Устройство для автоматического контроля системы управления тиристорным преобразователем

 

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для автоматического контроля систем управления тиристорными преобразователями транспортных средств, и направлено на повышение точности контроля. Коммутатор 4 измерительными входами подключен к выходам системы 1 управления тиристорным преобразователем 2, синхронизирующими входами - к блоку 3 синхронизации, первым и вторым выходом - к ограничителю 6 импульсов и компаратору 5. Счетчик 7 измеряет длительность, фазу и амплитуду импульсов, которая сравнивается в компараторе 5 с напряжением регулируемого источника 9 порогового напряжения. Управление измерением и регистрация параметров, а также воздействие имитаторами 8, 11, 12 контроллера управления, датчика тока и датчика угла коммутации на систему 1 управления осуществляется блоком 10 управления и регистрации, выполненным на управляющей электронно-вычислительной машине. Измерение выше указанных параметров одним счетчиком 7 позволяет получить заданную точность измерения и хранить данные контроля всех систем 1 управления в блоке 10 управления и регистрации. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Si)S В 60 ? 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 07НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4367941/27-11 (22) 25.01.88 (46) 15.12.90. Бюл. Р 46 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А.В.Горленко, И.К.Лакин; и А.В.Никифоров (53) 621.314(088.8) (56) Зайцев В. К., Алексеев А. Г. Стационарное диагностическое устройство для блока управления электровоза

ВЛ80Р" Труды ВНИИЖТ, 1982, вып. 9 650, с. 97-104. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЬИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам для автоматического контроля систем управления тиристорными преобразователями транспортных средств, и направлено на повышение точности контроля.

Коммутатор 4 измерительными входами.

„„SU„„1613372 A 1

2 подключен к выходам системы управления тиристорным преобразователем 2, синхронизирующими входами — к блоку 3 синхронизации, первым и вторым выхо ами — к ограничителю 6 импульсов и компаратору 5. Счетчик 7 измеряет длительность, фазу и амплитуду импульсов, которая сравнивается в компараторе 5 с напряжением регулируемого источника 9 порогового напряжения.

Управление измерением и регистрация параметров, а также воздействие имитаторами 8, 11, 12 контроллера управления, датчика тока и датчика угла коммутации на систему 1 управления осуществляется блоком 10 управления и регистрации, выполненным на управляющей электронно-вычислительной машине. Измерение указанных параметров одним счетчиком 7 позволяет получить заданную точность измерения и хранить данные контроля всех систем

1 управления в блоке 10 управления и регистрации. 3 ил.

1613372

Изобретение относится к транснорО ту, в частности к устройствам для ав томатиче ско го контроля системы управления тиристорным преобразователем транспортных .средств.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

На фиг ° 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока управления и регистрации; на фиг, 3 — функциональная схема счетчика.

Устройство(фиг. 1) для контроля системы 1 управления тиристорным преобразователем 2 содержит узел 3 синхронизации, подключенный к синхронизирующим входам коммутатора 4, из мерительные входы которого соедине, ны с выходами системы 1 управления. ! Выходы коммутатора 4 подключены к одному из входов компаратора 5 и входу ограничителя 6 импульсов, въ|ходы которых соединены с вхоцами счетчика 7. Третий выход коммутатора 4 подключен к синхронизирующему входу имитатора 8 контроллера управления. Другой вход компаратора 5 подключен к источнику 9 порогового напряжения. Блок 10 управления и регистрации соединен выходом с дополнительным входом коммутатора 4, входом 9 источника, входами имитатора 8 контроллера управления, имитатора 1 1 датчика тока и имитатора 12 датчика угла коммутации, а также каналом ввода-вывода с счетчиком 7. Выходы имитаторов 8,- 11 и 12 подключены к входам системы.1 управления.

Блок 10 управления и регистрации (фиг. 2) выполнен в виде управляющей электронно-вычислительной .машины, включающей микропроцессор EЗ, элемент 14 памяти и интерфейсные адаптеры 15-21, объединенные шинами адреса, данных и управления. Адаптер

21 соединен каналом ввода-вывода с дисплеем 22 с клавиатурой для ввода программ контроля и эталонных значений контролируемых сигналов. Адаптеры 15-20 осуществляют связь с элементами 4-12 устройства посредством шин 23-29.

Счетчик (фиг. 3) содержит формирователи 30 и 31, входы которого являются измерительными входами счетчика, триггер 32„ элементы 33, 34 совпадения, одновибратор 35, элемент 36 совпадения, триггер 37, элемент 38 ИЛИ, элементы 39, 40 совпадения, генератор 41 меток времени, селектор 42 импульсов, элементы 4346 совпадения, счетный блок 47, од новибратор 48, регистр 49 и триггер

50. Одни из входов элементов 33-46 являются управляющими входами счетчика, а выходы элементов 49,50— его информационными выходами, соединенными шинами 23, 24 канала ввод@ вывода с блоком 10.

Режим работы счетчика 7: измерение длительности импульсов (ДИ),,измерение фазы импульсов (ФИ); счет числа импульсов за заданный интер. вал времени (ЧИ), задается четырехразряднъы двоичным кодом, поступающим о информационно-управляющему каналу 23 от блока 10. При этом каждый из трех разрядов кода соответствует одному из перечисленных режимов работы универсального счетчика, а сигнал четвертого разряда

"Сброс/пуск" осуществляет обнуление счетного блока 47 и перебрасывает . триггер 50 окончания измерения в исходное состояние, тем самым подготавливае.т счетчик 7 к новому измерению.

Управляющие сигналы ДИ, ФИ,.ЧИ поступают на входы элементов совпадения и один из них, действительный в рассматриваемом режиме работы, осущест35 вляет коммутацию входных сигнальных цепей на выходы соответствующих элементов совпадения.

Генератор 41 меток времени формирует на своих трех выходах импульсы, частота которых соответствует определенному режиму измерения. Так, на выходе 51 формируются импульсы частотой 180 кГц, на выходе 52 — 18 кГц, а на выходе 53 — 0,5 Гц.

В режиме контроля длительности импульсов по каналу ввода-вывода от блока 10 поступает по шине 23 на счетчик сигнал ДИ = лог. 1, открывающий элементы 33,39 и 44. Контролируемые импульсы поступают на вход формирователя 30, на выходе 54 которого формируются короткие импульсы по положительному фронту контролируемых импульсов, а на выходе 55 по отрицательному фронту. Эти импульсы переключают триггер 37 в сос.тояние "Начало цикла", выходной сигнал которого определяет время, в течение которого селектор 42 передает

1613372 на свой выход сигналы, поступающие с генератора 41 меток времени. Эти сигналы подсчитываются в счетном бло-, ке 47 и после переключения триггера 37 в исходное состояние импульсом на выходе 55 формирователя 30 на выходе одновибратора 48 появляется импульс, переписывающий информацию из счетного блоха 47 в регистр 49 данных. Одновременно перебрасывается триггер 50, фиксирующий окончание контроля длительности импульсов.

Выходной сигнал триггера 50 является, во-первых, информационным и, вовторых, блокирует раооту триггера 37 для исключения повторного измерения.

Сигнал с выхода триггера 37 совместно с сигналами ДИ, ФИ, ЧИ является общим управляющим для элементов 4346 совпадения.

В режиме контроля фазы импульсов отличие работы счетчика 7 состоит в том, что интервал времени, в течение которого происходит прохождение сигналов с генератора 41 меток времени через селектор 42 на счетный блок 47, определяется сдвигом во speмени контролируемого сигнала, поступающего на вход формирователя 30, .и сигнала синхронизации, поступающего на вход формирователя 31 Режим контроля фазы им пуль сов з адае т ся пу тем подачи на управляющий вход счетчика 7 сигнала ФИ вЂ” лог.1.

В режиме счета импульсов за определенный промежуток времени (при частоте 0,5 Гц сигнала на выходе 53 генератора 41 — за 2С) управляющий сигнал ЧИ = лог.1 поступает на управляющие вхоцы элементов 36, 40, 43, 46. При этом контролирующий сигнал поступает на вход формирователя 30.

Формируемый на выходе 54 сигнал перебрасывает триггер 37 в состояние

"Начало цикла", что обеспечивает отпирание элементов 43, 46 совпадения. После этого первый импульс на выходе 53 генератора 41 меток времени .через элемент 46 совпадения воздействует на счетный триггер 32, который через элемент 40 совпадения отпирает селектор 42 и контролируемые импульсы с выхода 55 формирователя

30 через элемент 43 совпадения, селектор 42 поступают на счетный блок

47. По приходу второго импульса с выхода 53 генератора 41 счетный триг- . гер 52 перебрасывается в исходное

55 состояние и запирает селектор 1, в рез уль кате чего прекращается по ступ-. ление импульсов на счетный бх оК 47.

Оцновременно срабатывает одновибра=ор 35, который через элемент 36 совпадения воздействует на триггер 37 и устанавливает его в состояние "Окончание цикла . В свою очередь, срабатывает одновибратор 48, осуществляя запись результата ь регистр 49 и устанавливая триггер 5C в состояние

i3

"Конец измерения

Устройство работает следующим обгазом.

Система 1 управления (фиг. 1) согласно алгоритму ее работы формирует импульсы управления, поступающие одновременно на управляющие входы преобразователя 2 и измерительные входы коммутатора 4. Фаза импульсов управления и алгоритм распределения им. .ульсов формируются под Boçäåéñòвяз управляющего сигнала с выхода имитатора 12 контроллера, подаваемого на вход системы управления. Контроль реакции системы 1 управления на изменение тока и величины уг..а коммутации тиристоров преобразователя

2 производится путем подачи сигналов на входы системы 1 управления соответственно с имитаторов 11 датчиков тока и имитатора 8 угла коммутации, выходной сигнал последнего формируется по сигналу синхронизации, поступающему с первого выхода коммутатора 4.

Узел 3 синхронизации формирует импульсы, соответствующие разным полупериодам и частоте пульсации выпрямленного напряжения питающей сети П, которые поступают на синхронизирующие входы коммутатора 4.

Ллгоритм контроля системы управления записан в элементе 14 памяти блока 10 (фиг. 2), например, с помощью клавиатуры дисплея 22. Он состоит из следукицих этапов: контроль параметров (амплитуды, длительности, пропуска) импульсов и их распределения по выходам системы 1 управления; контроль фазы нерегулируемых пределы изменения фазы регулируемых импульсов, контроль реакции системы управления на изменение сигнала на выходах датчиков тока и угла коммутации. При этом в элементе 14 памяти блока 10 также хранятся последовательность,значений сигналов воздействий ичитато1613372 ров на систему управления, логическая модель распределения импульсов по выходам системы управления на. обоих

"-,îíàõ регулирования, а также допус"тимые значения параметров и фаз ре=

rYëèðóåìûõ и нерегулируемых импульсов. Результаты контроля перечисленных параметров импульсов записываются микропроцессором 13 в элемент 14 памяти. Затем микропроцессор 13 извлекает из элемента 14 памяти фактичесI èå значения параметров и эталонные значения параметров, логически.обрабатывает и результаты контроля передает через интерфейсньй адаптер 21 на дисплей 22 °

Принцип работы предлагаемого уст"ройства на первом этапе контропя (контроль параметров импульсов управления тиристорами и их распредех1ения по выходам системы управления)

c,oстоит в следующем.

Блок 10 передает но шине 29 на правляющий вход имитатора 12 конт- 25 оллера двоичный код, согласно которому на его выходе устанавливается сигнал, задавший режим работы системы 1 управления на первой зоне регулирования. Далее блок 10 передает 30

rjo шине 26 код на управляющий вход коммутатора 4, согласно которому ддин из его измерительных входов г одключается к третьему дополнитель. Ному выходу, т. е. контролируемый сигнал поступает на вход компаратора 5.

Контроль параметров импульсов (амплитуды, длительности, пропуска) производится с помощью счетчика 7, источника 9 регулируемого порогового напряжения, компаратора 5 и блока il0

Измерение амплитуды импульсов производится методом последовательного приближения за п шагов {n — разрядность цифровоro управляющего входа источника 9 регулируемого по".

poroIIoro напряжения). При этом счета чик 7 управляющим кодом. поступающим 50 от блока 10 по шине 23 канала вывода, переводится в режим измерения длительности импульса, а на выходе источника 9 управляющим кодом от блока 10, поступающим по шине 25, устанавливается требуемыи на данном ша55

"e согласно алгоритму последователь1 ного приближения уровень опорного напряжения. Алгоритм последовательного приближения хранится в элемен" те 14 памяти блока 10.

На каждом очередном шаге реализации алгоритма компаратором 5 производится амплитудное сравнение контролируемого импульса с третьего дополнительного выхода коммутатора 4 и опорного напряжения с выхода источника 9. При срабатывании компаратора 5 íà его выходе формируется импульс, идентичный по длительности входному, и счетчик 7 описанным ранее способом (см. описание работы схемы фиг. 3) осуществляет измерение длительности импульса. Блок 10 при этом по шине 24 через канал вводавывода в цикле в течение заданного времени (или числа циклов) опрашивает состояние триггера 50 (фиг. 3) и как только он перебросится в состояние "Окончание измерения", то ре-зультаты измерения по той же шине 24 вводятся в элемент 14 памяти. Если же в течение заданного интервала времени (или числа циклон опроса) триггер 50 не перебросится, то в элементе 14 памяти фиксируется отсутствие срабатывания компаратора на данном шаге измерения амплитуды.

В процессе измерения амплитуды импульсов производится одновременно и измерение длительности импульсов.

Пропуск импульсов контролируется пу-. тем перевода счетчика 7 в режим счета числа импульсов за заданный промежуток времени (фиг. 3) и результаты счета принимаются в элемент 14 памяти блока 10.

Если производится контроль недействующих выходов системы 2 управления, то блок 10 передачей кода по шине 25. на источник 9 устанавливает малый уровень порогового напряжения (например, выше уровня помехи) и производится лишь счет импульсов за заданный промежуток времени для выявления действительного отсутствия импульсов.

Описанный цикл повторяется для всех выходов системы 1 управления. В результате из принятой от счетчика 7 информации в памяти блока 10 микропроцессором 1 3 формируется логическая модель фактического распределения импульсов по выходам системы 1 уп равления, которая сравнивается с эталонной. Далее алгоритм контроля повторяется на второй зоне. регулирования, 20

9 161337 переход на которую осуществляется изменением сигнала на выходе имитатора

8 контроллера подачей соответствую- . щего кода с блока 10 на его управля, ющий вход.

При контроле фазы нерегулируемых и пределов измерения фазы регулируемых импульсов блок 10 по шине 26 передает на управляющий вход коммутатора

4 код, по которому на его третий дополнительный выход подаются регулируемые по фазе импульсы контролируеМого в данном цикле выхода системы

1 управления, а на второй — сигнал синхронизации соответствующего полупериода питающего напряжения с выхода блока 3. Затем подачей кода по шине 25 на источник .9 блок 10 устанавливает на его выходе пороговое напряжение срабатывания компаратора 5.

Далее блок 10 по шине 29 годает код на .имитатор 12, согласно которому на его выл<оде устанавливается сигнал, соответствующий минимальному значе- 25 нию регулируемой фазы импульса на данной зоне регулирования, Счетчик 7 по команде с блока 10 устанавливается в режим измерения фазы. импульсов и, в цикле блок 10 опрашивает по шине 24 канала состояние триггера 50. По окончании измерения блок 10 прини-. мает по шине 24 с блока 7 информацию о фактической величине фазы импульсов. После этого блок 10 подачей команды на имитатор 2 устанавли35 вает на его выходе сигнал, соответ-, ствующий максимальному значению регулируемой фазы импульса, затем подает команду на разрешение запуска счетчика 7 и по окончании принимает в память результат контроля. Этот -цикл повторяется для всех выходов системы 1 управления с регулируемыми по фазе импульсами на первой и второй зонах 45 регулирования. Результаты фактических значений фаз импульсов сравниваются с хранимыми в памяти блока .10 их допустимыми значениями. .Контроль реакции системы 1 управления на изменение выходного сигнала имитатора 11 датчиков тока происходит следующим образом.

Блок 10 последовательно передает коды команд на управляющие входы коммутатора 4, источника 9 регулируемого порогового напряжения и счетчика

7, в результате чего коммутатор 4 подключает на свой второй выход тре2 10 буемый сигнал синхронизации с блока

3, а на третий — контролируемый HM пульс с требуемого выхода системы управления. Производится контроль фазы импульса и передача резулт-тата в олок 10. Затем блок 10 по шине 28 передает на имитатор 11 датчиков тока код, согласно которому на его выход устанавливается сигнал, воздействуюший на систему 1 управления, После этого блок 1О подает управляющий код на счетчик 7 разрешающий его запуск, и производится измерение фазы лмпульса величина которой вводится в память блока 10 и сравнивается с xpGHHMbBIH Tclhf .допустимыми значениями.

Контроль реакции системы 1 управления на изменение выходного сигнала ю ита "opa 12 датчиков угла коммутации производится аналогично, отличие лишь состоит в том, что блок 10 годает на управляющий вход коммутатора 4 код, обеспечивающий передачу на его первый выход сигнала .синхронизации для формирования имитатора

12, стимулирующего воздействия на систему 1 управления. Управление величиной сигнала на выходе имитатора 8 производится путем передачи блока 10 по шине 27 кода на его управляющий вход.

Использование предложенного устройства обеспечивает возможность реализации различных программ контроля и его адаптацию к различным системам управления тиристо рн: ыи прео бразов ателями без изменения состава входящих в него блоков за счет записи в памяти блока 10 соответствующих программ контроля. Технико-экономическая эффективность предложенного устройства по сравнению с применяемым состоит в упрощении измерительной части и обеспечении более глубоко го тестово го контроля различных электронных систем управления тиристорными преобразователями.

Формула изобретения

Устройство для автоматического

Контроля системы управления тиристорным преобразователем, содержащее ю итатор контроллера управления, имитатор датчика тока и имитатор датчика угла коммутации, подключенные вхот

1613372

Фиг. 2

Составитель Н.Кецарис

Редактор М.Келемеш Техред M.Äèäûê Корректор О. липпе

Подписное

Тираж 385

Заказ 3861

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 дами к первому, второму и третьему выходам блока управления и регистрации, а выходами — к входам контролируемой системы сравнения, коммутатор, 5 подключенный измерительными входами к контролируемой системе управления, Синхронизирующими входами — к узлу синхронизации, одним из выходов — к ограничителю импульсов, другим из выходов — к другому входу имитатора контроллера. управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повыШения точности контроля, оно снабжеНо источником регулируемого порого-! г r r- i r

1 Е 3 с Д1 1 вого напряжения, компаратором, и счетчиком, одним входом подключенным к выходу ограничителя импульсов, другим входом - к выходу компаратора и соединенным каналом ввода-вывода с блоком управления и регистрации, четвертый выход которого подключен к дополнительному входу коммутатора, а шестой — к входу источника регулируемого порогового напряжения, соединенного выходом с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к третьему выходу коммутатора.

-l f l

3," Л