RU130153U1

RU130153U1 - THREE PHASE VOLTAGE STABILIZER

Info

Publication number: RU130153U1
Application number: RU2013105645/07U
Authority: RU
Inventors: Николай Дмитриевич Душкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИЭК ХОЛДИНГ"
Priority date: 2013-02-11
Filing date: 2013-02-11
Publication date: 2013-07-10

Abstract

1. Стабилизатор трехфазного переменного напряжения, содержащий три однофазных блока стабилизации напряжения, каждый из которых включает автотрансформатор с электроприводом движения щетки, модуль управления стабилизатором, расположенные в корпусе, клеммную колодку для подключения к сети и к нагрузке, автоматический выключатель и контакт защитного заземления, отличающийся тем, что в него введены реле контроля фаз и расцепитель, механически связанный с автоматическим выключателем, при этом вход реле контроля фаз подключен к выходным обмоткам автотрансформатора, первый вывод исполнительного контакта реле контроля фаз подключен к первому выходу автоматического выключателя, а второй вывод исполнительного контакта подключен через обмотку расцепителя ко второму выходу автоматического выключателя.2. Стабилизатор трехфазного переменного напряжения по п.1, отличающийся тем, что в него введен контактор защиты нагрузки с силовыми контактами, которые подключены к выходным обмоткам автотрансформатора и к клеммам нагрузки.3. Стабилизатор трехфазного переменного напряжения по п.1, отличающийся тем, что в каждый блок стабилизации напряжения введен амперметр, вход которого подключен к выходу автоматического выключателя, а выход - к входу автотрансформатора.4. Стабилизатор трехфазного переменного напряжения по п.1, отличающийся тем, что в него введен вольтметр, выход которого подключен к клемме нейтрали, а вход через переключатель входа вольтметра к соответствующим клеммам нагрузки и выходам амперметра.5. Стабилизатор трехфазного переменного напряжения по п.1, отличающийся тем, что в каждый блок стабилизации напряж�1. A three-phase AC voltage stabilizer containing three single-phase voltage stabilization units, each of which includes an autotransformer with electric brush movement, a stabilizer control module located in the housing, a terminal block for connecting to the mains and to the load, a circuit breaker and a protective earth contact, different the fact that phase control relays and a trip unit are inserted into it, mechanically connected to the circuit breaker, while the input of the phase control relay is connected to the output voltages to the autotransformer, the first output of the executive contact of the phase control relay is connected to the first output of the circuit breaker, and the second output of the executive contact is connected through the winding of the release to the second output of the circuit breaker. 2. A three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that a load protection contactor with power contacts is connected to it, which are connected to the output windings of the autotransformer and to the load terminals. The three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that an ammeter is inserted into each voltage stabilization unit, the input of which is connected to the output of the circuit breaker, and the output to the input of the autotransformer. 4. The three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that a voltmeter is inserted into it, the output of which is connected to the neutral terminal, and the input through the input switch of the voltmeter to the corresponding load terminals and outputs of the ammeter. 5. The three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that in each voltage stabilization unit

Description

Полезная модель относиться к стабилизаторам трехфазного переменного напряжения, в частности к электромеханическим стабилизаторам напряжения трехфазного типа, предназначенные для поддержания стабильного напряжения питания нагрузок бытового и промышленного назначения.The utility model relates to three-phase AC voltage stabilizers, in particular to three-phase type electromechanical voltage stabilizers, designed to maintain a stable supply voltage for household and industrial loads.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является стабилизатор напряжения переменного тока (RU 49389 U1, H02J 3/00, 10.11.2005), содержащий автотрансформатор, коммутатор, устройство управления стабилизатором, трансформатор питания устройства управления стабилизатором, контактор, вентилятор охлаждения, расположенные в корпусе, также клеммную колодку для подключения к сети и нагрузке, автоматические выключатели и контакт защитного заземления, при этом указанный коммутатор выполнен в виде электромеханического устройства с приводом щеткодержателя от шагового двигателя и с датчиком исходного положения щеток, стабилизатор содержит также блок демпфирующих резисторов, а электромеханический коммутатор выполнен в форме кольца из диэлектрика, на внутренней поверхности которого расположены ламели с выводами для подключения к отводам автотрансформатора, щеткодержатель с двумя щетками установлен с возможностью контактирования щеток с указанными ламелями.The closest in technical essence to the proposed utility model is an AC voltage stabilizer (RU 49389 U1, H02J 3/00, 10.11.2005) containing an autotransformer, a switch, a stabilizer control device, a power transformer of the stabilizer control device, a contactor, a cooling fan located in the case, also a terminal block for connecting to the network and the load, circuit breakers and a protective earth contact, while this switch is made in the form of an electromechanical device with a brush holder drive from a stepper motor and with a brush initial position sensor, the stabilizer also contains a block of damping resistors, and the electromechanical switch is made in the form of a dielectric ring, on the inner surface of which there are lamellas with leads for connecting to the autotransformer taps, a brush holder with two brushes is installed with the possibility of contacting the brushes with the specified slats.

Недостатком стабилизатора напряжения переменного тока является отсутствие защиты блоков стабилизатора напряжения переменного тока от напряжения, превышающего предельный диапазон, в том числе от аварийного входного напряжения.The disadvantage of an AC voltage stabilizer is the lack of protection of the AC voltage stabilizer blocks from voltage exceeding the limit range, including from emergency input voltage.

Технический результат полезной модели заключается в обеспечении защиты блоков стабилизатора трехфазного переменного напряжения от аварийного входного напряжения.The technical result of the utility model is to ensure the protection of the stabilizer blocks of a three-phase alternating voltage from emergency input voltage.

Указанный технический результат достигается тем, что, в стабилизатор трехфазного переменного напряжения, который содержит три однофазных блока стабилизации напряжения, каждый из которых включает автотрансформатор с электроприводом движения щетки, модуль управления стабилизатором, расположенные в корпусе, клеммную колодку для подключения к сети и к нагрузке, автоматический выключатель и контакт защитного заземления, согласно полезной модели введены реле контроля фаз и расцепитель, механически связанный с автоматическим выключателем, при этом вход реле контроля фаз подключен к выходным обмоткам автотрансформатора, первый вывод исполнительного контакта реле контроля фаз подключен к первому выходу автоматического выключателя, а второй вывод исполнительного контакта подключен через обмотку расцепителя ко второму выходу автоматического выключателя.The specified technical result is achieved by the fact that, in a three-phase AC voltage stabilizer, which contains three single-phase voltage stabilization units, each of which includes an autotransformer with electric brush movement, a stabilizer control module located in the case, a terminal block for connecting to the network and to the load, circuit breaker and protective earth contact; according to a utility model, a phase monitoring relay and a trip mechanism mechanically connected to the circuit breaker are introduced , The phase monitor input connected to the output of the autotransformer windings, a first terminal contact executive phase monitor is connected to the first output of the circuit breaker, and a second terminal connected through the contact actuator coil to the second output of the release circuit breaker.

При этом в стабилизатор трехфазного переменного напряжения введен контактор защиты нагрузки с силовыми контактами, которые подключены к выходным обмоткам автотрансформатора 2 и к клеммам 5 нагрузки;At the same time, a load protection contactor with power contacts, which are connected to the output windings of the autotransformer 2 and to the load terminals 5, is introduced into the three-phase AC voltage stabilizer;

в каждый блок стабилизации напряжения введен амперметр, вход которого подключен к выходу автоматического выключателя, а выход - к входу автотрансформатора;an ammeter is introduced into each voltage stabilization unit, the input of which is connected to the output of the circuit breaker, and the output to the input of the autotransformer;

в стабилизатор трехфазного переменного напряжения введен вольтметр, выход которого подключен к клемме нейтрали, а вход через переключатель входа вольтметра к соответствующим клеммам нагрузки и выходам амперметра;a voltmeter is introduced into the three-phase AC voltage stabilizer, the output of which is connected to the neutral terminal, and the input through the input switch of the voltmeter to the corresponding load terminals and outputs of the ammeter;

в каждый блок стабилизации напряжения введен контакт защиты от выпадения фаз, подключенный к выходному контактору защиты нагрузки и последовательно связанные между собой;in each voltage stabilization unit, a phase loss protection contact is connected, connected to the output load protection contactor and connected in series;

в каждый блок стабилизации напряжения введен блок индикации, подключенный к модулю управления стабилизатором.an indication unit connected to the stabilizer control module is introduced into each voltage stabilization unit.

На чертеже 1 представлена функциональная схема стабилизатора трехфазного переменного напряжения.Figure 1 shows a functional diagram of a three-phase AC voltage stabilizer.

Стабилизатор трехфазного переменного напряжения содержит три однофазных блока 1 стабилизации напряжения, каждый из которых включает автотрансформатор 2 с электроприводом Э движения щетки, модуль 3 управления стабилизатором, расположенные в корпусе, клеммную колодку для подключения к сети 4 и к нагрузке 5, автоматический выключатель 6 и контакт 7 защитного заземления, реле 8 контроля фаз и расцепитель 9, механически связанный с автоматическим выключателем 6, при этом вход реле 8 контроля фаз подключен к выходным обмоткам автотрансформатора 2, первый вывод 10 исполнительного контакта реле 6 контроля фаз подключен к первому выходу автоматического выключателя 6, а второй вывод 11 исполнительного контакта подключен через обмотку расцепителя 9 ко второму выходу автоматического выключателя 6;The three-phase AC voltage stabilizer contains three single-phase voltage stabilization units 1, each of which includes an autotransformer 2 with an electric drive E of brush movement, a stabilizer control module 3 located in the housing, a terminal block for connecting to mains 4 and to load 5, a circuit breaker 6 and contact 7 protective earth, relay 8 phase control and the release 9, mechanically connected to the circuit breaker 6, while the input of the relay 8 phase control is connected to the output windings of the autotransformer 2, the first terminal 10 of the actuator contact of the phase control relay 6 is connected to the first output of the circuit breaker 6, and the second terminal 11 of the actuator contact is connected through the winding of the release 9 to the second output of the circuit breaker 6;

силовые контакты 13 контактора 12 защиты нагрузки подключены к выходным обмоткам автотрансформатора 2 и к клеммам 5 нагрузки;power contacts 13 of the contactor 12 of the load protection connected to the output windings of the autotransformer 2 and to the terminals 5 of the load;

вход амперметра 14 в блоке 1 стабилизации напряжения подключен к выходу автоматического выключателя 6, а выход - к входу автотрансформатора 2;the input of the ammeter 14 in the block 1 voltage stabilization is connected to the output of the circuit breaker 6, and the output to the input of the autotransformer 2;

выход вольтметра 15 подключен к клемме нейтрали N, а вход через переключатель 16 входа вольтметра 15 к соответствующим клеммам 5 нагрузки и выходам амперметра 14;the output of the voltmeter 15 is connected to the neutral terminal N, and the input through the switch 16 of the input of the voltmeter 15 to the corresponding terminals 5 of the load and the outputs of the ammeter 14;

контакт 17 защиты от выпадения фаз в каждом блоке 1 стабилизации напряжения подключен к контактору 12 защиты нагрузки и последовательно связанные между собой;a phase protection contact 17 in each voltage stabilization unit 1 is connected to a load protection contactor 12 and connected in series;

блок 18 индикации в каждом блоке 1 стабилизации напряжения, подключен к модулю управления стабилизатором 3.an indication unit 18 in each voltage stabilization unit 1, is connected to the stabilizer control module 3.

Стабилизатор трехфазного переменного напряжения обеспечивает регулирование выходного напряжения с высокой точностью его поддержания.The three-phase AC voltage stabilizer provides regulation of the output voltage with high accuracy of its maintenance.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

На передней панели корпуса стабилизатора трехфазного переменного напряжения расположены: три амперметра 14 для измерения величины входных фазных токов; вольтметр 15 с переключателем 16 входа вольтметра для измерения величин входного или выходного фазного напряжения (в зависимости от положения поворотного переключателя); поворотный переключатель 16 «A-B-C-0-a-b-c» для переключения измерения вольтметром 15 входного, выходного фазного напряжения и положения 0; блок 18 индикации, включающий светодиодные индикаторы: наличия сетевого напряжения, повышенного выходного напряжения, пониженного выходного напряжения, срабатывания защиты от повышенного или пониженного выходного напряжения; автоматический выключатель 6 для включения и отключения стабилизатора и обеспечения защиты от сверхтоков.On the front panel of the three-phase AC voltage stabilizer case: three ammeters 14 for measuring the magnitude of the input phase currents; a voltmeter 15 with a switch 16 of the input of the voltmeter for measuring the values of the input or output phase voltage (depending on the position of the rotary switch); rotary switch 16 "A-B-C-0-a-b-c" for switching the measurement with a voltmeter 15 of the input, output phase voltage and position 0; an indication unit 18, including LED indicators: the presence of mains voltage, increased output voltage, reduced output voltage, protection operation from increased or decreased output voltage; circuit breaker 6 for turning on and off the stabilizer and providing protection against overcurrents.

Для подключения стабилизатора трехфазного переменного напряжения на задней панели корпуса стабилизатора трехфазного переменного напряжения (корпус стабилизатора трехфазного переменного напряжения на чертеже не показан) расположены клеммные колодки для подключения к сети 4 и к нагрузке 5, клемма контакта 7 защитного заземления. Нагрузкой является любой электроприбор бытового или промышленного назначения, ток потребления которого не превышает установленный.To connect a three-phase AC voltage stabilizer on the rear panel of a three-phase AC voltage stabilizer case (a three-phase AC voltage stabilizer case is not shown in the drawing), there are terminal blocks for connecting to mains 4 and to load 5, terminal 7 of the protective earth terminal. The load is any electrical appliance for domestic or industrial use, the consumption current of which does not exceed the established one.

После включения стабилизатора трехфазного переменного напряжения модуль 3 управления стабилизатором анализирует величины входного и выходного напряжения и подает сигнал управления на электропривод Э, приводящий в движение через редуктор угольную щетку автотрансформатора 2, скользящую по неизолированной дорожке на медной обмотке, навитой на тороидальный магнитопровод. При этом происходит плавное увеличение или уменьшение выходного напряжения до номинального значения.After turning on the three-phase AC voltage stabilizer, the stabilizer control module 3 analyzes the values of the input and output voltages and supplies a control signal to the electric drive E, which drives the carbon brush of the autotransformer 2, sliding along an uninsulated track on a copper winding wound around a toroidal magnetic circuit. In this case, a smooth increase or decrease in the output voltage to the nominal value occurs.

Поскольку схема трехфазного стабилизатора состоит из трех одинаковых однофазных блоков 1 стабилизации напряжения, приводится алгоритм управления выходным напряжением по одной фазе. Если входное напряжение Uвх находится в диапазоне от 160±5 В до 250±5 В, то выходное напряжение Uвых будет равно 220 В±3% (от 213,4 до 226,6 В).Since the three-phase stabilizer circuit consists of three identical single-phase voltage stabilization units 1, an algorithm for controlling the output voltage in one phase is given. If the input voltage Uin is in the range from 160 ± 5 V to 250 ± 5 V, then the output voltage Uout will be 220 V ± 3% (from 213.4 to 226.6 V).

Если входное напряжение Uвх ниже 160 В, то выходное напряжение Uвых будет равно входному напряжению, увеличенному на 30% (Uвых=1,3Uвх) до тех пор, пока величина выходного напряжения Uвых не достигнет уровня срабатывания защиты от пониженного выходного напряжения 11 мин, равного 184±4 В. После этого питание нагрузки отключается.If the input voltage Uin lower than 160 V, then the output voltage Uout will be equal to the input voltage increased by 30% (Uout = 1.3 Uin) until the value of the output voltage Uout reaches the protection level from the reduced output voltage 11 min, equal to 184 ± 4 V. After this, the load is switched off.

Если входное напряжение Uвх выше 250 В, то выходное напряжение Uвых будет равно входному напряжению, уменьшенному на 10% (Uвых=0,9Uвх) до тех пор, пока величина выходного напряжения Uвых не достигнет уровня срабатывания защиты от повышенного выходного напряжения Uмакс, равного 246±4 В. После этого питание нагрузки отключается.If the input voltage Uin is higher than 250 V, then the output voltage Uout will be equal to the input voltage reduced by 10% (Uout = 0.9 Uout) until the value of the output voltage Uout reaches the protection level from the increased output voltage Umax equal to 246 ± 4 V. After this, the load is switched off.

При восстановлении входного напряжения до предела допустимого диапазона работы стабилизатора питание в нагрузку подается автоматически. Подача питания на нагрузку производится с временной задержкой 5±2 с во избежание бросков и искажений синусоидальной формы, возникающих при переходных процессах. По истечении выдержки времени замыкаются контакты 17 защиты от выпадения фаз и подается питание на контактор 12 защиты нагрузки, который силовыми контактами 13 замыкает главную цепь и подает напряжение на нагрузку.When the input voltage is restored to the limit of the permissible range of the stabilizer, power is automatically supplied to the load. Power is supplied to the load with a time delay of 5 ± 2 s in order to avoid surge and sinusoidal distortion arising during transients. After the lapse of time, the contacts 17 of the phase failure protection are closed and power is supplied to the load protection contactor 12, which by power contacts 13 closes the main circuit and supplies voltage to the load.

При аварийном изменении входного напряжения, например, повышении входного напряжения до 300 В или понижении до 100 В, могут выйти из строя все блоки стабилизатора трехфазного переменного напряжения. Для защиты от аварийного входного напряжения в стабилизатор трехфазного переменного напряжения введены реле 8 контроля фаз и расцепитель 9.In the event of an emergency change in the input voltage, for example, an increase in the input voltage to 300 V or a decrease to 100 V, all three-phase AC voltage stabilizer blocks may fail. To protect against emergency input voltage, a phase control relay 8 and a trip unit 9 are introduced into the three-phase AC voltage stabilizer.

В стабилизатор трехфазного переменного напряжения, как правило, устанавливается трехполюсный автоматический выключатель. К автоматическому выключателю 6 механически подключен расцепитель 9, который освобождает удерживающее устройство в механизме автоматического выключателя и вызывает срабатывание выключателя, в случае подачи на него напряжения.As a rule, a three-pole circuit breaker is installed in a three-phase AC voltage stabilizer. A trip unit 9 is mechanically connected to the circuit breaker 6, which releases the holding device in the circuit breaker mechanism and causes the circuit breaker to trip if voltage is applied to it.

К выходным обмоткам автотрансформаторов 2 подключен вход реле 8 контроля фаз для контроля уровня напряжения в заданных пределах. Первый и второй выводы 10, 11 исполнительного контакта реле 8 контроля фаз подключены к первому и второму выходам автоматического выключателя 6 соответственно, причем второй вывод 11 исполнительного контакта реле 8 контроля фаз подключен ко второму выходу автоматического выключателя 6, через расцепитель 9. Выходные напряжения автотрансформаторов 2 являются входными для реле 8 контроля фаз. Если напряжение достигает аварийного значения, то реле 8 контроля фаз срабатывает и через его исполнительный контакт подается питание на расцепитель 9, который через автоматический выключатель 6 отключает входное напряжение стабилизатора трехфазного переменного напряжения, что защищает блоки стабилизатора трехфазного переменного напряжения от аварийного напряжения.To the output windings of the autotransformers 2 is connected the input of the relay 8 phase control to control the voltage level within the specified limits. The first and second terminals 10, 11 of the actuator contact of the phase control relay 8 are connected to the first and second outputs of the circuit breaker 6, respectively, the second terminal 11 of the actuator contact of the phase control relay 8 is connected to the second output of the circuit breaker 6, via a release 9. Output voltage of the autotransformers 2 are input to the relay 8 phase control. If the voltage reaches the emergency value, then the phase control relay 8 is activated and through its executive contact the power is supplied to the release 9, which, through the circuit breaker 6, disconnects the input voltage of the three-phase AC voltage stabilizer, which protects the three-phase AC voltage stabilizer blocks from the emergency voltage.

Claims

1. A three-phase AC voltage stabilizer containing three single-phase voltage stabilization units, each of which includes an autotransformer with electric brush movement, a stabilizer control module located in the housing, a terminal block for connecting to the mains and to the load, a circuit breaker and a protective earth contact, different the fact that phase control relays and a trip unit are inserted into it, mechanically connected to the circuit breaker, while the input of the phase control relay is connected to the output voltages to autotransformer compartments, the first output of the executive contact of the phase control relay is connected to the first output of the circuit breaker, and the second output of the executive contact is connected through the winding of the release to the second output of the circuit breaker.

2. The three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that a load protection contactor with power contacts that are connected to the output windings of the autotransformer and to the load terminals is inserted into it.

3. The three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that an ammeter is inserted into each voltage stabilization unit, the input of which is connected to the output of the circuit breaker, and the output to the input of the autotransformer.

4. The three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that a voltmeter is inserted into it, the output of which is connected to the neutral terminal, and the input through the input switch of the voltmeter to the corresponding load terminals and outputs of the ammeter.

5. The three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that a phase loss protection contact is connected to each voltage stabilization unit, connected to the output load protection contactor, and connected in series with each other.

6. The three-phase AC voltage stabilizer according to claim 1, characterized in that an indication unit connected to the stabilizer control module is introduced into each voltage stabilization unit.