемента ИЛИ-НЕ 20. Задержка й, вэтом случае отсутствует,1525846 Если в момент перегрузки или короткого замыкания в нагрузке быстродействующий ключ 1 отключен, то единичный сигнал на выходе элемента 11 не сформируется, так как с выхода блокировки блока 13 управления на вход элемента 15 поступает единичный сигнал, который запрещает прохождение сигнала с формирователя 12. В результате на выходеэлемента 11 сохраняется нулевойсигнал и формирователь 8 отключающий импульс не формирует, Быстродей.ствующий ключ 2 работает на лерегрузку и короткое замыкание в нагрузке, Для защиты инверторов 3 и4 быстродействующих ключей 1 и 2 инагрузки от повреждения при длительной перегрузке или коротком замыкании в нагрузке служит блок 9,который ограничивает длительностьработы устройства на перегрузку икороткое замыкание, При превышениидлительности перегрузки или короткого замыкания заданного значения,20 минимум которого определяется временем срабатывания защитных устройствв нагрузке, блок 9 выдает сигнална пусковой вход узла 17. Последнийформирует постоянный единичный сигнал, который, воздействуя непосредственно на входы отключения блока13 управления и через элемент 18на блок 14 управления, обеспечиваетотключение любого из работающих бы -стродействующих ключей 1 и 2. Этотже сигнал, поступая на второй входэлемента 15, запрещает прохождениеимпульса с формирователя 16 на входвключения блока 14 управления. Сня- тие единичного сигнала с выхода35узла 17 осуществляется операторомпосле выяснения и устранения причины перегрузки или короткого замыкания путем подачи соответствую 4 О щего сигнала на сбрасывающий входузла 17,Узел 17 памяти может иметь несколько технических решений, одноиз которых представляет собой триггер с элементом индикации (напри 45мер, светодиодом) на одном из своихвыходов. При этом светодиод зажигается при срабатывании триггера посигналу, поступающему с блока 9.50В качестве быстродействующих ключей могут быть использованы тиристорные,транзисторные и гибридные ключи, время отключения которых должнобыть меньше одного периода выходнойчастоты напряжения инверторов (до 1 мс) .55Такое управление быстродействующими ключами позволяет обеспечить1 11выжигание од нофа з ных, двухфазныхи трехфазных перегрузок и коротких1525846 10 15 20 Фиг. 7 замыканий в нагрузке как при параллельной работе двух инверторов, таки при работе одного иэ них. Приэтом обеспечивается во всех этих режимах защита устройства и нагрузкиот повреждения при длительной перегрузке и коротком замыкании, Запоминание причины отключения устройства способствует быстрому ее отысканию и устранению,Использование изобретения позволяет повысить надежность устройстваи нагрузки за счет улучшения ихзащиты, а следовательно, снизитьпотери, связанные с ремонтными работами в агрегате и в нагрузке,уменьшить время простоя устройстваи нагрузки.Формула и э о б р е т е н и я устройство для управления двумя быстродействующими ключами, работающими на общую нагрузку, содержащее датчик тока нагрузки, выход которого соединен с входом порогового 25 элемента, первый и второй блоки задержки, входы которых подключены к входу первого элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу блокировки блока управления первым быстродействующим ключом, а выход - к формированию импульсов отключения, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом отключения блока управления первым быстродействующим ключом, а вход - с входом отключения блока управления вторым быстродействующимключом, выход которого предназначендля подключения к управляющему входувторого быстродействующего ключа,выход блока управления первым быстродействующим ключом предназначендля подключения к управляющему входупервого быстродействующего ключа,выход второго блока задержки подключен к входу формирователя импульсоввключения, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности работы устройства и защиты нагрузки, в него введены узел памятис пусковым входом и входом сброса,формирователь импульсов, длительностькоторых определяется длительностьюаварийного режима в нагрузке, второйэлемент ИЛИ-НЕ, причем выход узлапамяти подключен к входу отключенияблока управления первым быстродействующим ключом, пусковой вход - квыходу первого блока задержки, входсброса предназначен для подключенияк внешнему источнику сигнала управления, вход второго блока задержкиподключен к выходу порогового эле-.мента через формирователь импульсов,длительность которых определяетсядлительностью аварийного режимав нагрузке, первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу фор -мирователя импульсов включения, второй вход - к выходу элемента ИЛИ,а выход - к входу включения блокауправления вторым быстродействукюцимключом.аказ НИИПИ КНТ СССР Производственно-издательский комбинат Патент , г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 О239/52 Тираж 648Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиямРаушская наб., д, 45