Устройство для диагностирования выпрямителя

 

Изобретение относится к электротехнике . Нелью изобретения является расширение функциональнь1х возможностей устройства для диаг}1остирования выпрямителя и новышение достоверности результатов диагностирования. На входы блока сравнения кодов ноступают нозипионный код с выхода двоичного дешифратора, характеризующий состояние вентилей, и циклический код с выхода задатчика интервалов времени, состоящий из одной логической единицы, неремещающейся но разрядам в зависимости от интервала времени. Блок сравнения кодов анализирует поступающие коды и формирует на выходе сигналы неисправностей , каждой из которых соответствует отдельный индикатор. Цель достигается путем локализации каждой неисправности с указанием ее вида и места возникновения . 9 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()) 4 Н 02 Н 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц ! ) 7 (21 ) 4176082/24-07 (22) 06.01.87 (46) 30.06.88. Бюл. № 24 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л. И. 1(ытов и ч (53) 62!.314.6:621.316.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 873354, кл. Н 02 М 7 04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1156213, кл. Н 02 Н 7,/ 125,,1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цельк изобретения является расширение функциональных возможностей уст„„SU„„1406685 А1 ройства для диагностирования выпрямителя и повышение достоверности результатов диагностирования. На входы блока сравнения кодов поступают позиционный код с выхода двоичного дешифратора, характеризующий состояние вентилей, н циклический код с выхода задатчика интервалов времени, состоящий из одной логической единицы, перемещакнцейся по разрядам в зависимости от интервала времени. Блок «равнения кодов анализирует поступакнцие коды и формирует на выходе сигналы неисправностей, каждой из которых соответствует отдельный индикатор. Цель достигает«я путем локализации каж,ц и нсисправности

«указанием ее вида l1 ме«та возникновения. 9 ил.

06685

55

14

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты и диагностики силовых преобразователей систем автоматизации технологических процессов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства для диагностирования выпрямителя и повышение достоверности результатов диагностирования, На фиг. 1 изображена функциональная схема выпрямителя; на фиг. 2 — функциональная схема задатчика временных интервалов (а) и кодовая таблица его состояний; на фиг. 3 — 6 — функциональная схема устройства сравнения кодов; на фиг. 7 — временные диаграммы сигналов задатчика временных интервалов; на фиг. 8 и 9 — кодовые таблицы состояний выпрямителя и каналов диагностирования его состояния.

В состав устройства (фиг. 1) входят диоды 1 — 6, датчики 7 в 12 проводимости, задатчик 13 временных интервалов с входными 14 — 25 и выходными 26 31 клеммами, двоичный дешифратор 32, блок 33 сравнения кодов и индикации с входами

34 — 63, понижающий трансформатор 64, входные 65 — 67 и выходные 68 и 69 клеммы выпрямителя.

Задатчик 13 (фиг. 2а) содержит компараторы 70 — 75 и элементы 2И 76 — 81.

В состав блока 33 сравнения кодов (фиг. 3 — 6) входят элементы 2И 82 1! 7, элементы 4ИЛИ 118 — 123, элементы 2ИЛИ

124 — 129, селекторы 130 — 141 длительности импульсов, D-триггеры 142 — 153, световые индикаторы 154 — 165, клемма 166 для подключения источника «О», клемма 167 для подключения источника «1», ключевой элемент 168.

Диоды 1 6 включены по трехфазной мостовой схеме. Датчики 7 в 12 проводимости включены параллельно силовым диодам

1 — 6. Дешифратор 32 соединен с выходами датчиков 7 — 12 проводимости. Блок

l3 подключен к выводам сети через понижающий разделительный трансформатор 64.

Выходы блоков 13 и 32 соединены с входами 34 — 63 блока 33 сравнения кодов.

Компараторы 70 — 75 содержат два входа.

Первые входы элементов 70, 73 и вторые входы элементов 74 и 75 подключены к напряжению фазы Л. Первые входы элементов 72 и 74 и вторые входы элементов 71 и 73 соединены с фазой В. Вторые входы компараторов 70 и 72 и первые входы компараторов 71 и 75 подключены к фазе С. Выходы компараторов 70 — 75 соединены с соответствующими входами элементов 2И 76 — 81.

Выходы элементов 82 — 129 через селекторы 130 — 141 длительности импульсов соединены с С-входами D-триггеров !42

l5

2

153, D-входы которых объединены и подключены к источнику сигнала «1» (клемма 167). Установочные входы D-триггеров

142- — 153 соединены с выходом ключевого элемента 168. Триггеры 142 — 153 снабжены световыми индикаторами 154 — 165.

Указанные элементы имеют следующие характеристики.

Диоды 1 — 6 представляют собой элементы с односторонней проводимостью.

Датчики 7 — 12 проводимости формируют на выходе сигнал «1» при условии нахождения соответствующего вентиля 1 — 6 в открытом состоянии. Если диоды 1 — 6 закрыты, на выходах каждого из датчиков 7 12 формируется сигнал «О».

Блок 13 осуществляет выделение интервалов времени между точками естественной коммутации трехфазной системы напряжений.

Компараторы 70 — -75 (фиг. 2а) формируют на выходе «1», когда уровень напряжения на их первом входе превышает величину сигнала на втором входе компаратора.

Элементы 76--117 переходят в состояние

«4», когда íà Нх входах одновременно присутствуют сигналы «1».

Элементы 118 — 129 переключаются в состояние «1» при наличии «1» хотя бы на одном из входов.

Селекторы 130-- 14! передают на выход сигнал «1», если его длительность превышает некоторое заранее заданное значение.

Триггеры 142 — 153 переключаются в состояние «1», когда на их С-вход подается сигнал «1». Перевод триггеров 142- -! 53 в нулевое состояние производится подачей на приоритетный установочный R-вход сигнала «О». Ключ !68 переключается вручну ю.

Свечение соответствующего индикатора

154- — 165 происходит при наличии на выходе соответствующего из триггеров 142 — 153 сигнала «1».

На фиг. 1 — 9 введены обозначения: А, В, С трехфазная система напряжений;

Ql --(,4 — выходные сигналы блока 13 соответсгвенно для клемм 26 31; Q-,— Qlq— выходные сигналы датчиков 7 — 12 проводимости соответственно; à, h, с, d е, f I — точки естественной коммутации; к.з.i — короткое замыкание в цепи 1-го диода, где i = 1, 2, 3, 4, 5, 6 (фиг. 3); р, i разрыв в цепи i-го диода, где i = 1, 2, 3, 4, 5, 6 (фиг. 3);

А,С;С,В;В,С;А,B;Â,АиС.А — - выходные сигналы компараторов 70- 75 (фиг. 2а);

fIK, позиционный код.

Устройство работает следующим образом.

При работоспособности элементов 1 6 силовой части схемы н открытом состоянии попарно на одятся следу к>п ие диоды.

1406685

Интервал ком- Открыты диоды мута ции

1,4 а — b

Ь-с с вЂ

d-e е-f

4,5

f-k

При этом на выходах датчиков 7 12 проводимости формируется последовательность «О» и «1» (фиг. 6, строки 1 6, сигналы Q-, Q(z), а на выходах дешифратора 32 имеются сигналы, эквивалентные числовой десятичной последовательности 9;

33; 36; 6; 18; 24 (IIK).

С помощью блока 13 выделяются импульсы, длительность которых соответствует определенному интервалу коммутации.

Блок 13 (фиг. 2а) работает следуюгцим образом.

Компаратор 70 сравнивает напряжение фаз А и С (фиг. 7а) и на его выходе формируется сигнал А, С (фиг. 76), длительность которого равна интервалу à -d (фиг. 7а) . Компаратор 71 осуществляет сравнение уровней напряжений фаз С и В, а длительность его выходного импульса равна интервалу е -h (фиг. 7в).

С помо(цыо элемента 2И 76, на входы которого подаются выходные импульсы компараторов 70 и 71, формируется сигнал «1» (фиг. 7а), длительность которого соответствует интервалу а в Ь.

Аналогичным образом с помощью компараторов 70- — 75 и элементов 77 — 81 (фиг. 2а; фиг. 7а ж) выделяются сигналы (фиг. 7и —— н), длительность которых соответствует определенному интервалу времени, обозначенному на фиг. 2а и фиг. 7 з — н в скобках.

В соответствии с изложенным блок 13 формирует на выходах 26 -31 кодовую последовательность (фиг. 26) с одной «1» и пятью «О», причем «1» «движется» последовательно из предыдущего разряда в последую(ций, образуя тем самым кодовые комбинации, xарактерные для кольцевыx счетчиков.

Блок 13 играет роль формирователя опорного кольцевого кода, по отношению к которому сравнивается код на выходе дешифратора 32.

На фиг. 8 представлена полная таблица кодовых состояний выпрямителя с уст50

Однако, например, ПК = 25 (к.:3. 1) оответствует вспомогательный код 000001 (фиг. 8, интервал f--k), а для !1K=25 (к.з. 5) — вспомогате,(ьный код 100000 (интервал а — Ь). Следователын), рассл(атривая ПК на выходе блока 32 в сочетании с кодом на выходе блока 13, л)ожно достичь абсолютного распознавания характ(.ра и места неисправности в схем(!311. )с)иная операция производится с ш)мо(цью блока 33 (фиг. 3 — 6).

Здесь в скобках при поз. 40 63 нхо.<ных клемм блока 33 указаны значения

4 ройством для диагностировация, гдс строкам 1 6 соответствует исправное состояние силовой части схемы.

Рассмотрим строки 7 в 12 для участка а -б, когда шести возможным неисправностям соответствует последов ател ьность

ПК=! 1; 13; 25; 41; 1 и 8. Здесь, если принять за основу одиночные неисправности, возможно четыре варианта к.з. (к.з.2; к.з.3; к.з.5; к.з.6) и два варианта р (р. 4; р.l ).

10 причем количество возможныx к.з. и р. является общим для любого из нижеследующих в таблице на фиг. 8 интервалов коммутации., !ля интервала Ь вЂ” с (фиг. 8, строки 13— !

8) ПК=35; 37; 41; 49; 1 и 32. Сравнивая с интервалом а — Ь, находим идентичные строки 10; 15(ПК=41) и 11, ! 7(Г!К=1). Однако на интервале и — Ь опорный код 100000 (Qi — О ), и на интервале b — с 010000. Поэтому, если сравнивать ПК на выходе блока 32 с кодом на выходе блока 13, то в системе диагностирования отсутствуют ))дснти и(ые кодовые комбинации, которые препятствовали бы процессу локализации характера и места неисправности в силовой части схемы ВП.

Обобщая результаты, приведенные на фиг. 8 для строк 7 — -42, можно выявить последовательность IIK, которая характеризует неисправное сo(. Tîs)i èñ вы прял(ител я.

Этой последовательностьн) являлся ряд чи30

28; 32; 35: 37; 38; 41; 44; 49; 50, 52 и 56 (фиг. 9а).

Каждому числу из этой последовательности присваиваем позицию входной клеммы блока 33 (фиг. 9a), клеммы 40 63 под каждым числом верхнего ряда таблицы).

Кроме того, обобщая результаты, приB(. ëåssûå на фиг. 8 (второй столб«ц справа), можно сделать вывод, что для режима

«К.з. !» характерен ПК = 7; 19; 25; 37, для «Р. 1» — ПКА=8; 32 (фиг. 96, пер40 вый столбец). Неисправность вида «K,з. 2» имеет ПК = l I; 26; 35; 38, а «Р. 2» — IIK =

=4; 16 и тд. При этом число 25 встречается как при к.з. 5, так и при к.з. 1, число

37 имеет место для к.з. 1 и для к.з. 3 и т.д.

То же самое можно сказать и ьis режима

45 «Р„

1406685

Формула изобретения позиционного кода, формируемого на выходах дешифратора 32.

Перед началом работы схемы триггеры

142 — 153 устанавливаются в нулевое состояние путем подачи на R-вход сигнала «О» за счет кратковременного перевода ключа 168 н а кл е м м у 166.

Входы D u R триггеров 144 — 153 на фиг. 4 — 6 не показаны с целью упрощения схемы блока 33. Их подключение соответствует схеме на фиг. 3.

Рассмотрим схему на фиг. 3, с помощью которой производится распознавание неисправности вентиля !.

Неисправное состояние вентиля характеризуется последовательностью чисел 7; 19;

25; 37 (к.з. 1) и 8; 32 (P. 1) (фиг. 96), полученных на основании обобщенной таблицы кодовых состояний выпрямителя (фиг. 8, строки 7 42).

Предположим, что на интервале d — е произошло короткое замыкание в цепи вентиля l. Тогда на входе 43 элемента 33 (выходе дешифратора 32) появляется «1», соответствующая числу 7 (фиг. 8, строка

25; фиг. 9а). Одновременно с этим задатчик 13 находится в состоянии 000100 (фиг. 8, строка 25 -30) и «1» присутствует на клемме 37 блока 33. В результате элемент 82 (фиг. 3) переходит в единичное состояние и сигнал «1» подается через элементы !18 и 130 на С вход триггера 142. При этом последний переключается в «1», так как на

D-вход подана «1», а состояние R-входа соответствует разрешению на переключение триггера в состояние, которое имеет D-вход.

Если к.з. 1 происходит на интервале с- d (фиг. 8, строка !9), то в единичное по выходу состояние переключается элемент 85 (фиг. 3), так как на входах 36 и 56 блока 33 сравнения кодов присутствуют «1»

Режим «Р. 1» характеризуется числами

8 и 32 (фиг. 96; фиг. 8, строки 12 и 18),при5

10 !

20

6 чем совпадение кодов 100000 и 8 (фиг. 8, строка 12) приводит к появлению «1» на выходе элемента 86 (фиг. 3), что влечет за собой срабатывание триггера 143 и свечение индикатора 155. Аналогичным образом работают и другие ячейки блока 33, изображенные на фиг. 4 — 6, причем индикация к.з. производится ячейкой с четырьмя входными элементами 2И и одним

4ИЛИ, а индикация р. по каналу с входным контуром на основе двух элементов

2И и одного элемента 2ИЛИ (фиг. 3, 4 — 6).

Таким образом, осуществляется локализация места неисправности с одновременным диагностированием качественной стороны отказа (к.з. или р.). В итоге расширяются функциональные возможности устройства и достоверность процесса диагностирования.

Селекторы 130 — 14! исключают ложное срабатывание триггеров 142 153 ложными кратковременными импульсами, которые являются результатом естественного разброса параметров датчиков 7 12 проводимости.

Устройство для диагностирования выпрямителя, выполненного по трехфазной мостовой схеме, содержащее датчики проводимости силовых вентилей, индикаторы и задатчик временных интервалов, входы которого предназначены для подключения к входным выводам переменного тока диагностируемого выпрямителя, отличающееся тем, что, с цельк расширения функциональHblx возможностей и повышения достоверности результатов диагностирования, в него введены двоичный дешифратор и блок сравнения кодов, при этом входы двоичного дешифратора соединены с выходами датчиков проводимости, выходы двоичного дешифратора и задатчика временных интервалов подключены к входам блока сравнения кодов, выходы которого соединены с индикаторами.

Риг . . . л

Бпак/5 " >" > ° 4 6 (а-В) (В-с) (с-а) (a-e) (е-S) (У-л) а

1406685

l406685

4, 6

С ь

В, рмм "

l т т (1, L

7 Л ,1 ь — с

1 ! 1

) 1

-1-ь т, .1

1 п 0 0:

0 0

3 ".. — 1

Лр л

Х ур р

"Г" Т

1 р

Рис 0 л,в а 0

ВА е 0

L;A

0 (а 0

> и (0 с и 0 (с-d и (0-e) и 0 (е-.( м 0 (> -к

Г 1 т

6 + +7 08 1" ю, м "а1 1 „„,дауд „ - 1

0 g» „Т y .ф, "РРК.7

> >

9- Ъ2. 9 (:ос(авитсль В !1!ир< ков

Рслактор М Ilep !). Крив((<>ва

:3 ;(л ;< а Л 2 () 2, -! .I Гиракк (!50 Гlодииснос

HI!I!I II II! н i (арс< н< н(и<«< кочит< г;< (.(.(.! по:слав< икот!рстсний и открьл ий

11 !(к!й, Мо кна, Ж:(,к Ра с . <к;<н и,<й . д. 4!Г< ! Iроилвол«в< I