устройство резервного энергоснабжения

Формула изобретения

Устройство резервного энергоснабжения, содержащее две идентичные цепи, каждая из которых имеет источник переменного тока, соединенный с входом датчика напряжения и с входными силовыми клеммами механического ключа с электроприводом, при этом выходы датчиков напряжения соединены с соответствующими входами блока управления, одни из выходов которых подключены к электроприводу, датчик тока и нагрузку, отличающееся тем, что оно снабжено активным фильтром, выход которого соединен с соединенными вместе выходными силовыми клеммами механических ключей, а его вход подключен к третьему выходу блока управления, датчиком напряжения, соединенному с силовым входом датчика тока и точкой соединения выходных силовых клемм механических ключей, а выход датчика напряжения подключен к третьему входу блока управления, при этом силовой выход датчика тока является выходом устройства и подключен к нагрузке, а его выход соединен с четвертым входом блока управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в схемах или системах питания электросетей и распределения электрической энергии.

Известно устройство резервного энергоснабжения, описанное в патенте РФ №2025024, МПК⁷ H02J 9/06, опубл. 15.12.94, содержащее дешифратор, исполнительный элемент и два идентичных блока контроля качества электроэнергии.

Недостатками такого устройства являются малые быстродействие и надежность, обусловленные возможностью его ложного срабатывания при искажениях формы напряжения основной сети, не обеспечивается бесперебойность питания, если источники переменного тока не в фазе, коррекция коэффициента мощности и подавление высших гармоник.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство резервного энергоснабжения, описанное в патенте Японии №2001197680, МПК⁷ H02J 9/06, опубл. 19.07.01. Устройство содержит две идентичные цепи, каждая из которых имеет источник переменного тока, соединенный с входом датчика напряжения, входными силовыми клеммами механического ключа и входными силовыми клеммами переключающегося механического ключа, выход датчика напряжения соединен с соответствующим входом блока управления, соответствующий выход блока управления подключен к электроприводу, механически соединенному с исполнительным элементом механического ключа, выходные силовые клеммы механического ключа соединены с силовым входом датчика тока, выход датчика тока соединен с соответствующим входом блока управления, выходные силовые клеммы переключающегося механического ключа соединены с силовым входом полупроводникового ключа, состоящего из встречно-параллельных тиристоров, силовой выход полупроводникового ключа соединен с объединенными силовыми выходами датчиков тока и нагрузкой, два соответствующих выхода блока управления соединены с драйвером, который соединен с входами полупроводникового ключа.

Однако это устройство имеет низкую надежность, обусловленную ложным срабатыванием при искажениях формы напряжения основной сети, в нем не обеспечивается бесперебойность питания, если источники переменного тока не в фазе, коррекция коэффициента мощности и подавление высших гармоник.

Технической задачей изобретения является повышение быстродействия и надежности бесперебойного энергоснабжения.

Эта задача достигается тем, что в известное устройство, содержащее две идентичные цепи, каждая из которых имеет источник переменного тока, соединенный с входом датчика напряжения и входными силовыми клеммами механического ключа, выход датчика напряжения соединен с соответствующим входом блока управления, соответствующий выход блока управления подключен к электроприводу, механически соединенному с исполнительным элементом механического ключа, датчик тока и нагрузку, снабжен активным фильтром, выход которого соединен с соединенными вместе выходными силовыми клеммами механических ключей, а его вход подключен к третьему выходу блока управления, датчиком напряжения, выход которого соединен с силовым входом датчика тока и точкой соединения выходных силовых клемм механических ключей, а выход датчика напряжения подключен к третьему входу блока управления, при этом силовой выход датчика тока является выходом устройства и подключен к нагрузке, а его выход соединен с четвертым входом блока управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена блок-схема устройства резервного энергоснабжения.

Устройство содержит две идентичные цепи, первая цепь имеет источник переменного тока 1, подключенный к датчику напряжения 2 и к входным силовым контактам механического ключа 3 с электроприводом 4. Вторая цепь содержит источник переменного тока 5, подключенный к датчику напряжения 6 и к входным силовым контактам механического ключа 7 с электроприводом 8. Устройство подключено к нагрузке 9. Управление сигналами осуществляется блоком управления 10. Выходные силовые клеммы механических ключей 3 и 7 подключены к датчику тока 11, датчику напряжения 12 и активному фильтру 13. К выходу датчика тока 11 подключена нагрузка 9. Первый вход блока управления 10 соединен с выходом датчика напряжения 2, второй его вход соединен с выходом датчика напряжения 6, третий вход блока управления 10 подключен к выходу датчика напряжения 12, четвертый его вход соединен с выходом датчика тока 11. Первый выход блока управления 10 подключен к входу электропривода 4, второй его выход соединен с входом электропривода 8, а третий - с выходом и входом активного фильтра 13.

Блок управления 10 может быть выполнен, например, как устройство, описанное в статье С.Волошина. Привод просто как "раз, два, три". Часть 1. Двигатели постоянного тока - коллекторные и вентильные. ООО "Издательство файнетрит" и "Скемен", Журнал "Компоненты и Технологии", с.78-85, рис.15. Устройство резервного энергоснабжения работает следующим образом. Когда на вход датчиков напряжения 2 и 6 подается напряжение соответствующего источника, на их выходах появляются сигналы, повторяющие форму входного напряжения, но меньшие по амплитуде. Аналогичным образом функционирует датчик напряжения 12. Сигнал с датчика напряжения 2 в блоке управления 10 сравнивается по ряду параметров с заданными параметрами, и, если они совпадают, блок управления 10 подает сигнал электроприводу 4 на включение механического ключа 3, питание нагрузки 9 осуществляется от источника переменного тока 1. Сигнал с датчика напряжения 6 в блоке управления 10 сравнивается по ряду параметров с заданными параметрами, и, если они совпадают, блок управления 10 сравнивает его с сигналом с датчика напряжения 2. Если оба сигнала имеют одинаковую фазу, то при отклонении хотя бы одного из параметров сигнала с датчика напряжения 2 от заданных параметров, блок управления 10 подает сигнал электроприводу 4 на выключение механического ключа 3 и подает сигнал электроприводу 8 на включение механического ключа 7. Если сигналы имеют разные фазы, то при отклонении хотя бы одного из параметров сигнала с датчика напряжения 2 от заданных параметров, блок управления 10 подает сигнал электроприводу 4 на выключение механического ключа 3 и сигнал на активный фильтр 13, на выходе которого появляется синусоидальное напряжение, фаза которого изменяется от значения фазы сигнала датчика напряжения 2 до значения фазы сигнала датчика напряжения 6. Когда фаза сигнала датчика напряжения 12 сравняется с фазой сигнала датчика напряжения 6, блок управления 10 подает сигнал на активный фильтр 13, выключая его, и подает сигнал электроприводу 8 на включение механического ключа 7, питание нагрузки 9 осуществляется от источника переменного тока 5.

Сигнал с датчика напряжения 2 в блоке управления 10 сравнивается с заданными параметрами, и, если они снова совпадают, блок управления 10 сравнивает сигнал с датчика напряжения 2 с сигналом с датчика напряжения 6. Если оба сигнала имеют одинаковую фазу, то блок управления 10, через заданное время задержки, подает сигнал электроприводу 8 на выключение механического ключа 7 и подает сигнал электроприводу 4 на включение механического ключа 3. Если сигналы имеют разные фазы, то блок управления 10, через заданное время задержки, подает сигнал электроприводу 8 на выключение механического ключа 7 и сигнал на активный фильтр 13, на выходе которого появляется синусоидальное напряжение, фаза которого изменяется от значения фазы сигнала датчика напряжения 6 до значения фазы сигнала датчика напряжения 6. Когда фаза сигнала датчика напряжения 12 сравняется с фазой сигнала датчика напряжения 2, блок управления 10 подает сигнал на активный фильтр 13, выключая его, и подает сигнал электроприводу 4 на включение механического ключа 3, питание нагрузки 9 осуществляется от источника переменного тока 1.

При прохождении тока через датчик тока 11 на его выходе появляется сигнал, повторяющий форму проходящего тока, но меньший по амплитуде. Сигнал с датчика тока 11 поступает на четвертый вход блока управления 10, где сравнивается по ряду параметров с заданными параметрами. При отклонении хотя бы одного из параметров сигнала с датчика тока 11, на вход активного фильтра 13 с третьего выхода блока управления 10 поступает сигнал и на выходе активного фильтра 13 появляется напряжение, обратно пропорциональное величине отклонения. Аналогично при отклонении хотя бы одного из параметров сигнала с датчика напряжения 12, на вход активного фильтра 13 с третьего выхода блока управления 10 поступает сигнал и на выходе активного фильтра 13 появляется напряжение, обратно пропорциональное величине отклонения.

Использование изобретения за счет плавного перехода при несинфазности источников переменного тока позволяет повысить надежность бесперебойного питания нагрузки и быстродействие устройства.