CN1230051A - 采用半导体技术的快速切断开关 - Google Patents

采用半导体技术的快速切断开关 Download PDF

Info

Publication number
CN1230051A
CN1230051A CN99105432A CN99105432A CN1230051A CN 1230051 A CN1230051 A CN 1230051A CN 99105432 A CN99105432 A CN 99105432A CN 99105432 A CN99105432 A CN 99105432A CN 1230051 A CN1230051 A CN 1230051A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
load
transformer
circuit
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN99105432A
Other languages
English (en)
Inventor
P·达勒
H·格吕宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Asea Brown Boveri Ltd filed Critical ABB Asea Brown Boveri Ltd
Publication of CN1230051A publication Critical patent/CN1230051A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明一种用于将负载从向其供电的交流供电***断开的切断开关。这个切断开关包括一个其初级与所述供电***(R,S,T)相连接的变压器,变压器的次级通过一个整流器电路连接到一个断路晶体闸流管。在正常运行中,断路晶体闸流管保持闭合,由交流供电***(R,S,T)向负载供电。当供电***出现故障或中断时,断路晶体闸流管断开,负载和供电***之间的连接因变压器的开路阻抗而断开。

Description

采用半导体技术的快速切断开关
本发明涉及功率电子，涉及一种采用半导体技术的快速切断开关，特别适用于由交流供电***向负载提供不间断电源。一个同类的切断开关由例如法国专利申请文件FR2666941A1所描述。
同类的切断开关用于将负载从向其供电的供电***脱开，它特别是可以作为不间断电源使用。不间断电源带有一个辅助电源，当负载与交流供电***脱开后，所述辅助电源借助于耦合装置能够与所述负载连接，这种辅助电源例如可以是电池，它的直流电压通过一个整流器变为交流电压，该电源还包括一个用作发电机的驱动能量的柴油机发电机组或旋转***。
尤其是某些敏感的用户如电子数据处理***或医院里的电子设备一般要求使用反应时间在几毫秒之内的快速不间断电源。当每次出现瞬时的故障和短时间的电压中断时，完全可以被接通，因此用户的交流电源总是不间断的。这种用户的功率需求在正常青况下不会超过几十千瓦，因此可以使用功率晶体管或IGBT的器件作为切断开关。
对于具有大功率需求(例如0.5-2MW)的敏感用户，目前相应的措施是考虑采用旋转的变换装置。在这种情况下，利用一个发电机的动能解决毫秒级的故障，如果故障持续的较长，将利用动态的耦合进一步接通其他转动量。此外，还可以启动和接通一个柴油发电机，从而解除长达数分钟之久的故障。多年来作为现有技术一直使用这种旋转***，而且实践证明这种方法基本上是可靠的。但是需要昂贵的机械设备投入，而且为了维持所述设备必要的持续运行寿命需要高的维护开支和较大的损耗，当功率高于2MW时，必须并联连接多个旋转***。
采用已有的电子电路传输大功率是目前尚未解决的难题，这既有技术方面的问题，又有经济方面的问题。
本发明的目的是提供一种采用半导体技术的快速切断开关，它适用于很高的功率，工作可靠，需要尽可能少的维护量，并且使一个负载在毫秒级内能够与给其供电的交流供电***脱开。本发明的上述任务是通过下述技术方案实施的：一种用于将一个负载与向其供电的交流供电***(R,S,T)分离的快速切断开关，其特征在于，该切断开关包括一个初级与所述供电***(R,S,T)相连接的变压器，变压器的初级通过一个整流器电路连接到一个断路晶体闸流管。
其中，与断路晶体闸流管并联连接一个由二极管和电容器串联组成的串联电路；并且，断路晶体闸流管是硬控制的。
一种用于由交流供电***(R,S,T)向负载供电的不间断电源，包括一个切断开关，用于将负载从交流供电***断开，一个辅助交流电源以及将该辅助交流电源与负载连接的装置，其特征在于，所述切断开关包括一个初级与所述供电***(R,S,T)相连接的变压器，变压器的次级通过一个整流器电路连接到一个断路晶体闸流管。
其中，所述辅助交流电源借助于另一个变压器与负载相连接，并且辅助交流电源还包括一个直流电源，它通过一个整流器被转变为交流电压，整流器具有断路晶体闸流管，后者是被硬特性控制的。
本发明的核心内容是切断开关包括一个其初级与交流供电***串联连接的变压器，该变压器的次级与不受整流器电路控制的中间电路中的断路晶体闸流管相连接，这种断路晶体闸流管最好是硬控制(hart angesteuert)的。
辅助交流电压源包括一个直流电压源，它通过一个整流器被转变为交流电压。本发明的电源的一个值得推荐的结构是在所述整流器中配备有硬控制的断路晶体闸流管。
本发明的优越之处在于，该电子切断开关能够适用于很高的功率，它的切断速度快，可以接通短时的电压中断和瞬间故障。使用硬特性控制的断路晶体闸流管，可以降低安装开支消耗。
下面将参照附图结合实施例进一步详细说明本发明。附图为：
图1本发明第一个实施例的方框图；
图2本发明第二个实施例的方框图。
在各附图中所使用的标号和其含义均列在所附的统一的标号表中，图中相同的部件基本上采用相同的标号表示。
图1是本发明的一个实施例，交流供电***的三相分别用R、S、T表示，一个负载1连接到该三相交流供电***上。这个负载是灵敏的大功率电子类负载，必须具有对故障和交流供电***掉闸的保护措施。为此提供一个辅助电源2，它根据需要能够连接到负载1上，三相变压器11实现耦合连接。所述辅助电源2包括例如一个交流电源10，经过一个整流器9和中间电路电容器8转变为直流电源，然后这个直流电压通过整流器7再转变成交流电压，最后通过变压器11连接到负载1上。
负载1可以与所述交流供电***(R,S,T)断开，为此提供一个电子切断开关12，该开关的作用必须使流过供电***和用户的电流能够被快速和可靠地中断。根据本发明，这种切断开关12包括一个初级与供电***R,S,T相连接的变压器3，而变压器3的次级连接一个整流器9，其电压转变成直流电压，为了将负载1与供电***断开，提供与所述整流器9的输出端连接一个断路晶体闸流管4。在正常运行中，也就是说，负载1的供电是由交流供电***R,S,T馈送的，则开关4是维持导通的，即变压器3的次级短路，其初级与带负载2的供电***R,S,T相连接，当供电***出现故障或中断时，开关4断开。整流电路9的输出电压上升，变压器次级侧的短路被断开。接着负载1和供电***之间的连接将被变压器的开路阻抗断开，于是辅助电源2向负载1供电。负载1和供电***R,S,T断开后，机械切断开关13动作，该供电***完全分离。
在本发明的一个优选实施例中，断路晶体闸流管4有由一个二极管6和一个电容器5构成的钳位电路，这种钳位电路用于传送剩余能量到主电流回路。在供电***侧积蓄的电感能量可以被有效地分散，因此切断开关12每当需要时和出现过流时均能被打开。
根据本发明的第二个实施例，如图2所示，钳位电路在电位上与辅助电源的直流电压耦合，电容器5的电容量可以选择得更小，或者完全不需要电容器5，因为辅助电源2的中间电路8的电容已经足够了。当然在这种情况下，变压器3的变压比必须与之相适应。
显然本发明对变压器3提出了相当高的要求，变压器的设计必须满足高水平，它在断路晶体闸流管4导通的情况下必须满负荷运行，而在断路晶体闸流管4截止时，能够在任何时间点承受电压而不会饱和。因此变压器的电压设计参数必须是常规变压器的参数基本数据的两倍。
断路晶体闸流管4最好是硬特性控制的，断路晶体闸流管4的反应时间因此缩短，采用本发明的切断开关或者不间断电源，尤其是适用于大功率的敏感的用户。本发明的优点特别体现在切断开关动作足够快，借助于一个辅助机械式开关13，可以“坦然地”将所连接的供电***与其负载分离。

Claims (5)

1、一种用于将一个负载(1)与向其供电的交流供电***(R,S,T)分离的快速切断开关，其特征在于，该切断开关(12)包括一个初级与所述***(R,S,T)相连接的变压器(3)，变压器的次级通过一个整流器电路(9)连接到一个断路晶体闸流管(4)。
2、根据权利要求1所述的切断开关，其特征在于，与断路晶体闸流管(4)并联连接一个由二极管(6)和电容器(5)串联组成的串联电路。
3、根据权利要求1,2所述的切断开关，其特征在于，断路晶体闸流管(4)是硬控制的。
4、一种用于由交流供电***(R,S,T)向负载(1)供电的不间断电源，包括一个切断开关(12)，用于将负载(1)从交流供电***断开，一个辅助交流电源(2)以及将该辅助交流电源与负载连接的装置(11)，其特征在于，所述切断开关(12)包括一个初级与所述供电***(R,S,T)相连接的变压器(3)，变压器的次级通过一个整流器电路(9)连接到一个断路晶体闸流管(4)。
5、根据权利要求4所述的不间断电源，其特征在于，所述辅助交流电源(2)借助于另一个变压器(11)与负载(1)相连接，并且辅助交流电源(2)还包括一个直流电源(8,9)，它通过一个整流器(7)被转变为交流电压，整流器(7)具有断路晶体闸流管，后者是被硬特性控制的。
CN99105432A 1998-03-20 1999-03-20 采用半导体技术的快速切断开关 Pending CN1230051A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19812341.8 1998-03-20
DE19812341A DE19812341A1 (de) 1998-03-20 1998-03-20 Schneller Trenner in Halbleitertechnologie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1230051A true CN1230051A (zh) 1999-09-29

Family

ID=7861725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN99105432A Pending CN1230051A (zh) 1998-03-20 1999-03-20 采用半导体技术的快速切断开关

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6229228B1 (zh)
EP (1) EP0944155A3 (zh)
JP (1) JP2000092749A (zh)
CN (1) CN1230051A (zh)
DE (1) DE19812341A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7352082B2 (en) * 2004-02-10 2008-04-01 Liebert Corporation Transfer switch device and method
US7459804B2 (en) * 2004-02-10 2008-12-02 Liebert Corporation Static transfer switch device and method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3414872A (en) * 1967-05-15 1968-12-03 Lear Siegler Inc Magnetic transmission listen switch for sonar
DE3326474A1 (de) * 1983-07-22 1985-02-07 Elektro-Geräte-Bau Gustav Klein GmbH & Co KG, 8920 Schongau Anordnung zur vermeidung von unzulaessigen spannungseinbruechen bei lastaufschaltung auf wechselrichter
DE3331823A1 (de) * 1983-09-01 1985-03-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Stromversorgungseinrichtung fuer einen ueberstromausloeser
US5210685A (en) * 1985-03-08 1993-05-11 Westinghouse Electric Corp. Uninterruptible power supply system and load transfer static switch for such a system
FR2666941B1 (fr) * 1990-09-13 1995-05-05 Merlin Gerin Dispositif d'alimentation en energie electrique alternative comportant une alimentation de secours.
US5164872A (en) * 1991-06-17 1992-11-17 General Electric Company Load circuit commutation circuit
US5347166A (en) * 1993-02-01 1994-09-13 Electric Power Research Institute Apparatus and method for switching high power levels
DE19508504A1 (de) * 1995-03-09 1996-09-12 Siemens Ag Anordnung zur Energieflußsteuerung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000092749A (ja) 2000-03-31
DE19812341A1 (de) 1999-09-23
EP0944155A3 (de) 2000-12-06
US6229228B1 (en) 2001-05-08
EP0944155A2 (de) 1999-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102810990B (zh) 用于动态变化输出功率发电机的整流电路及相应控制方法
CN100416972C (zh) 用于提供保证的功率给临界负载的***
CN1025645C (zh) 带有后备电源的交流电源装置
CN102118058A (zh) 应用于城市轨道交通的弱电综合ups电源***及供电方法
CN202084984U (zh) 应用于城市轨道交通的弱电综合ups电源***
CN102377235B (zh) 一种基于级联型变流器的多功能快速开关装置
CN101299572A (zh) 一种高压变频器的旁路装置
CN112776679A (zh) 一种适用于电力机车过分相的选相控制***及控制方法
CN1230051A (zh) 采用半导体技术的快速切断开关
CN101728837B (zh) 能量回馈***
CN218158786U (zh) 一种水泵启动控制***
CN105471241A (zh) 基于机械式接触器的双路供电的高压变频器单元旁路装置
JP2004336933A (ja) 電力給電システム
CN212572087U (zh) 一种基于双向可控硅结构的交流接触器防晃电装置
CN1909322A (zh) 电动机不间断电源
CN110896222B (zh) 异步发电机的无功补偿方法
CN203456874U (zh) 一种串联型电压补偿拮抗装置
CN100334790C (zh) 抽油机动态防窃电拖动装置
CN112491089A (zh) 一种微网并离网混合切换***及方法
CN2819586Y (zh) 电动机不间断电源
CN110611366A (zh) 零中断混合式双电源自动转换装置及其使用方法
CN220107650U (zh) 一种多机大容量变频重载机泵主动抗晃电装置
CN215870897U (zh) 一种智能超级双电源瞬间切换综合装置
CN2582244Y (zh) 三相异步电动机节电保护器
CN211654734U (zh) 一种重合闸断路器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication