Система питания напряжением постоянного тока

L (7l) Заявители Ленинградский институт ядерной физики им.Б.П.Константинова

АН СССР и Завод "Балтиец" (54 > СИСТЕМА ПИТАНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ, ПОСТОЯННОГО

ТОКА

Изобретение относится к приборо строению, а именно к технике создания оборудования для питания электронно-физической аппаратуры. Оно может быть использовано для питания опытных и серийных образцов аппаратуры, макетов, а также автоматизированных производственно-технологических испытаний различных изделий. Эффективно использование в условиях, когда питаемое устройство (преобразователь, нагрузка) не допускает существенных длительных повышений напряжения,. пропадания одного из номиналов питающий напряжений, т.е. при настройке схем, содержащий дорогостоящие малоисследованные элементы.

Известны системы питания напряжением постоянного тока, содержащие два и более стабилизатора напряжения, снабженные блоком коллективной защиты, который выдает сигнал на запирание регулирующих транзисторов всех стабилизаторов при аварии в любом стабилизаторе т.е. исполнительные органы защиты здесь включены на стороне постоянного тока) (1).

Наиболее близкой к предлагаемой является система питания напряжением постоянного тока, содержащая Й отдельных стабилизированных источников, калдый иэ которых снабжен узлом защиты, и шины коллективной защиты (21.

Недостатком данной системы питания с групповой защитой является невозможиость произвольного соединения источников (последовательно или параллельно), а также эксплуатацион15 ных в дежурном режиме (без наблюдения оператора) при повторном включении.

Цель изобретения - расширение

20 функциональных воэможностей системы питания.

Для достижения поставленной цели в системе питания напряжением постоянного тока, содержащий М отдельных ста864271, !

25 ности, макетировались соединения четырех и шести источников, что наиболее 45 приемлемо для практических применений. Система содержит три устройства коммутации, каждое из которых состоит из схемы ИЛИ (4-1,4 -2,4—

3 соответственно) управляемого клю- 50 ча (5-1,.5 -2,5 -3), трех переключателей (6-1, 6-2, 6-3, 7-1, 7-2, 7-3, 8-2, 8-3) и шин связи между устройствами коммутации и разъемами источников. Переключатели 6 служат для выбора вида запуска системы, ручного или автоматического (указаны в положении автоматического запуска). В ребилизированных источников, каждый иэ которых снабжен узлом защиты, и шины коллективной защиты, введены М узлов запуска, и узлов коммутации, каждый из которых состоит иэ переключателя индивидуальной и групповой защиты, переключателя автоматического и ручного пуска, схемы ИЛИ и управляемого ключа, включенного в цепь питающего напряжения, причем в режиме ручного пуска управляемый ключ в каждом из узлов коммутации соединен с выходом, схемы ИЛИ, а в режиме автоматического пуска — с шиной автоматического пуска соответствующего из узлов запуска, входы схемы ИЛИ соединены с шинами разового и ручного пуска узла запуска, а шины групповой защиты через переключатель индивидуальной и групповой защиты объединены в ре20 жиме групповой защиты и разомкнуты в режиме индивидуальной защиты.

Дополнительно каждый из узлов запуска содержит тиристор с трансфор— матором в анодной цепи, вторичная обмотка которого соединена с шинами групповой защиты, инвертор на транзисторе, входом соединенньй с анодной цепью тиристора, и электромагнитное реле с замыкаюшим и размыкающим контактами, причем обмотка реле включена в анодную цепь тиристора при автоматическом пуске и в коллекторную цепь транзистора при разовом пуске, размыкающий контакт реле соединен с шиной автоматического пуска, а замы- 35 к;тощий — с шиной ручного пуска.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для N--3.

Система содержит три стабилизированных источника постоянного напряжения с выходными разъемами 1-3 ° По подобной схеме можно соединять и большее количество источников. В частжиме автоматического пуска переключатель 6 соединяет вход управляемого ключа с шиной автоматического пуска своего источника, а в режиме ручного пуска — с выходом схемы ИЛИ, входы которой соединены с шинами разового и ручного пуска. Переключатели 7 служат для объединения источников, входящих в систему в режиме групповой защиты (в режиме индивидуальной защиты эти переключатели разомкнуты).

Переключатели 8 служат для органиэации параллельной работы источни-.. ков. Эти переключатели соединены между собой и каждый из них соединен с шинами 9-13 своего источника. Источник,.сочлененный с разъемом 1, работает в режиме стабилизатора напряжения, а остальные источники при указанных положениях переключателей

8-2 и 8-3 являются .ведомыми; каждый ведомый источник выдает в нагрузку такой же ток, как и ведущий источник. Таким образом, все три источника включены параллельно в режим групповой защиты с автоматическим пуском.

Источник состоит из управляемого выпрямителя 14, регулирующего элемента 15, схемы токоограничения 16, блока защиты ll, схемы устранения выбросов выходного напряжения при резких перепадах тока нагрузки 18 усилителя обратной связи 19, источника опорного напряжения 20, масштабного резистора 21, управляемого

I делителя напряжения 22 сетевого выключателя 23, кнопки ручного пуска 24 1 диода 25, служащего для запирания регулирующего транзистора при срабатывании защиты.

В каждом конкретном случае источник может иметь иной состав, применение которого.в предлагаемом устройстве позволяет наиболее полно ис-. пользовать его функциональные возможности»

Блок защиты 17 включает в себя маломощный тиристор 26 с трансформатором 27 в анодной цепи, инвертор на транзисторе 28, входом соединенный с анодной цепью тиристора 26, электромагнитное реле с замыкающими и раэьыкакицими контактами, обмотка 29 которого одним выводом соединена с основным (или вспомогательным) выпрямителем, а другим - с шиной 30 вы:ора типа пуска. Размыкающий контакт реле соединен с шиной 31 автомати864271 ческого пуска, а замыкающий контакт— с шиной 32 ручного пуска. Одна из вторичных обмоток трансформатора 27 под— соединена к шинам 33 групповой защиты

: В режиме автоматического пуска система функционирует следующим образом. Сетевое напряжение, пройдя через сетевой фильтр 34, поступает первой фазой через контакты 35 разьемов, а второй .фазой — через управляемые кпючи 5 реле, тиристоры) и контакты 36 разъемов на выключатели

23 и далее на преобразователи 14 сетевого напряжения источников. В отсутствие аварийных ситуаций тиристоры

26 блоков защиты 17 источников находятся в непроводящем состоянии, так как на управляющие электроды тиристоров не поступают сигналы аварии с усилителя обратной связи 19. Обмотка реле 29, включенная в режиме автоматического пуска в анодную цепь тиристора 26, обесточена и на управляемые ключи 5 поступает включающий сигнал через размыкающий контакт реле, шину

31 автоматического пуска и переключатель 6, Таким образом, в отсутствие аварийных ситуаций при появлении на— пряжения в сети система начинает выдавать ток в нагрузку. При отклонении напряжения какого-либо источника от номинала (авария 1 на управляющий электрод тиристора 26 поступает сиг° 6 нал, включающий тиристор. При этом на одной из вторичных обмоток трансформатора 27 появляется импульс, через шины групповой защиты 33 и переключатели 7 поступающий на идентичные вторичные обмотки остальных транс форматоров. Протекание тока через эти обмотки вызывает появление напряжения на других вторичных обмотках, которое поступает на управляющие электроды тиристоров 26 и включает их. Таким образом, при аварии все тиристоры 26 переходят в проводящее состояние, при этом в каждом источнике срабатывает реле 29 и размыкающий.контакт его выключает управляемый ключ 5, все источники отключаются от сети. Якорь реле при этом некоторое время остается в притянутом состоянии, так как ток выключения реле, как правило, в несколько раз меньше тока включения, а напряжение на выходе выпрямителя, питающего обмотку реле, падает тем медленнее, чем больше емкость фильтра этого выпрямителя. Как только ток через

55 реле станет меньше тока удержания, реле отпускает, при этом размыкающий контакт .реле замыкает цепь включения управляемого ключа 5. Если к этому моменту аварийная ситуация исчезает система включается в работу, в против. ном случае сразу же срабатывает тиристор 26 и система отключается от сети. Таким образом, при наличии аварийной ситуации система периодически на короткое время включается в сеть, а затем отключается до тех пор, пока не исчезнет сигнал аварии.

В режиме ручного пуска переключателя 6 соответствующих источников переводятся в положение, при котором обмотка 29 реле включается в коллектор тиристора 28, а сигнал на включение управляемого ключа 5 поступает с выхода схемы ИЛИ. Так как в исходном состоянии обмотка 29 реле обесточена, а управление ключем 5 производится через замыкающий контакт реле, то система или источник) может быть включена только нажатием кнопки 24 вручную. При этом на шине

37 разового пуска появляется разрешающий сигнал, который через схему

ИЛИ и переключатель 8 поступает на вход управляемого ключа 5, который подключает соответствующий источник к сети. Если аварийной ситуации нет то тиристор 26 остается непроводящим, а тиристор 28 соответственно запитывает обмотку 29 реле. Замыкающий контакт при этом подает сигнал ручного пуска на шину 32, благодаря чему источник (системами остаются во включенном состоянии после отпускания . кнопки 24. При возникновении сигнала аварии на любом из управляющих электродов тиристоров 26 все источники, ;включенные: в групповую защиту, отключаются от сети (как и при автоматическом пуске) Повторное включение источников возможно только при помощи кнопки 24.

Любой из источников может быть переведен в режим индивидуальной работы размыканием соответствующего переключателя 7 с установкой ручного или автоматического пуска переключателем б.

Предлагаемая схема питания позволяет оперативно изменить режим работы, что уменьшает затраты времени при различных исследованиях в ла-. боратории и на производстве, а также

864271 уменьшает вероятность ошибочных соединений и разрушения запитываемых устройств. Широкие функциональные возможности системы позволяют эффективно использдвать ее взамен ряда 5 известных систем.

Формула изобр етения

1. Система питания напряжением постоянного тока, содержащая Й отдельных стабилизированных источников, каждый из которых снабжен узлом защиты, и шины коллективной защиты, отличающаяся тем, что, с целью расширения фукнциональных возможностей, в систему введены Й узлов запуска, Й узлов коммутации, каждый из которых состоит из переключателя индивидуальной и групповой защиты, переключателя автоматического и ручного пуска, схемы ИЛИ и управляемого ключа, включенного в цепь пи-. тающЕго напряжения, причем,в режиме ручного пуска управляемый ключ в каждом из узлов коммутации соединен с выходом схемы ИЛИ, а в режиме автоматического пуска — с шиной автоматического пуска соответствующего из узлов запуска, входы схемы ИЛИ сое10

l5

2S

30 динены с шинами разового и ручного пуска узла запуска, а шины групповой защиты через переключатель индивидуальной и групповой защиты объединены в режиме групповой защиты и разомкнуты в режиме индивидуальной защиты.

2. Система по п. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что каждый из узлов запуска содержит тиристор с трансформатором в анодной цепи, вторичная обмотка которого соединена с шинами групповой защиты, инвертор -на транзисторе входом соединенный с анодной цепью тиристора, и электромагнитное реле с замыкающим и размыкающим контактами, причем обмотка реле включена в анодную цепь тиристора при автоматическом пуске и коллекторную цепь транзистора при разовом пуске, размыкающий контакт реле соединен с шиной автоматического пуска, а замыкающий — с шиной ручного пуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 457986, кл. G 05 F 1/56, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 514282, кл. G 05 F 1/58, 1974.