SU548812A1 - Способ контрол отклонени напр жени сети - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано дл  обнаружени  момента отклонени  напр жени  сети от номинального значени , в частности оно может примен тьс  в вычислительной технике дл  сохранени  информации в пам ти электронной вычислительной машине (ЭВМ) при недопустимом снижении напр жени  питающей сети.

Известен способ контрол  отклонени  напр жени  сети, основанный на контроле выходного напр жени  «а выпр мител х нагрузки 1. Недостатком этого способа  вл етс  запаздывание индицирующего сигнала относительно момента наступлени  аварийной ситуации в питающей сети.

Известен способ 2 контрол  отклонени  напр жени  сети, заключающийс  в сравнении выпр мленного напр жени  с эталонным. Однако этот способ основан на определении момента практически полного пропадани  напр жени  питающей сети. Причем определение этого момента происходит за врем , не превышающее врем  полупериода кривой напр жени .

Таким образом, при этом способе необходимы большие затраты времени дл  обнаружени  отклонени  сети.

Цель изобретени  - сокращение времени обнаружени  отклонени  напр жени  сети.

Это дости1гаетс  тем, что напр жение сети выпр мл ют с числом тактов, большим числа тактов выпр млени  на выпр мител х нагрузки , стабилизируют на максимально возмол ном уровне, после чего провод т сравнение.

Основой способа  вл етс  выбор наиболее эффективного принципа выпр млени  напр жени  сети.

При трехфазной питающей сети и трехфазных выпр мител х нагрузки недопустимо в устройствах, реализующих данный способ, использовать однофазное выпр мление, которое об зательно требует применени  сглаживающих фильтров, что приводит к медленной реакции на аварийное отклонение напр жени  сети.

Рассмотрим следующий пример.

Пусть имеетс  источник питани  с выходным напр жением в и током / нагрузки 60 а. Определим величину емкости конденсатора выходного фильтра, обеспечивающую снижение выходного наир жени  на 10% от номинального за врем  мсек.

Очевидно

-3

60-10-10

1,2 ф, о,ш 0,1-5

что практически не представл етс  реальщ 1м 30 дл  выполнени .

Из приведенного примера видно, что основное направление в обеснечении сохранности информации в ЭВМ при аварийном снижении либо пропадании напр жени  питающей сети должно состо ть -не в увеличении времени, в течение которого сохран етс  в допустимых пределах выходное напр жение источника питани , а в максимальном сокращении времени реакции при заданном минимальном времени сохранени  выходных напр жений источникой питани  в допустимых пределах.

Приведенный пример показывает неэффективность применени  однофазных выпр мителей со сглал нвающими фильтрами дл  источников питани  с .низкими уровн ми выходного напр л :епи  и большими токами нагрузки. Действительно, фильтр должен обеспечивать сглаживание выпр мленного напр жени  в течение нескольких полутактов, т. е. на врем  10 мсек и более, что в случае больших токов и малых уровней напр жени  требует неоправданно больших величин емкостей фильтра.

Дл  источников питани  с повышенными напр жени ми и сравнительно небольшими величинами токов нагрузки, где применение однофазных выпр мителей технически оправдано , их сглаживающие фильтры  вл ютс  достаточно эффективным средством дл  поддержани  выходного напр жени  источников питани  на заданном уровне в течение определенного времени при аварийном снижении или пропадании напр жени  питающей сети.

Одно из основных средств в решении данной задачи выбор оптимальной схемы выпр мител  контрольного устройства.

Прежде всего, число тактов выпр млени  должно быть таким, чтобы исключить необходимость фильтра после выпр мител , который замедл ет формирование аварийного сигнала. Выпр митель должен быть трехфазным. Следует отметить, что источники с однофазными выпр мител ми по принципу своей работы требуют весьма инерционных сглаживающих фильтров выпр мленного напр жени .

Таким образом, при устройстве контрол  с трехфазным выпр мителем и однофазных источниках питани  ЭВМ своевременность обнаружени  отклонени  напр жени  достигаетс , главным образом, за счет «запоминани  напр жени  питающей сети с помощью фильтра однофазного выпр мител  источника питани .

При анализе эффективности использовани  различных вариантов многофазного выпр млени  без сглаживающих фильтров следует исходить из величины расчетного времени реакции схемы выпр млени  на различные аварийные режимы питающей сети. Под расчетным временем реакции понимаетс  максимальна  величина интервала времени между моментом наступлени  аварийного режима питающей сети, в частности снижени  или пропадани  одной или нескольких фаз питающего напр жени , и моментом, когда крива  выходного напр л :ени  выпр мител  начинает отличатьс  от кривой, соответствующей неаварийному состо нию питающей сети. Анализ показывает , что расчетное врем  определ етс  следующим образом:

4/

О,

.

/п

где fn - частота пульсации выпр мленного напр жени ;

/ - число фаз, одновременно используемых при формировании кривой выходного напр жени ;

п - число аварийно пропадающих (снижающихс ) фаз.

Величина А/р, характеризующа  выпр мление , осуществл емое при предложенном способе , доллсна быть не бoльпJe, чем дл  любого выпр мител  на;грузки.

В таблице приведены величины дл  различных трехфазных схем выпр млени .

Примеры вычислени  величины дл  схемы 2 ( ГЦ, ) при пропадании напр л ени  одной фазы () имеем

Q, сек,

Д р150

при пропадании двух фаз () 4 - 2 - 2

0.

Д р150

Использу  таблицу значений можно правильно выбрать необходимый принцип выпр млени .

На чертеже представлен конкретный пример электрической схемы устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство содержит транзисторы 1-7, диоды 8-16, стабилитроны 17-20, конденсаторы 21-25, резисторы 26-47, обмотки трансформатора 48, 49 и 50.

Переменные напр жени  с вторичных обмоток трансформаторов 48, 49 и 50 выпр мл ютс  выпр мителем на диодах 8-13 и стабилизируютс  компенсационным стабилизатором на элементах 26-30; 21, 22, 23; 14, 17; 1, 2. Потенциометр 29 служит дл  настройки стабилизатора с целью получени  пульсации на его выходе при снижении выходного напр жени  выпр мител  до уровн , соответствующего аварийному значению напр жени  сети. Выходное напр жение стабилизатора подаетс  на один из входов триггера, собранного на элементах 36, 44, 46, 15, 5 и 7. На второй вход этого триггера с движка резистора 38 поступает опорное напр жение от параметрического стабилизатора, собранного на элементах 33, 37, 38, 39, 18 и 19. Формирователь аварийного сигнала выполнен на элементах 31, 32, 34, 35, 40-43, 45, 47, 16, 20. Транзисторы 3, 4, 6 представл ют собой релейный усилитель. Аварийный сигнал формируетс  на стабилитроне 20. Резистор 47 предназначен дл  согласовани  с волновым сопротивлением линии.

Конденсатор 21 предусмотрен дл  повышени  устойчивости работы стабилизатора, конденсатор 22 - дл  повышени  чувствитель7

1ЮСТИ схемы, шунтиру  резистор 28 на частоте пульсации. Диод 14  вл етс  термостабилизатором выходного напр жени . Конденсатор 23 создает задержку работы схемы примерно на GO-80- 10- сек. Конденсатор 24 служит фильтром источника питани  +27 в. Конденсатор 25 используетс  дл  уменьшени  скорости повышени  напр жени  на выходе источника опорного напр жени  при включении источника питани  +27 в, что предотвращает ложные срабатывани  схемы при ее включении.

Диоды 16, 15 создают отрицательное смещение транзисторов 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

При номинальном напр жении сети напр жени  «а эмиттере транзистора 7 больше напр жени  на его базе. Транзистор 7 закрыт, следовательно, закрыт и транзистор 5. В случае аварийного снижени  нанр жени  сети повышаютс  пульсации на выходе стабилизатора . При этом иапр л ение на эмиттере транзистора 7 становитс  ниже напр жени  на его базе и транзистор открываетс . Начинает протекать базовый ток транзистора 5, который открываетс  и своим коллекторным током поддерживает транзистор 7 в открытом Состо нии, т. е. в схеме имеетс  положительна  обратна  св зь.

При открывании транзисторов 5 и 7 напр жение иа эмиттере транзистора 3 скачком увеличиваетс , он отпираетс . Транзистор 4 также отпираетс , а транзистор 6 запираетс . В результате ток резистора 45, иротекавишй до этого через транзистор 6, начинает ирохо8

дить через стабилитрон 20, формиру  аварийный сигнал.

Псиытапи  показали, что максимальна  длительность задержки .между моментом начала отклонени  напр жени  сети и моментом выдачи аварийного сигнала не иревыщает 80-10- сек, что намного меньше длительности задержки при обнаружени отклонени  напр жени  сети с использованием известного сиособа.

Claims (2)

1.Щербаков О. К- Электропитание электронных вычислительных маи1ин. Сборник «Вычислительна  техника и ее применение. Под ред. С. А. Лебедева. М.-Л., Госэнергоиздат, 1959, с. 27-32.

2..Лвт. св. № 363978, кл. G 06f 11/00, 9/18, 1969 (прототип).