Устройство для переключения электропитания

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)551759 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20,03.75 (21) 2114568/07 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43) Опубликовано25,03.77.Бюллетень № 11 (46) Дата опубликования описания09.06.77 (51) М. Кл

Н 02 J 9/06

Гасударственный намитет

Советв Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.

° 92 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. И. Бейзман и Ю, М. Груздев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к схемам аварийного или резервного энергоснабжения, и может быть испол зовано для автоматического переключечия резервированных источников переменного ока, например статических преобразователей, с основного канала на резервный при отказе основного канала, Известные устройства для автоматического переключения электропитания потребителя 10 на резервный источник питания содержат датчик напряжения, реагируюший на неисправность основного источника тока и выполненный на транзисторах, работающих в ключевом режиме, и исполнительный орган, состоя-}5 щий из ключевого транзистора или электромагнитного реле, и осуществляющего переключение потребителя с основного источника питания на резервный, Датчик напряжения в таких устройствах выдает сигнал на пере- 20 ключение в исполнительный орган только при отсутствии выходного напряжения основного источника или уменьшении среднего значения выходного напряжения ниже заданного значения 111.

Наиболее близким к данному изобретению 25 является устройство для переключения электропитания, содержащее исполнительное реле и датчик напряжения, выполненный на основе транзисторного ключевого элемента, на вхс де которого последовательно-встречно включены два выпрямительных моста, один из которых подключен ко вторичной обмотке трансформатора, включенного в основную сеть, а другой — к выходу дополнительного автогенератора стабилизированного напряжения, вход которого подключен к другой вторичной обмотке трансформатора (2).

В этом устройстве датчик напряжения срабатывает как при уменьшении среднего значения напряжения основной сети ниже заданного значения, так и при определенной степени искажения формы этого напряжения.

Последнее является достоинством схемы по сравнению с другими схемами, так как очень часто отказы отдельных элементов и узлов основного источника питания приводят к недопустимому искажению формы выходнс го напряжения, а не к уменьшению или исчезновению этого напряжения, Однако наличие дополнительного стабилизированного автогенератора существенно усложняет схему датчика напряжения, что обуславливает снижение надежности устройства и ограничивает возможность его применения в составе специальных автономных источников электропитания.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем упрощения схемы дат чика напряжения при сохранении его свойств: срабатывании как при уменьшении среднего щ значения выходного напряжения источника переменного тока до заданного значения,так и при искажении его формы.

Это достигается тем, что датчик напряжения, выполненный на базе ключевого эле- 15 мента, состоящего из транзистора, мостового выпрямителя, подключенного через понижающий трансформатор к источнику переменного тока, и резисторного делителя, дополнительно снабжен стабилитронном причем к щ выходу мостового выпрямителя через резисторный делитель и стабилитрон подключена базовая цепь транзистора, в коллекторную цепь которого включена обмотка исполнительного реле, защунтированная дополнительным конденсатором.

На фиг. 1 изображена электрическая схема предложенного устройства; на фиг, 2форма выпрямленного напряжения основного канала, которое подается на вход ключевого 30 элемента; на фиг. 3 — принцип работы усч ройства для переключения электропитания при наличии искажения формы кривой выходного напряжения.

Пунктиром. на фиг. 2 и 3 обозначен уро- 35 вень срабатывания ключевого элемента, а черезГо кр обозначено время, в течение которого открыт транзистор ключевого элемента и через обмотку реле протекает ток.

Устройство для переключения электропи- 40 тания содержит исполнительное реле 1, обмотка которого зашунтирована конденсатором 2 и которое управляется ключевым элементом 3, состоящим из транзистора 4 со стабилитроном 5 и резистором 6 45 в цепи базы. Напряжение на резистор 6 поступает через резистор 7 от мостового выпрямителя 9, вход которого через понижающий трансформатор 9 подключен к выходу статического преобразователя 10, о0 имеющего основной 11 и резервный 12 каналы. Первичная обмотка трансформатора 9 подключена к выходу основного канала 11, источник постоянчого тока 13 и нагрузка

14 подключены к основному и резервному М каналам через контакты 1 5 реле 1, Устройство p&6DTQOT cледующим образом.

Предположим, что выходи о е напряжение статического преобразователя 10 имеет прямоугольную форму. В этом случае к резис-- 60

551759 тору 6 будет приложена часть выпрямленнэго напряжения, имеющая форму, изображенную на фиг, 2, причем это напряжение является запирающим для транзистора 4 и противоп ложным по знаку по отношению к напряжению на стабилитроне 5, Как видно из фиг. 21выпрямленное напряжение имеет провалы, сщ занные с конечной длительностью фронтов вь ходного йапряжения преобразователя, При уменьшении мгновенного значения выпрямленного напряжения во время провалов до уровня срабатывания ключевого элемента, определяемого суммой напряжений на ст билитроне 5 и переходе эмиттер - база транзистора 4, последний будет открываться на время С „„, и конденсатор 2 будет подзаряжаться импульсами длительностьюГ и откр частотой повторения, равной частоте пульсаций выпрямленного напряжения, Так как величина Го. „составляет единицы микросекунд, а ток заряда конденсатора 2 ограничен током базы транзистора 4, остаточное напря жение на конденсаторе 2 при соответствующем выборе величины его емкости в нескол ко раз меньше напряжения срабатывания реле

1. В случае появления неисправности в ос новном канале 11,-приводящей к искажению формы выходного напряжения (см. фиг.3), увеличивается длительность С „, скважность импульсов тока коллектора транзистс ра 4 при этом уменьшается, а напряжение на конденсаторе 2 увеличивается При определенной степени искажения формы выходного напряжения статического преобразователя напряжение на конденсаторе 2 достигает величины напряжения срабатывания реле 1. Реле срабатывает и своими контактами отключает нагрузку 14 и источник постоянного тока

13 от основного канала 11 и подключает их к резервному каналу 12. Если амплитуда выходного напряжения основного канала

11 по каким-либо причинам уменьшится до величины порога срабатывания или выходное напряжение будет отсутствовать, транзистор

4 будет открыт постоянно, реле 1 сработает и переведет преобразователь 10 на резервный канал, Описанное устройство можно применять также в трехфазных резервированных источниках переменного тока, имеющих форму ступенчатой синусоиды (биполярные импульсы с углом отсечки 60 ) и для сети с синусоо идальной формой напряжения. В первом случае напряжение необходимо выпрямить трехфаэным однополупериодным выпрямителем, при этом форма выпрямленного напряжения, поступающего на вход ключевого элемента, аналогична форме, изображенной на фиг. 2. Во втором случае величина срдаже при о 1 сутствии искажений формй достаточно велика

5517 откр.

Фиа 2

ЦНИИПИ Заказ 134/31 Тираж 902 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и параллельно входу эмиттер - база транзистора необходимо подключить конденсатор такой величины, чтобы уменьшить величину до необходимого значения. Например, для синусоидального напряжения сети частотой 50 Гц 5 достаточно подключить к переходу эмиттер— база конденсатор емкостью 1-2 мкФ, при этом быстродействие переключающего устройства практически не ухудшается.

Ф ормула изобретения щ

Устройство для переключения электропитания потребителя с основного канала источника переменного тока (например статического преобразователя) на резервный, содержащее исполнительное реле и датчик напря- у жения на основе ключевого элемента, состоящего из транзистора, мостового выпрямителя, подключенного через понижающий транс59

6 форматор к источнику переменного тока, и резисторного делителя, о т л и ч а .ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства путем его упрощения, датчик напряжения дополнительно снабжен стабилитроном, причем к выходу мостового выпрямителя через резисторный делитель и стабилитрон подключена базовая цепь транзистора, в коллекторную цепь которого включена обмотка исполнительного реле, зашунтированная конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Обмен опытом в радиопромышленности, вып, 6, M.. 1974, стр. 58-60.

2. Авторское свидетельство СССР № 353317, М. Кл. Н 02 Э 9/06, 25,10.72 (прототип).