2491693 - Источник постоянного напряжения

Источник постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в выпрямителях для защиты от электрохимической коррозии подземных металлических сооружений, зарядки аккумуляторов, в установках запуска двигателей самолетов, автомобилей, источниках питания опреснительных установок и других целей. Технический результат заключается в повышении надежности катодной защиты подземного металлического сооружения, в отсутствии индустриальных радиопомех, создаваемых источником, снижении массы источника постоянного напряжения, в отсутствии импульсного потребления тока из питающей сети при регулировании величины выходного тока источника, в применении более простого способа регулирования стабилизированного выходного тока и более простой принципиальной схемы управления. Для этого заявленное устройство содержит блок защиты от перенапряжений, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр, датчик выходного тока, блок защиты от грозовых перенапряжений, трансформатор питания защиты, выпрямитель защиты, исполнительный орган защиты, блок защиты от перенапряжений, счетчик времени наработки, блок управления, трансформатор питания блока управления, блок источников питания, блок усилителей сигналов, блок защиты, блок контроля тока, переключатель режимов работы, блок активного фильтра, делитель напряжения, повторитель напряжения и активный фильтр низких частот, снабжен регулятором тока, блоком управления регулятором тока и счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока). 2 ил.

Реферат

Известен источник постоянного напряжения (Патент №2212745, Н02Н 3/08, 3/20, Н02М 7/02, 2003. Бюл. №26), содержащий последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при том входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, а выходные силовые цепи подключены к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания зашиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, первый вход которого предназначен для подключения сигнала обратной связи, блок управления, содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, а выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки, инвертирующим усилителем и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы инвертирующего усилителя, первого и второго усилителей сигналов рассогласования соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы инвертирующего усилителя, первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первым входом инвертирующего усилителя, выход которого соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, третий вход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с пятым входом блока усилителей сигналов рассогласования, а выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключены выходы обоих усилителей сигналов рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, а второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий, четвертый и пятый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, к выходу блока активного фильтра и ко второму выходу трансформатора питания, третий и четвертый выходы которого подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, а вход соединен с первичной обмоткой трансформатора, и счетчик времени наработки, вход которого соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования.

Недостатками этого источника постоянного напряжения являются: индустриальные радиопомехи, создаваемые источником, большая масса сглаживающего фильтра, импульсное потребление тока из питающей сети при регулировании величины выходного тока источника, низкое входное сопротивление блока активного фильтра и малая величина допускаемого сигнала помехи переменного синусоидального напряжения частотой 50 Гц на входе блока активного фильтра, отсутствуют защита блока управления от перенапряжений и контроль величины защитного потенциала (тока) на подземном металлическом сооружении счетчиком времени наработки.

Известен источник постоянного напряжения (Патент №2256999, Н02М 7/02, Н02Н 3/08, 3/20, 2005. Бюл. №20), содержащий последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при этом входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, выходная силовая цепь подключена к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания защиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, первый вход которого предназначен для подключения сигнала обратной связи, блок управления, содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены с первьм входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключен выход второго усилителя сигнала рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий и четвертый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока и к выходу блока активного фильтра, третий и четвертый выходы трансформатора питания подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, вход соединен с первичной обмоткой трансформатора, счетчик времени наработки и блок активного фильтра, содержащий последовательно соединенные делитель напряжения, повторитель напряжения и активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, вторые входы повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра, второй вход блока источников питания подключен ко второму выходу трансформатора питания, третий вход блока источников питания подключен к третьему выходу блока усилителей сигналов рассогласования, в котором выход первого усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход второго усилителя сигнала рассогласования соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, третий выход блока источников питания подключен к счетчику времени наработки, вторая выходная силовая цепь коммутирующего аппарата соединена с первичной обмоткой трансформатора, сглаживающий фильтр снабжен компенсационной обмоткой и введен переключатель режимов работы, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока источников питания, второй вход подключен к первому выходу блока усилителей сигналов рассогласования, выход подключен к первому входу блока формирования импульсов.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является источник постоянного напряжения (Патент №2340999, Н02М 7/12, 2008. Бюл. №34), содержащий:

1) последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при этом входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, выходная силовая цепь подключена к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания защиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, содержащий последовательно соединенные первый делитель напряжения и первый повторитель напряжения, активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход первого делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, вторые входы первого повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра, и последовательно соединенные второй делитель напряжения, второй повторитель напряжения и переключатель каналов, выход которого подключен к первому входу активного фильтра низких частот, вход второго делителя напряжения подключен к третьему входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, второй вход второго повторителя напряжения подключен ко второму входу блока активного фильтра, выход первого повторителя напряжения подключен ко второму входу переключателя каналов, счетчик времени наработки, блок управления, содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход первого усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход второго усилителя сигнала рассогласования соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключен второй выход блока усилителей сигналов рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий и четвертый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока и к выходу блока активного фильтра, третий и четвертый выходы трансформатора питания подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, второй вход блока источников питания подключен ко второму выходу трансформатора питания, третий вход блока источников питания подключен к третьему выходу блока усилителей сигналов рассогласования, третий выход блока источников питания подключен к счетчику времени наработки, и переключатель режимов работы, вход которого подключен к первому выходу блока усилителей сигналов рассогласования, а выход подключен к первому входу блока формирования импульсов, вторая выходная силовая цепь коммутирующего аппарата соединена с первичной обмоткой трансформатора, сглаживающий фильтр снабжен компенсационной обмоткой, последовательно соединенными трансформатором питания блока ручного регулирования и блоком ручного регулирования, блоком защиты от перенапряжений, первый вход которого подключен ко второму выходу трансформатора питания защиты, второй вход подключен к первому выходу датчика фазного тока, а выход соединен со вторым входом трансформатора питания и с первым входом трансформатора питания блока ручного регулирования, второй вход которого подключен ко второму выходу коммутирующего аппарата и к первому входу трансформатора питания, выход блока ручного регулирования соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, при этом блок ручного регулирования автоматически включается в работу при отказе блока управления, и блоком контроля тока, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, второй вход подключен ко второму выходу блока источников питания, а выход подключен ко второму входу переключателя режимов работы;

2) последовательно соединенные трансформатор и управляемый выпрямитель, сглаживающий фильтр, усилитель сигнала рассогласования, источник опорного напряжения, блок фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий индуктивности, ограничители напряжений и конденсаторы, причем индуктивности включены в шины питания источника постоянного напряжения, ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шинами питания источника постоянного напряжения и корпусом, коммутирующий аппарат, датчик фазного тока, при этом входные силовые цепи коммутирующего аппарата подключены к блоку фильтра радиопомех и защиты от перенапряжений, выходная силовая цепь подключена к датчику фазного тока, первый выход которого соединен с первичной обмоткой трансформатора, вход сглаживающего фильтра соединен с первым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, датчик ограничения и стабилизации выходного тока, вход которого соединен со вторым выходом управляемого выпрямителя, а выход соединен со второй шиной нагрузки источника постоянного напряжения, фильтр радиопомех и защиты от перенапряжений, содержащий ограничители напряжений и конденсаторы, в котором ограничители напряжения и конденсаторы включены между шипами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом, последовательно соединенные трансформатор питания защиты, выпрямитель и исполнительный орган защиты, при этом вход трансформатора питания защиты подключен к входным силовым цепям коммутирующего аппарата, а выходные цепи исполнительного органа защиты включены последовательно в цепь питания коммутирующего аппарата, блок активного фильтра, содержащий последовательно соединенные делитель напряжения, повторитель напряжения и активный фильтр низких частот, при этом выход активного фильтра низких частот подключен к выходу блока активного фильтра, вход делителя напряжения подключен к первому входу блока активного фильтра, предназначенному для подключения сигнала обратной связи, вторые входы повторителя напряжения и активного фильтра низких частот подключены ко второму входу блока активного фильтра, счетчик времени наработки, блок управления содержащий блок защиты, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика фазного тока, третий вход подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, выход подключен ко второму входу исполнительного органа защиты, и последовательно соединенные трансформатор питания, блок источников питания, источник опорного напряжения, блок усилителей сигналов рассогласования, который снабжен схемой управления счетчиком времени наработки и вторым усилителем сигнала рассогласования, при этом в выходные цепи обоих усилителей сигналов рассогласования включены развязывающие диоды, третьи входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены с первым входом блока усилителей сигналов рассогласования, вторые входы первого и второго усилителей сигналов рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки соединены со вторым входом блока усилителей сигналов рассогласования, первый вход второго усилителя сигнала рассогласования соединен с третьим входом блока усилителей сигналов рассогласования, четвертый вход блока усилителей сигналов рассогласования соединен с первыми входами первого усилителя сигнала рассогласования и схемы управления счетчиком времени наработки, выход схемы управления счетчиком времени наработки соединен с третьим выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход первого усилителя сигнала рассогласования соединен с первым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, выход второго усилителя сигнала рассогласования соединен со вторым выходом блока усилителей сигналов рассогласования, блок формирования импульсов, к первому входу которого подключен второй выход блока усилителей сигналов рассогласования, и блок усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, второй вход соединен со вторым выходом блока источников питания и вторыми входами блока активного фильтра, блока защиты, блока формирования импульсов и блока усилителей сигналов рассогласования, при этом третий и четвертый входы которого подключены ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока и к выходу блока активного фильтра, третий и четвертый выходы трансформатора питания подключены к третьему входу блока формирования импульсов и к третьему входу блока усилителя мощности, второй вход блока источников питания подключен ко второму выходу трансформатора питания, третий вход блока источников питания подключен к третьему выходу блока усилителей сигналов рассогласования, третий выход блока источников питания подключен к счетчику времени наработки, и переключатель режимов работы, вход которого подключен к первому выходу блока усилителей сигналов рассогласования, а выход подключен к первому входу блока формирования импульсов, вторая выходная силовая цепь коммутирующего аппарата соединена с первичной обмоткой трансформатора, сглаживающий фильтр снабжен компенсационной обмоткой, последовательно соединенными трансформатором питания блока ручного регулирования и блоком ручного регулирования, блоком защиты от перенапряжений, первый вход которого подключен ко второму выходу трансформатора питания защиты, второй вход подключен к первому выходу датчика фазного тока, а выход соединен со вторым входом трансформатора питания и с первым входом трансформатора питания блока ручного регулирования, второй вход которого подключен ко второму выходу коммутирующего аппарата и к первому входу трансформатора питания, выход блока ручного регулирования соединен со вторым входом управляемого выпрямителя, при этом блок ручного регулирования автоматически включается в работу при отказе блока управления, и блоком контроля тока, первый вход которого подключен ко второму выходу датчика ограничения и стабилизации выходного тока, второй вход подключен ко второму выходу блока источников питания, а выход подключен ко второму входу переключателя режимов работы.

Недостатками этого источника постоянного напряжения являются: индустриальные радиопомехи, создаваемые источником, большая масса источника постоянного напряжения, импульсное потребление тока из питающей сети при регулировании величины выходного тока источника, ручное регулирование нестабилизорованного выходного тока, что приводит к изменению его заданной величины при изменении напряжения питающей сети.

Технический результат - повышена надежность катодной защиты подземного металлического сооружения, отсутствуют индустриальные радиопомехи, создаваемые источником, снижена масса источника постоянного напряжения, отсутствует импульсное потребление тока из питающей сети при регулировании величины выходного тока источника, применены более простой способ регулирования стабилизированного выходного тока и более простая принципиальная схема управления.

Технический результат достигается тем, что источник постоянного напряжения снабжен регулятором тока, первый вход которого подключен к первому выходу выпрямителя, а выход соединен с первой шиной нагрузки источника постоянного напряжения, блоком управления регулятором тока, второй вход которого подключен ко второму входу блока усилителей сигналов, выход подключен ко второму входу регулятора тока, а первый вход соединен с первым выходом переключателя режимов работы, второй выход которого подключен к третьему входу блока контроля тока и счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока), первый вход которого подключен к четвертому выходу блока источников питания, а второй вход подключен ко второму выходу блока контроля тока.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлена функциональная схема источника постоянного напряжения.

Источник постоянного напряжения состоит из блока защиты от перенапряжений 1, коммутирующего аппарата 2, датчика фазного тока 3, трансформатора 4, выпрямителя 5, сглаживающего фильтра 6, регулятора тока 7, датчика выходного тока 8, блока защиты от грозовых перенапряжений 9, трансформатора питания защиты 10, выпрямителя защиты 11, исполнительного органа защиты 12, блока защиты от перенапряжений 13, счетчика времени наработки 14, счетчика времени наличия защитного потенциала (тока) 15, блока управления 16, трансформатора питания блока управления 17, блока источников питания 18, блока усилителей сигналов 19, блока управления регулятором тока 20, блока защиты 21, блока контроля тока 22, переключателя режимов работы 23, блока активного фильтра 24, делителя напряжения 25, повторителя напряжения 26 и активного фильтра низких частот 27.

Трансформатор питания блока управления 17, блок источников питания 18, блок усилителей сигналов 19, блок управления регулятором тока 20, блок защиты 21, блок контроля тока 22 и переключатель режимов работы 23 составляют блок управления 16 источником постоянного напряжения.

Делитель напряжения 25, повторитель напряжения 26 и активный фильтр низких частот 27 составляют блок активного фильтра 24.

Принцип работы источника постоянного напряжения основан на регулировании выходного стабилизированного тока путем изменения управляющего напряжения, на базах параллельно включенных транзисторов регулятора тока.

Блок защиты от перенапряжений 1 предназначен для защиты от перенапряжений на шинах питания источника постоянного напряжения.

Ограничители напряжения снижают амплитуду импульсов напряжения до допустимых значений на шинах питания источника постоянного напряжения, наводящихся при грозовых разрядах в атмосфере или от действия сетевой коммутационной аппаратуры. Конденсаторы уменьшают крутизну переднего фронта импульсов напряжения. Ограничители напряжения подключены к шинам питания источника постоянного напряжения и к корпусу, а конденсаторы включены между шинами питания источника постоянного напряжения, между шипами питания источника постоянного напряжения и корпусом.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации источника постоянного напряжения для повышения надежности защиты дополнительные ограничители напряжения следует включать параллельно.

Коммутирующий аппарат 2 предназначен для включения источника постоянного напряжения в работу, отключения после окончания работы и отключения от питающей сети при возникновении короткого замыкания или перегрузки в источнике постоянного напряжения или в нагрузке.

Датчик фазного тока 3 предназначен для контроля величины тока, протекающего в первичной обмотке трансформатора 4. Датчик фазного тока вырабатывает напряжение пропорциональное фазному току в первичной обмотке трансформатора 4.

Трансформатор 4 предназначен для понижения напряжения питающей сети до требуемого значения и гальванической развязки выходного напряжения источника постоянного напряжения от питающей сети.

Выпрямитель 5 предназначен для выпрямления переменного напряжения, снимаемого с вторичной обмотки трансформатора 4.

Сглаживающий фильтр 6 предназначен для снижения уровня пульсаций выходного тока (напряжения) и повышения коэффициента полезного действия источника постоянного напряжения.

Регулятор тока 7 предназначен для регулирования величины стабилизированного выходного тока.

Датчик выходного тока 8 предназначен для контроля величины тока, протекающего в нагрузке. В качестве датчика выходного тока могут быть использованы: магниточувствительный датчик Холла, позволяющий измерять силу постоянного, переменного и импульсного тока с гальванической развязкой силовых цепей и цепей контроля, с электронной обработкой сигнала (активный фильтр), шунт с электронной обработкой сигнала (активный фильтр) и гальванической развязкой выходных цепей от цепей контроля, трансформатор постоянного тока с электронной обработкой сигнала (активный фильтр) и другие.

Блок защиты от грозовых перенапряжений 9 предназначен для защиты от грозовых перенапряжений на шинах нагрузки источника постоянного напряжения. Он содержит ограничители напряжений и конденсаторы.

В блоке защиты от грозовых перенапряжений 9 ограничители напряжения и конденсаторы включены между шинами нагрузки источника постоянного напряжения, между шиной нагрузки источника постоянного напряжения и корпусом.

Трансформатор питания защиты 10 предназначен для понижения напряжения питающей сети и получения требуемых значений напряжений, гальванической развязки выходных напряжений от питающей сети, обеспечения питанием блока защиты от перенапряжений 13, исполнительного органа защиты 12 при отключении источника постоянного напряжения от питающей сети по причине возникновения короткого замыкания или перегрузки и световой сигнализации, сигнализирующей о состоянии и режимах работы источника постоянного напряжения.

Выпрямитель защиты 11 выпрямляет необходимые напряжения, и обеспечивает питанием исполнительный орган защиты 12 и счетчик времени наработки 14.

Исполнительный орган защиты 12 предназначен для размыкания цепи питания коммутирующего аппарата 2 при возникновении короткого замыкания или перегрузки. При коротком замыкании срабатывает исполнительный орган защиты и размыкает цепь питания коммутирующего аппарата, силовые цепи которого отключают источник постоянного напряжения от питающей сети. Исполнительный орган защиты при этом переходит в другое устойчивое состояние, фиксируя тем самым выключенное состояние коммутирующего аппарата. В качестве исполнительного органа защиты можно использовать реле с блокировочным контактом или электронное реле с памятью.

Блок защиты от перенапряжений 13 обеспечивает отключение от питающей сети трансформатора блока управления на время воздействия перенапряжения в питающей сети.

Счетчик времени наработки 14 учитывает время работы источника постоянного напряжения.

Счетчик времени наличия защитного потенциала (тока) 15 учитывает время работы источника постоянного напряжения в заданном режиме: время наличия заданного защитного потенциала или тока на подземном металлическом сооружении (или какого-либо другого параметра).

Если источник постоянного напряжения стабилизирует заданный защитный потенциал подземного металлического сооружения, когда сигнал обратной связи снимается между электродом сравнения и защищаемым подземным металлическим сооружением, то счетчик времени наличия защитного потенциала (тока) включится в работу только тогда, когда сигнал обратной связи больше или равен заданному защитному потенциалу. При заданном значении выходного тока источника постоянного напряжения счетчик времени наличия защитного потенциала (тока) включится в работу тогда, когда выходной ток больше или равен заданному значению.

Если необходимо будет учитывать время работы источника постоянного напряжения в режиме стабилизации какого-либо другого параметра, тогда следует схему управления счетчиком времени наработки подключить к контуру стабилизации какого-либо другого параметра.

Блок управления 16 обеспечивает функционирование блоков источника постоянного напряжения в выбранном режиме работы: автоматическое поддержание заданного защитного потенциала па подземном металлическом сооружении, поддержание заданного стабилизированного выходного тока, стабилизация какого-либо другого параметра (поддержание постоянной температуры нагрева и т.п.), сигнал обратной связи с которого заводится в источник постоянного напряжения через блок активного фильтра 24.

Трансформатор питания блока управления 17 предназначен для понижения напряжения питающей сети до требуемых значений и гальванической развязки напряжений от питающей сети.

Блок источников питания 18 вырабатывает напряжения, необходимые для питания узлов и блоков источника постоянного напряжения, счетчика времени наличия защитного потенциала (тока) 15 и высокостабилыюе напряжение, которое используется в качестве опорного напряжения в узлах сравнения усилителей сигналов.

Блок усилителей сигналов 19 предназначен для сравнения напряжения обратной связи с опорным напряжением, выработки управляющего напряжения, а также для управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) 15. В состав блока усилителей сигналов входят усилитель сигнала рассогласования и схема управления счетчиком времени наличия защитного потенциала (тока) 15.

На фиг.

Источник постоянного напряжения

Патент 2491693