Способ контроля исправности системы управления тиристорного преобразователя

 

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, заключающийся В том, что измеряют период генерируемых импульсов управления, о т л ичающийся тем, что, с целью пов$лшёния надежности путем выявле ния единичных сбоев в системе управления и повышения устойчивости контроля при переменной частоте преобразователя , в последовательности импульсов управления между П и (п+1)-м импульсом производят интегрирование сигнала заданной положительной величины , между (п+1) и (п+2)-м импульсами изменяют знак сигнала заданной положительной величины на отрицательный и продолх ают интегрирование, причем в момент времени появления (п+2)го импульса измеряют величину интегрированного сигнала,сравнивают ее по модулю с допустимой величиной и при превышении измеренной величиной S допустимой выдают сигнал неисправ (Л ности системы управления.

(19) (П) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 02 М 7 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Кч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3548682/24-.07 (22) 08.02 ° 83 .,46) 30.05.84. Бюл. 9 20 (72) A.B.Èâàíoâ, M.M.Ìóëüìåíêo и P.Г.)0нусов (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621.316.945.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 936196, кл. Н 02 М 7/12, 1.980.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 924786, кл. Н 02 Н 7/12, 1980. (54) (57) 1 ° СПОСОБ КОНТРОЛЯ HCIIPABНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, заключающийся в том, что измеряют период генерируемых импульсов управления, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем выявления единичных сбоев в системе управления и повышения устойчивости контроля при переменной частоте преобразователя, в последовательности импульсов управления между и и (n+l)-м импульсом производят интегрирование сигнала заданной положительной величины, между (n+1) и (n+2) -м импульсами изменяют знак сигнала заданной положительной величины на отрицательный и продолжают интегрирование, причем в момент времени появления (n+2)ro импульса измеряют величину интегрированного сигнала, сравнивают ее по модулю с допустимой величиной и при превышении измеренной величиной 3 допустимой выдают сигнал неисправности системы управления.

1095333 держки °

2. Способ поп. 1, о тл ич аюшийся тем, что, с целью повышения достоверности и быстродействия

Изобретение относится к преобразовательной .технике и может быть применено при создании систем управ- . ления преобразовательных устройств различного назначения, например s системах управления тиристорных преобразователей для индукционного нагрева.

Известен способ контроля исправности систем управления тиристорного преобразователя, заключающийся в измерении параметров выходных им-. пульсов системы управления, сравнении их с допустимыми и выдаче сигнала неисправности при превышении величинами измеренных параметров допустимых значений (1).

Недостаток данного способа — невозмо>кность определения единичных .сбоев в системе управления в .слу чаях, когда параметры выходных импульсов изменяются скачком, но не выходт за пределы допустимых. Скачкообразные изменения параметров, например Фазы или частоты, могут сказываться на надежности всего преобразователя в целом.

Наиболее близок к предлагаемому способ контроля исправности системы управления тиристорного преобразователя путем измерения периода ге нерируемых импульсов управления и ,сравнения его с заданной допустимой . величиной (2).

Недостатком известного способа является отсутствие контроля за единичными сбоями и системе управления в виде изменений периода импульсов как в сторону увеличивания, так и в от рону уменьшения, если. длительность периода при этом не выходит эа границы заданной допустимой величины.

Един>снные сбои в виде скачкообразных изменений периода следования импульсов управЛения вызывают, как правило, возникновение перенапряжений в сйловой схеме преобразователя . и единичные сокращения времени, представляемого на восстановление управляемым вентилем, Указанные факторы значительно снйжают надежность преобразователя, при этом выявление причин отказов преобразователей в случае единичных сбоев весьма сложно.

Цель изобретения - повышение надежности путем выявления единичных контроля операции производят одновреФ менно и параллельно для n = K u

>1=К+1.

2 сбоев в системе управления, повышени@ устойчивости контроля при переменной частоте преобразователя,а также достоверности и быстродействия

5 контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля исправности системы управления тиристорного преобразователя, заключаю10 щемуся в том, что измеряют период генерируемых импульсов. управления, ь последовательности импульсов. управления между и и (и+1)-м импульсом производят интегрирование сигнала заданной величины, а между (ц+1) и (n+2)-м импульсами изменяют знак сигнала заданной положительной величины на отрицательный и продолжают интегрирование, причем в момент времени появления (n+2)-ro ,импульса производят измерение величины интегрированного сигнала, сравнивают его по модулю с допустимой величиной и при превышении измеренной величиной допустимой выдают сигнал неисправности системы управления.

Кроме того, операции производят одновременно и параллельно для

n -K и п=к+1 .

30 На фиг. 1 приведена структурная ,схема автоматической системы контроля, реализуюшей способ контроля исправности системы управления; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюст 5 рирующие способ контроля иснравности системы управления.

Структурная схема системы контроля (фиг.1) содержит счетный триггер 1, ключевые элементы 2 - 5, интеграторы б и 7, стробирующие компараторы 8 и 9, суммирующий элемент 10, дифференцирующие цепочки 11 и 12, а также элементы 13 и 14 заНа фиг. 2 приняты следующие обозначения: U> — импульсы, генерируемые системой управления; U - первый сигнал на интегрирование; U g< — второй ""èãíàë на одновременное и параллельное интегрирование; U< — .сигнал от первого интегрированиями

Бц — сигнал от второго параллельного интегрирования; Uq - сигнал неисправности системы управления;.

Upon — допустимый уровень сигнала;

UH5M

1095333

15

Ц» о г появлении любого скачкообразного изменения периода; Т» и Т вЂ” периоды между импульсами первым — вторым и вторым - третьим соответственно, Последовательность импульсов, генерируемая системой управления, U

11 обозначена B порядке следования

1, 2, 3. . и т.д. Допустим, п=l при этом между первым и вторым импульсами U> положителен и равен U

Между: вторым и третьим импульсами отрицателен и равен -U, . Соответ. ственно сигнал от интегрирования между первым и вторым импульсами описывается выражением между вторым и третьим импульсами

Ti t-Ъ

U< Uo Uo n P (1) 20 где — постоянная интегрирования;

U — заданная величина для интегрирования; текущее время.

При возникновении единичного сбоя в системе управления возникает скачкообразное изменение периода (на фиг. 2 такой случай показан изменением периода между импульсами первый — второй и второй - третий З0 соответственно Т» и Т ). В момент прихода третьего (»1+2)-го импульса сигнал от интегрирования равен

U», т(т» Т2)

Uo

Как следует иэ формулы (2),, сигнал от интегрирования в момент по.явления З-го.(8+2)-ro импульса пропорционален разности близлежащих периодов, т.е, при появлении любо- 40 го скачкообразного изменения периода появляется сигнал, индицирующий его (на фиг. 2 он обозначен U< M» ) .

При появлении сбоев s последующих периодах. процессы протекают анало- 45 гично и появляются соответственно сигналы UqqM, U»»»>. В случае>когда сигнал U>» превышает допустимый уровень U oz, который устанавливается из допустимой величины скачка периода, формируется сигнал

U> . (фиг.2), являющийся сигналом неисправности системы управления. При плавной регулировке частоты преобразователя автоматически или вручную разность длительности периодов импульсов управления, следующих друг эа другом, мала, вследствие . чего U„» 8a сигнал U> не формируется;

Для большей надежности и достоверности операции способа производят одновременно и параллельно, но со сдвигом на один период, т.е., если в первом описанном случае

Я=К, то в данном »» =К+1, а именно б5 ин тегрируют И о между в торым н третьим импульсами, а-И между третьим и четвертым импульсами.

Процессы при этом протекают аналогично описанным (временные диаграммы П и U 2 на фиг.2). Быстродействие при параллельном и одновременном интегрировании повышается за счет того, что при сбое в четном (2, 4, б и т.д.) импульсе управления сигнал

Uqq< появляется первым во втором параллельном канале интегрирования и с задержкой на период в первом.

При сбое в нечетном, наоборот, И„ „, . появляется в первом и с задержкой на период во втором. Укаэанные процессы иллюстрируются временными диаграммами на фиг. 2.

Пусть при поступлении первого импульса триггер 1 устанавливается в состояние, .при котором на прямом выходе (сигнал U»»< ) имеется высокий потенциал — 1, а на инверсном (сигнал И ) — низкий 0 . При этом открывается ключ 2 и начинается интегрирование сигнала И интегратоо ром б. С поступлением второго импуль. са триггер устанавливает 0 на прямом и 1 на инверсном выходах.

Ключи 3 и 4 открываются, а ранее открытые закрываются. На вход интегратора б поступает сигнал — U, а на интегратор 7 t U . Сигнал на выходе интегратора б начинает снижаться, а на интеграторе 7 — нарастать. С при приходом третьего импульса положитель ный импульс, полученный в результате дифференцирования сигнала U»», (триггер 1 устанавливает 1 на прямом выходе) дифференцирующей цепочкой ll, открывает компаратор 8, настроенный на срабатывание в случае, если входной сигнал на него по модулю превышает U q, компаратор срабатывает, выдавая на суммирующую схему сигнал неисправности схе-, мы управления. С минимальной задержкой времени, определяемой элементом

13 задержки, производится сброс интегратора в состояние 0 и начало нового интегрирования сигнала + И о

При поступлении четвертого импульса аналогично включается компаратор 9 и процессы протекают как описано выше.

Способ с помощью системы контроля, структурная схема которой показана на фиг. 1, осуществляется следующим образом.

Способ контроля исправности системы управления тиристорного преобразователя путем измерения периода генерируемых импульсов управления и сравнения его с заданной величиной заключается в том, что в последовательности импульсов управления между и и (q+1)-м (в частности, 1095333

ВнИИПИ Заказ 3617/39 . Тираж 667 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 между первым и вторым) импульсом производят интегрирование заданной положительной величины — выходного сигнала триггера 1 с помощью интегратора 6 и между (n+1) и (n+2) ì (вторым н, третьим) изменяют знак сигнала 5 заданной положительной величины на отрицательный (с помощью ключей Е—

5) и продолжают интегрирование с помощью интегратора 6, причем в момент появления (n+2)-ro .(третьего) 30 импульса с помощью компаратора 8 про изводят измерение величины интегри.рованного сигнала, сравнивают его по модулю с заданной величиной Ugqq и при превышении последней выдают )5 сигнал неисправности системы управления.

При реализации способа система контроля по схеме фиг. 1 была построена на интегральных микросхе:мах серий К140 и К511 при этом величина интегрируемого сигнала составила 15 В, величина Ид д

7,5 В, время задержки схемы 13 задержки — 200 мкс.

Использование предлагаемого способа в системах управления,защиты и контроля тиристорных преобразователей частоты позволяет повысить надежность преобразователя при его работе в условиях действия реальных промышленных помех на импульсные элементы системы управления. Упрощается наладка блока управления и диагностика неисправностей в процессе эксплуатации. В результате повышения надежности работы при использовании преобразователя в установках изотермической штамповки экономический эффект составляет 800 руб. в год на одну установку.