Устройство для автоматического переключения однофазных сетей

)4 Н 02 06 ДАРСТВЕННЫЙ НО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ ГО ПИСАНИ БРЕТЕНИ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ОДНОФАЗНЫХ СЕТЕЙ,(57) Изобретение относится к электротехнике, к системам питания с резервированием, и может быть использовано для обеспечения бесперебойного:питания ответственной нагрузкипри наличии двух однофазных сетейперем, тока. Цель изобретения - повышение надежности, Устройство подключает нагрузку к однои из двух сетей через одну их двух пар ключей,установленных между клеммами нагруз-ки и клеммами соотв. сетей, При наличии напряжения в обеих сетях нагрузка подключается к основной сети,имеющей приоритет по отношению к резервной. При исчезновении напряженияосновной сети нагрузка переключается на резервную сеть. Команды управления ключами вырабатываются сщью формирователя команд (ФК), рнивающего напряжения основной и резервной сетей, и блоков сравнения(БС) соотв. сетей, каждый из которыхсравнивает напряжения на нагрузке снапряжением сети. Выполнение ФК, БСи блоков управления ключами обеспечивает их взаимную гальваническуюразвязку. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, к системам питания с резервированием, и может быть использовано для обеспечения бесперебойногопитания ответственной нагрузки приналичии двух однофазных сетей переменного тока.Цель изобретения - повышение надежности, 10На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для автоматического переключения однофазных се-,тей; на фиг. 2 - то же, принципиальная схема. 15Устройство (фиг, 1) содержит первые ключи 1, вторые ключи 2, вторыеблоки управления 3, первые блоки управления 4, сетевые трансформаторы5, блоки сравнения 6, трансформатор 207 и формирователь команд 8.Ключ 1 (фиг, 2) имеет вид диодного моста 9, одна из диагоналей которого включена в разрыв соответствующей силовой цепи, а .другая в цепь 25анод-катод тиристора 10. Ключ 2 также имеет вид диодного моста 11, водну из диагоналей которого включентиристор 12,Первый блок управления 4 представ.ляет собой маломощный ключ, в одноиз плечей которого входят элементы13 и 14, являющиеся фотоприемниками(в виде запираемых тиристоров), излучатели 15 и 16 соответственно, резисторы 17-19, цепь управляющий электрод-катод тиристора 10 и излучатель20, Во второе плечо маломощного ключа входят тиристор .21, являющийся фотоприемником излучателя 22,излучатель 23 и резистор 24. Между плечамиблока 4 включен коммутирующий конденсатор 25, Кроме того, в блок входитдиодный мост 26, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора 5 сво 45им входом, а выходом - к фильтру,состоящему иэ параллельно включенныхконденсатора 27 и резистора 28.Блок 6 сравнения представляет собой встречное включение двух источников постоянного напряжения, каждыйиз которых состоит из выпрямителяи включенных параллельно резистораи конденсатора,Первый из источников собран наэлементах 29-31, а второй " на элементах 32 - 34, причем минусы этихисточников соединены между собой непосредственно, а плюсы соединяются через последовательную цепь излучателей 16 и 35, причем анод излучателя 16 соединен с плюсом выпрямителя 29, подключенного своим входом непосредственно к одной нз вторичных обмоток сетевого трансформатора 5, а катод излучателя 35 соединен с плюсом выпрямителя 32, подключенного своим выходом непосредственно к одной из вторичных обмоток трансформатора 7.Формирователь команд 8 представляет собой встречное включение двух источников постоянного напряжения, подключенных своими входами к одной из вторичных обмоток соответствующего сетевого трансформатора. Каждый из источников состоит из выпрямителя 36 и фильтра, выполненного в виде включенных параллельно резистора 37 и конденсатора 38. Минусы этих источников соединены между собой непосредственно, а плюс выпрямителя 36. 1 через .цепь анод - катод излучателя 15.1, анод - катод излучателя"22.2 резервной сети подключен к плюсу выпрямителя 36.2 резервной сети, Кроме того, плюс выпрямителя 36.1 основной сети подключен к катоду излучателя 22.1, анод которого подключен к катоду излучателя 15.2 резервной сети, Анод излучателя 15.2 подключен к плюсу выпрямителя 36,2 резервной сети.Второй блок управления 3 повторяет команды первого блока управления 4, и так же.как последний представляет собой маломощный ключ, в одно из плечей которого входят тиристоры 39 и 40, являющиеся фотоприемниками излучателей 20 и 35 соответственно, резисторы 41 и 42 и цепь управляющий электрод - катод тиристора 12. Во второе плечо маломощного ключа входят тиристор 43, являющийся фотоприемником излучателя 23 и резистор 44. Между плечами блока 3 включен коммутирующий конденсатор 45. Кроме того, в блок входит диодный мост 46, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора 5 своим входом, а выходом - к фильтру, состоящему из параллельно включенных конденсатора 47 и резистора 48.Устройство работает следующим образом.При включении основной сети со вторичных обмоток трансформатора 5.1поступают напряжения питания в блокиуправления 3.1 и 4.1, а также в формирователь команд и блок сравнения6. 1.Формирователь команд 8 сравниваетнапряжение основной и резервной сети,и посылает команды на включение ключей основной сети и на отключениеключей резервной сети. Так как напряжение резервной сети отсутствует,блоки резервной сети не работают, Вформирователе команд а положительныйпотенциал от выпрямителя 36.1 прикладывается к аноду излучателя 15.1и катоду излучателя 22.1, а минус -к катоду излучателя 22.2 и анод излучателя.15.2. Цепь излучателей 22.1и 15.2 закрыта, и ток проходит по цепи: "+" выпрямителя 36.1, анод - катод излучателя 15. 1, анод-катод излучателя 22.2, резистор 38.2,выпрямителя 36.1. В результате этогов первый блок управления 4.1 поступает сигнал на включение, а в блок 4.2 - 25на выключение. Блок 6.1 сравниваетнапряжение сети с напряжением нанагрузке. В начальный момент ток внагрузке отсутствует, На вторичныхобмотках трансформатора 7 напряжениетакже отсутствует. Следовательно, каноду излучателя 16.1 прикладываетсяположительный потенциал, а к катоду35, 1 - отрицательный. Ток протекаетпо цепи: "+" выпрямителя 29.1, анодкатод излучателя 16. 1, анод-катод излучателя 35.1, резистор 33.1,выпрямителя 29.1. В блоки управления4.1 и 3,1 поступает сигнал на включение .от. излучателей 16.1 и 35.1.Блок управления первого ключа 4.1 40принимает команды из формирователякоманд 8 и от блока сравнения 6.1.Фотоприемники 13.1 и 14.1 открываются, и ток проходит по цепи: "+" выпрямителя 26.1, анод-катод фотоприемника 13. 1, анод-катод фотоприемника14.1, резистор 18.1, управляющий эле-.ктрокатод тиристора 10. 1, резистор19.1, "-" выпрямителя 26.1. Часть тока проходит также по цепи анод-катод 50излучателя 20,1, резистор 17,1, подключенный параллельно резистору 18.1.Таким образом, ключ 1. 1 открывается,а от излучателя 20.1 поступает сигнал на включение второго блока управления 3,1. Второй блок управления3.1 принимает команды от первого блока управления 4.1 и от блока сравнения 6 Фотоприемники 39.1 и 40. 1 открываются, и ток проходит по цепи: "+" выпрямителя 46.1, анод-катод фотоприемников 39,1 и 40,1, резистор 41,1, управляющий электрод - катод тиристора 12.1, резистор 42,1, выпрямителя 46.1, Таким образом, ключ 2.1 также открывается, и напряжение основной сети поступает в нагрузку.При включении резервной сети со вторичных обмоток трансформатора 5.1 поступают напряжения питания в блоки управления 3.2 и 4.2, а также поступают напряжения в формирователь команд 8 и блок сравнения 6.2, Так как нагрузка подключена к основной сети, то на вторичной обмотке трансформатора 7 имеется напряжение, поступающее в блок сравнения 6.2.Устройство работает с приоритетом от основной сети.Это достигается тЕм, что при равных напряжениях, прикладываемых к первичным обмоткам трансформаторов 51 и 5.2,в формирователь 8 команд на выпрямитель 36, 1 со вторичной обмотки трансформатора 5. 1 поступает напряжение, большее, чем на выпрямитель 36.2 со стороны вторичной обмотки трансформатора 5,2. Поэтому к аноду излучателя 16,2 прикладывается отрицательный потенциал, а к катоду излучателя 35.2 - положительный потенциал, Излучатели 16.2 и 35.2 остаются в закрытом состоянии, и сигналы на включение в блоки управ- . ления 4.2 и 3.2 из блока сравнения 6.2 не поступают. Кроме того, в формирователе команд напряжение состороны основной сети больше, чем со стороны резервной сети, поэтому к аноду излучателя 15. 1 по-прежнему прикладывается положительный потенциал, а к катоду излучателя 22.2 - отрицательный. Ключи основной сети по- прежнему находятся в открытом состоянии, а ключи резервной сети закрыты. Нагрузка остается подключенной к основной сети. При попадании или уменьшении напряжения основной сети до заданного значения в формирователе команд 8 напряжение со стороны резервной сети становится больше, чем напряжение со стороны основной сети, поэтому к аноду излучателя 15. 1 прикладывает 137796010 5 ся отрицательный потенциал, а к катоду излучателя 22,2 - положительный.Излучатели 15.1 и 22.2 запираются,а открываются излучатели 22.1 и 15.2.Ток проходит до цепи: "+" выпрямителя 36,2, анод-катод излучателя 15.2,анод-катод излучателя 22.1, резистор37.1, "-" выпрямителя 36.2, В блокеуправления 4.1 открывается фотоприемник 21.1, при этом фотоприемники 13.1и 14. 1 за счет запирающего напряжения,накопленного на коммутирующемконденсаторе 25,1, выключаются, Токпроходит по цепи "+" выпрямителя26. 1, анод-катод фотоприемника 21, 1,анод-катод излучателя 23.1, резистор24.1, "-" выпрямителя 26.1Ключ 1.1закрывается, а во второй блок управления 3.1 поступает сигнал на выключение от излучателя 23.1. В блоке 3.1открывается фотоприемник 43,1, приэтом фотоприемники 39. 1 и 40.1 засчет запирающего напряжения, накопленного на коммутирующем конденсато ре 45. 1,выключаются, Ток, проходитпо цепи: "+" выпрямителя 46.1, анод -катод фотоприемника 43.1, резистор44.1, "-" выпрямителя 46.1. Ключ 21так же как и ключ 1.1 переходит взакрытое состояние. Ток в нагрузкепадает до нуля, Ключи резервной сети 1.2 и 2.2 открываются вьппеописанным способом так же, как и открывались ключи основной сети. Нагрузкаподключается к резервной сети. Припоявлении напряжения основной сетии увеличении его до величины напряжения резервной сети происходит переключение нагрузки на основную сеть,так как устройство работает с приоритетом основной сети,Формула изобретения Устройство для автоматического переключения однофаэных сетей, содержащее клеммы для подключения основной сети, клеммы для подключения резервной сети, клеммы для подключения нагрузки, формирователь команд и в каждом иэ плеч, соответствующих основной и резервной сетям, первый блок управления, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, и второй ключ, при этомпервая клемма нагрузки соединена с первой клеммой соответствующей сети первым ключом, а вторам клемма наг-. 25 30 35 40 45 50 55 руэки соединена с второй клеммой соответствующей сети вторым ключом,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности, в него введены трансформатор, выводы первичной обмотки которого подключены к клеммам нагрузки, и в каждое иэ плечустройства - сетевой трансформатор,выводы первичной обмотки которогоподключены к клеммам соответствующейсети, блок сравнения, первый входкоторого подключен к первой вторичнойобмотке сетевого трансформатора,а второй вход - к одной из вторичныхобмоток трансформатора, второй блокуправления, вход которого подключенк второй вторичной обмотке сетевоготрансформатора, а выход - к управляющему входу второго ключа, вход первого блока управления и вход формирователя команд подключены соответственно к третьей и четвертой вторичным обмоткам сетевого трансформатора, первый и второй световой выходы соответствующего плеча формирователя команд подключены соответственно к первому и второму световым входам первого блока управления, световые выходы блока сравнения соединены с третьими световыми входами первого и второго блоков управления, первый и второй световые выходы первого блока управления соединены соответственно с первым и вторым световыми входами второго блока управления, формирователь команд содержит два мостовых выпрямителя, входы которых являются входами формирователя команд, к выходам каждого иэ .выпрямителей подключены параллельно резистор и конденсатор, отрицательные выводы выпрямителей .объединены, положительные выводы соединены двумя параллельными цепями, каждая из которых содержит последовательно и согласно включенные излучатели фототиристоров, причем эти цепи включены встречно друг относительно друга, излучатель, анод которого подключен к,положительному выводу выпрямителя, является первым световым выходом формирователя команд, а излучатель, подключенный к нему катодом, является вторым световым выходом того же плеча формирователя команд, первый блок управления каждого плеча содержит мостовой выпрямитель, вход которого является входом этого блока, к137796 положительному выводу выпрямителя подключены последовательно в прямой полярности фотоприемник фототиристора, являющийся первым световым входом этого блока, фотоприемник, являющий 5 ся третьим световым входом этого блока, первый излучатель, являющийся первым световым выходом этого блока, и первый резистор, анод излучателя 10 соединен с вторым резистором, свободные выводы первого и второго резисторов объединены и являются одним из полюсов выхода блока, параллельно выходу выпрямителя подключен третий ре зистор, первый конденсатор и цепь, состоящая иэ включенных последовательно фотоприемника, являющегося вторым световым входом, причем анод фотоприемника подключен к положительному выводу выпрямителя, второй излучатель, являющийся вторым световым выходом блока, четвертый и пятый резисторы, причем их общая точка соединена с отрицательным выводом выпрямителя, а к точке соединениявторого излучателя и четвертого резистора подключен второй конденсатор, другой вывод которого соединен со свободным выводом пятого резистора и является другим полюсом выхода блока, второй блок управления каждого плеча содержит мостовой выпрямитель, вход которого является входом этого блока, к положительному выводу выпрямителя подключены последовательно в прямой полярности фотоприемник фототиристора, являющийся первым световым входом бло 0 8ка, фотоприемник, являющийся третьим световым входом этого блока, и первый резистор, свободный вывод которого является одним иэ полюсов выхода блока, параллельно выходу выпрямителя подключены второй резистор, первый конденсатор и последовательная цепь, состоящая иэ фотоприемника, являющегося вторым световым входом блока, причем его анод подключен к положительному выводу выпрямителя, третьего и четвертого резисторов, общая точка которых соединена с отрицательным выводом выпрямителя, к точке соединения фотоприемника и третьего резистора додключен второй конденсатор, другой вывод которого соединен со свободным выводом четвертого резистора и является другим полюсом выхода этого блока, блок сравнения каждого плеча содержит два мостовых выпрямителя, входы которых являются/ входами блока, параллельно выходу . каждого из выпрямителей подключены резистор и конденсатор, отрицатель.ные выводы выпрямителей объединены, 1а положительные выводы соединены включенными последовательно в прямой полярности относительно выпрямителя, подключенного к сетевому трансформатору, излучателями фототиристоров, являющимися световыми выходами блока, каждый из ключей выполнен в виде диодного моста с тиристором, включен,ным между выводами постоянного тока чоста, причем цепь управления тиристора являе тся управлякщим входом ключа.1377960 Произ оли ПИ Заказ 883/51 Тирах 649 Подписное р-тие г. Ужгород, ул. Проектная 1Ьц Й.