Устройство для автоматического переключения источников переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51)4 3 9 0 ИИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСК Е 48дарственный науч й институт метро 8.8)етельство СССР Л 9/06, 977, ельство СССР9/Об, 1980..АВТОМАТИЧЕСКОГО НИКОВ ПЕРЕМЕННОГО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧ 57) Изобретение относится к электро ехнике и может быть использованодля беспеоебойиого питания ответственных потребителей однофазного тока. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устр-ва.Устр-во содержит датчики напряженийпоследовательно включенные полупроводниковые выключатели (ППВ) с блоками управления и блоками контроляосновного источника и ППВ с блокамиуправления и блоками контроля резерного источника тока. В случае отключенного напряжения, питающего нагруку, или выхода из строя одного изППВ блок памяти или блоки сигналиэации, воздействуя на блоки управлении блоки сброса, отключают последовательно включенные ППВ и подключаютнагрузку на другой источник. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.1 136Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля бесперебойного питания ответственных потребителей однофазного тока,Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устройствадля автоматического переключения источников переменного тока.На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства для автоматическогопереключения источников переменноготока; на фиг,2 - функциональная схема первого (второго) блока сигнализации устройства,Устройство содержит клемму 1 дляподключения основного источника тока, которая подключена одновременнок датчику 2 напряжения источника основной сети и через первый блок 3контроля, первый полупроводниковыйвыключатель 4, снабженный первым блоком 5 управления, третий полупроводниковый выключатель .6, снабженныйтретьим блоком 7 управления, к клемме 8 для подключения нагрузки,клемму 9 для подключения резервногоисточника тока, которая подключенаодновременно к датчику 10 напряженияисточника резервной сети и через второй блОк 11 контроля, второй полупроводниковый выключатель 12, снабженный вторым блоком 13 управления, четвертый полупроводниковый вык,пючатель14, снабженный четвертым блоком 151управления, к клемме 8 для подключения нагрузки.Выход датчика 2 напряжения источника основной сети одновременно подключен к первому блоку 16 сигнализа-ции и первой схеме 17 объединения,выход которой соединен с одним извходов блока 18 памяти.Выход датчика 10 напряжения источника резервной сети одновременноподключен к второму блоку 19 сигнализации и второй схеме 20 объединения,выход которой соединен с вторым входом блока 18 памяти.Прямой выход блока 18 памяти одновременно подключен к первому блоку16 сигнализации и первому блоку 5управления, второй вход которого соединен с генератором 21 импульсов, авыход одновременно соединен с первым полупроводниковым выключателем4 и третьим блоком 22 контроля, выход которого одновременно подключен33762 с 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 к первому блоку 6 сит нализации ипервому блоку 23 сброса, второй входкоторого соединен с первым блоком3 контроля и первым блоком 16 сигнализации, а третий - с выходом четвертого блока 24 контроля и первым блоком 16 сигнализации. Выход первогоблока 23 сброса подключен к второмувходу первой схемы 17 объединения.Генератор 21 импульсов подключен одновременно к первому 16 и второму 19блокам сигнализации, первому 5, второму 13, третьему 7, четвертому 5блокам управления. Второй вход блока7 управления соединен с первым блоком 16 сигнализации, а выход - одновременно к третьему полупроводниковому выключателю 6 и четвертому блоку24 контроля.Инверсный выход блока 18 памятиодновременно подключен к второму блоку 9 сигнализации и второму блоку13 управления, выход которого одновременно соединен с вторым полупроводниковым выключателем 12 и пятым блоком25 контроля, выход которого подключенодновременно к второму блоку 19 сигнализации и второму блоку 26 сброса,первый вход которого соединен с вторым блоком 11 контроля и вторым блоком 19 сигнализации, а. третий - с выходом шестого блока 27 контроля ивторым блоком 19 сигнализации,Выход второго блока 26 сброса подключен к второму входу второй схемы20 объединения.Устройство работает следующимобразом.При включении основного источника1 тока он соединен с клеммой 8 дляподключения нагрузки через первыйблок 3 контроля, первый 4 и третий6 полупроводниковые выключатели,Блок 3 контроля контролирует величину тока в силовой цепи. Датчик 2 напряжения источника основной сетипри этом выдает сигнал "1", которыйчерез первую схему 17 объединенияустанавливает блок 18 памяти в такоесостояние, когда на входе первогоблока 5 управления (прямой выход блока 18 памяти) сигнал равен "1", ана входе второго блока 13 управления(инверсный выход блока 18 памяти)ОнПервый блок 5 управления содержитпоследовательно включенные элемент2 И-НЕ и трансформаторный усилительна составном транзисторе, причем входы элемента 2 И-НЕ подключены к блокам 18 и 21, выход трансформатора подключен к блоку 4, а сигнал на5 блок 22 снщается с резистора в цепи эмиттера составного транзистора.Третий блок 22 контроля содержит соединенные последовательно диод, компаратор и элемент НЕ.Свободный вывод диода подключен к блоку 5, а выход элемента НЕ - к блокам 16, 23.В качестве блока 18 памяти может быть использован Е-триггер.В качестве первой схемы 17 объеди нения используются соединенные последовательно логические элементы НЕ и 2 ИЛИ-НЕ, причем вход элемента НЕ подключен к блоку 2, а свободный вход и выход элемента 2 ИЛИ-НЕ - к блокам 23 и 18 соответственно.Перепад напряжения с "О" в "1" с выхода блока 18 памяти поступает на формирователь 28 первого блока 16 сигнализации (фиг.2), который выдает 25 один импульс, устанавливающий первый 29 и второй 30 КБ-триггеры в такое состояние, когда на их прямых выходах появляется "1", поступающая через элемент И 31 на один из входов третьего блока 7 управления, разрешающая прохождение сигналов управления с генератора 21 импульсов через третий блок 7 управления на вход третьего полупроводникового выключателя 6. Одновременно сигналы управления с генератора 21 импульсов через первый блок 5 управления проходят на вход первого полупроводникового выключателя 4. Таким обра О зом, первый 4 и третий 6 полупроводниковые выключатели оказываются открытыми. При этом второй 12 и четвертый 14 выключатели закрыты, С выходов первого 3, третьего 22 и четвер того 24 блоков контроля сигналы логических единиц поступают на первый блок 23 сброса, который состоит из соединенных последовательно элемента ЗИ, входы которого "подключены к блокам 3, 22 и 24, и формирователя, выход которого подключен к блоку 17.На выходе блока 23 в этом случае постоянно присутствует "О", поступающий на первую схему 17 объединения и не меняющий состояние блока 18 памяти,.Блоки устройства, названия которых отличаются только порядковыми номерами, выполнены аналогично. Если первым включается резервныйисточник тока, устройство работаетаналогично, В этом случае клемма 9для подключения резервного источникатока соединяется с клеммой 8 дляподключения нагрузки через вторЬйблок 11 контроля, второй 12 и четвертый 14 полупроводниковые выключатели.ри этом первый 4 и третий 6 полупроводниковые выключатели закрыты.Если после включения основногоисточника тока включается резервный(присутствуют обе сети), клемма 8для подключения нагрузки остаетсясоединенной с основным источникомтока, так как на один из входов второго блока 13 управления поступает"О" с блока 18 памяти и он не пропускает сигналы управления с генератора21 импульсов на вход второго полупроводникового выключателя 12.При выключении основного источникатока сигнал "О" с датчика 2 напряжения основной сети через первую схему17 объединения изменяет состояниеблока 18 памяти на противоположное.Теперь с прямого выхода блока 18памяти "О" поступает на один из входов первого блока 5 управления, запрещая прохождение сигналов управленияс генератора 21 импульсов на входпервого 4 полупроводникового выключателя, а "1" с инверсного выхода разрешает прохождение импульсов с генератора 21 через второй блок 13 управления на второй полупроводниковый выключатель 12.В момент переключения блока 18 памяти перепад напряжения с "1 в Оис выхода первого блока 3 контроля поступает одновременно на первый блок23 сброса, который формирует один импульс, подтверждающий состояние блока 18 памяти, и на первый блок 16сигнализации, извещающий о выключении основного источника тока звуковыми световым сигналом (фиг.2),В это же время с инверсного выхода блока 18 памяти перепад напряже".фния с "О" в "1" поступает на формирователь второго блока 19 сигнализации (фиг.2). Формирователь выдаетодин импульс отрицательной полярности, устанавливающий первый 29 и второй 30 КБ-триггеры в такое состояние,когда на их прямых выходах появляются логические единицы, поступающиена элемент И 31, выходной сигнал ко Б 136337 торого разрешает прохождение импульсов с генератора 21 через четвертый блок 15 управления на четвертый полупроводниковый выключатель 14. Клемма 8 подключения нагрузки через5 второй 12 и четвертый 14 полупроводниковые выключатели и второй блок 11 контроля соединяется с резервным источником 9 тока.1 ОИзменение состояния блока памяти и подключение клеммы 8 к резервному источнику тока происходит и в том случае, если произойдет короткое замыкание в первом 4 или третьем 6 полупроводниковых выключателях или обрыве цепи от клеммы 1 для подключения основного источника тока до клеммы 8 для подключения нагрузки.При коротком замыкании первого полупроводникового выключателя 4 третий блок 22 контроля вьщает сигнал, который одновременно поступает на первый блок 23 сброса, формирующий импульс, изменяющий состояние блока 25 18 памяти через первую схему 17 объединения на противоположное, т,е. такое, когда с его прямого выхода "0" запрещает прохождение импульсов управления с генератора 21 через пер- З 0 вый блок 5 управления на первый 4 полупроводниковый выключатель, и на первый блок 16 сигнализации, в котором второй ЗО КБ-триггер (фиг,2) принимает такое состояние, когда на его инверсном выходе присутствует "1", разрешающая прохождение сигналов с генератора 21 импульсов на вход узла световой 32.и звуковой 33 сигнализаций а на прямом выходе - 0 40 запрещающий прохождение сигналов с генератора 21 импульсов через третий блок 7 управления на третий полупроводниковый выключатель 6.Таким образом, при коротком замыкании первого полупроводникового выключателя 4 третий полупроводниковый выключатель 6 закрывается.При коротком замыкании третьего полупроводникового выключателя 6 четвертый блок 24 контроля вьщает сигнал, который одновременно поступает на первый блок 23 сброса, Формирующий импульс изменяющий состояние блока 18 памяти через первую схему 17 объе динения на противоположное, т.е. такое, когда с его прямого выхода "0" запрещает прохождение импульсов управления с генератора 21 через 6впервый блок 5 управления на первый полчпроводниковый выключатель 4 и на первый блок 16 сигнализации, в котором второй 30 КЯ-триггер (фиг.2) принимает такое состояние, когда на его инверсном выходе присутствует "1", разрешающая прохождение сигналов с генератора 21 импульсов на вход узла световой 32 и звуковой 33 сигнализаций, а на прямом выходе - "0", запрещающий прохождение сигналов с генератора 21 импульсов через третий блок 7 управления на третий полупроводниковый выключатель 6.Таким образом, при коротком замыкании третьего полупроводникового выключателя 6 первый полупроводниковый выключатель 4 закрывается.При обрыве цепи от клеммы 1 для подключения основйого источника тока до клеммы 8 для подключения нагрузки перепад напряжений с "1" до 0 первого блока 3 контроля поступа-. ет одновременно на первый блок 23 сброса, формирующий импульс, изменяющий через первую схему 17 объединения состояние блока 18 памяти на противоположное, т.е, в такое состояние, когда импульсы управления с генератора 2 не проходят на третий полупроводниковый выключатель 6, и первый блок 16 сигнализации, в котором с помощью узла 34 диагностики (фиг.2) вырабатывается сигнал "1", разрешаю-. щей прохождение импульсов с генератора 21 на световую и звуковую сигнализацию в случае разрыва по любой при - чине силовой цепи при наличии напряжения на клемме соответствующего источника.Аналогично устройство работает и при коротком замыкании второго 12 и четвертого 16 полупроводниковых выключателей и обрыве цепи от клеммы 9 для подключения резервного источника тока до клеммы 8 для подключения нагрузки, если клемма 8 для подключения нагрузки соединена с резервным источником тока.Выключение напряжения на резервном источнике 9 тока, если клемма 8 подключения нагрузки соединена с ним тоже изменяет состояние блока 18 памяти на противоположное. С прямого выхода "1" поступает на первый блок 5 управления и дает разрешение на прохождение импульсов с генератора 21 на первый полупроводниковый выклю"3376 7 36 чатель 4. Он открывается. Перепад напряжения с "0" до "1" устанавливает первый 29 и второй 30 КБ-триггеры (фиг.2.) блока 6 сигнализации в сос" тояние, когда на их прямых выходах присутствуют логические единицы, поступающие на элемент И 31, выходной сигнал которого разрешает прохождение импульсов с генератора 21 через третий блок 7 управления на третий полупроводниковый выключатель 6.Клемма 8 для подключения нагрузки через первый 4 и третий 6 полупроводниковые выключатели и первый блок 3 контроля соединяется с клеммой 1 ,для подключения основного источника тока.Далее цикл работы повторяется.Питание логических элементов устройства осуществляется от двух выпрямителей, включенных на одну нагрузку через развязывающие диоды. Один из выпрямителей включен на основной источник 1 тока, другой - на резервный источник 9 тока 220 В 50 Гц, При выключении одного из источников тока цепь питания логических схем не нарушается,Формула изобретения1.Устройство для автоматического переключения источников переменного тока, содержащее клемму для подключения основного источника, первый полупроводниковый выключатель, снабженный первым блоком контроля и первым блоком управления, соединяющим управляющий вход первого полупроводникового выключателя с первым выходом блока памяти, клемму для подключения резервного источника, второй полупроводниковыи выключатель, снабженный вторым блоком управления, соединяющим управляющий вход второго полупроводникового выключателя с вторым выходом блока памяти, клемму для подключения нагрузки и первый блок сигнализации, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повыше ния быстродействия и надежности, оно дополнительно снабжено датчиками напряжения основного и резервного ис- точников, входы которых подключены к клеммам для подключения соответствующих источников, а выходы - к вторым входам первой и второй схем объединения и шестым входам первого и второго блоков сигнализации соответственно, третьим полупроводниковым выключателем, включенным междупервым полупроводниковым выключате 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лем и клеммой для подключения нагрузки, третьим блоком управления, второи вход которого соединен с выходомпервого блока сигнализации, а выход -с управляющим входом третьего полуйроводникового выключателя и с входом четвертого блока контроля, выход которого соединен с третьими входами первого блока сброса и первого блокасигнализации, третьим блоком контроля, вход которого соединен с управляющим входом первого полупроводникового выключателя и с выходом первого блока управления, а выход - с вторыми входами первого блока сброса и первого блока сигнализации, первый блок контроля включен между клеммой для подключения основного источника и первым полупроводниковым выключателем, а информационный выход первогоблока контроля соединен с первыми входами первого блока сброса и первого блока сигнализации, выход первогоблока сброса соединен с первым входом первой схемы объединения, выход которой соединен с первым входом блока памяти, а первый выход последней - с вторым входом первого блока управления и с четвертым входом первогоблока сигнализации, первые входыпервого, второго, третьего и четвертого блоков управления и пятые входы первого и второго блоков сигнализациисоединены с генератором импульсов,устройство снабжено также четвертымполупроводниковым выключателем, который через соединенные последователь.но второй полупроводниковый выключатель и второй блок контроля соединяетклеммы для подключения резервногоисточника и нагрузки, информационный выход второго блока контроля соединенс первыми входами второго блока сброса и второго блока сигнализации,управляющий вход второго полупроводникового выключателя .соединен с выходом второго блока управления и с входом пятого блока контроля, выход ко торого соединен с вторыми входами второго блока сброса и второго блока сигнализации, управляющий вход четвертого полупроводникового выключателя соединен с выходом четвертого блока управления и входом шестого9 3 3633блока контроля, выход которого соединен с третьими входами второго блокасброса и второго блока сигнализации,четвертый вход второго блока сигнализации соединен с вторым входом второ-.го блока управления и вторым выходомблока памяти, а выход - с вторымвходом четвертого блокауправления,выход второго блока сброса соединен 1 Ос первым входом второй схемы объединения,2.Устройствопо и.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что первый (второй) блок сигнализации содержит Формирователь, вход которого является четвертым входом блока, а выход 7 б 1 Осоединен с Б-входами первого н второго КБ-триггеров, прямые выходы которых соединены с входами элемента 2 И,узлы звуковой и световой сигнализации, входы которых соединены попарнопараллельно и подключены соответственно к инверсному выходу первогоКБ-триггера, к инверсному выходувторого КБ-триггера, к выходу узладиагностики и к пятому входу блока,К-вход первого КБ-триггера являетсявторым входом блока, К-вход второгоКБ-триггера - третьим входом блока,первый и второй входы узла диагностики - соответственно шестым и первымвходами блока, а выход элемента 2 И -выходом блока,1363376 ставитель хред Л.Ол аказ 63 исно д. 4 ектная актор Н.Слободян НИИПИ Госуда до делам из 13035, Москв роизводственно-полиграфиче.Сидоровнык . Корректор С,Щек Тираж 618 Поственного комитета СССРбретений и открытийЖ, Раушская наб.,редприятие, г. Ужгород,