УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК G01R31/28 H02M1/08 

Изобретение относится к классу устройств для контроля и диагностики параметров тиристорных преобразователей, управление которыми осуществляется на базе микропроцессорной техники.

Изобретение позволяет использовать микропроцессорную технику в составе системы управления преобразователем для контроля импульсов управления тиристорами. Наибольший эффект контроля достигается при использовании сдвоенных коротких импульсов при включении тиристоров трехфазного мостового преобразователя.

В качестве аналогов выбираем схемы [1] и [2].

В работе [1] приведена схема по организации контроля передачи импульсов управления в виде схемы сопряжения (развязки) импульсов от устройства формирования импульсов к блоку контроля, что является только частью задачи по организации диагностики по исчезновению импульсов управления.

В схеме [2], которая выбирается в качестве прототипа, имеется схема сопряжения, аналогичная [1], два элемента ЗИ, входы которых соединены со схемой сопряжения, а выходы подаются в первом случае на два элемента И-НЕ, элемент 2 ИЛИ-НЕ, далее на катод светодиода, который выполняет функцию индикатора наличия импульсов. Во втором случае выходы с элементов ЗИ подаются на два элемента ИЛИ-НЕ, элемент 2И, выход которого подается на третий элемент ЗИ, на два остальных входа которого поступают стартовые импульсы из системы управления, выход элемента ЗИ через элемент 2 ИЛИ поступает на катод вышеупомянутого светодиода. Рассматриваемая схема позволяет визуально сделать вывод о неисправности в системе формирования импульсов управления, однако при наличии коротких сдвоенных импульсов управления (что имеет очень широкое применение), схема не выдаст информацию об отсутствии импульсов управления в одном, двух или даже в трех каналах и не укажет номера неисправного канала.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности контроля импульсов управления, повышение информативности о месте исчезновения импульсов управления и номере неисправного канала.

Указанная цель достигается за счет использования вышеупомянутой схемы сопряжения, элемента И-НЕ на N входов (по числу контролируемых каналов), одновибратора, регистра, микропроцессора, позволяющего кодировать последовательность импульсов управления, и за счет сравнения полученных кодов с базисными (коды нормальной или аварийной ситуации) выявить неисправный канал управления.

Применение изобретения позволит получить следующие преимущества:
быстрое выявление режима исчезновения импульсов управления до начала изменения выходных параметров преобразователя;
совместимость с микропроцессорной системой управления преобразователем;
точное определение номера неисправного канала управления как на стадии формирования сдвоенного импульса, так и на стадии формирования импульса управления выходным каскадом.

На чертеже представлена схема, поясняющая заявляемое устройство контроля импульсов.

Схема сопряжения 1 содержит N элементов сопряжения, позволяющих привести контролируемые импульсы управления в соответствие с уровнями напряжения приемной аппаратуры, и осуществляющая гальваническую развязку между цепями передачи импульсов управления и приемной аппаратурой. В качестве схемы сопряжения можно выбрать вариант из [1] или [2]. N выходов схемы сопряжения 1 поступают на N входов элемента 2 И-НЕ, выход которого поступает на вход прерывания (INT) микропроцессора 3 и одновибратора 4. Номера N выходов схемы сопряжения 1 поступают также на входы регистра 5, который фиксирует на своих выходах поступающую на его вход информацию по сигналу стробирующего входа регистра (STB) от одновибратора 4. Номера N выходов регистра 5 связаны с шинами данных микропроцессора 3. По сигналу течения микропроцессора 3, связанного с сигналом OE разрешающего входа регистра 5, выходные данные регистра 5 поступают по шинам данных на входное устройство микропроцессора 5.

Принципы работы схемы рассмотрим на примере трехфазного мостового выпрямителя (N= 6). Для успешной работы выпрямителя в условиях прерывистых токов используют сдвоенные короткие импульсы. Сдвиг между первыми импульсами при последовательном переходе от условно принятого за первый тиристор к последующему составляет 60 эл.град. Второй импульс управления в выбранном канале получается как повторение первого импульса последующего канала и т.д. Диаграмма формирования импульсов управления приведена в табл. 1.

Импульсы управления (как правило, из схемы выходных каскадов или непосредственно с управляющего электрода) поступают на соответствующий элемент схемы сопряжения 1, откуда после преобразования одновременно поступают на элемент 2 и регистр 5. При наличии хотя бы одного импульса управления на выходе элемента 2 вырабатывается сигнал, который поступает на вход прерывания (INT) микропроцессора 3 и одновибратор 4. Одновибратор 4 вырабатывает сигнал (STB), необходимый для фиксирования в регистре 5 данных, поступивших на его входы. По сигналу прерывания (INT) микропроцессор 3 инициализирует программу чтения и обработки поступившей информации, которая считывается с шины данных микропроцессора, связанных с выходами регистра 5, по сигналу OE.

После поступления команды "Пуск" на микропроцессор 3 схема начинает свою работу. Рассмотрим момент поступления 1-го импульса 1-го канала. Одновременно с ним на 6-м канале поступает второй импульс шестого канала. Данную ситуацию на входе (выходе) регистра 5 можно отобразить двоичной последовательностью 1-0-0-0-0-1, где 1 справа означает наличие импульса управления канала управления 1-м тиристором, соответственно 1 слева - наличие импульса управления канала управления 6-м тиристором. В шестнадцатиричном коде (который используется в микропроцессорной технике как средство отображения численной информации, отличительным признаком является буква H) указанную последовательность можно отобразить как 21H, что является условием нормального состояния, а код 21H будем называть кодом нормального состояния. Теперь предположим, что 6-й канал не сформировал импульс, тогда двоичная последовательность примет вид 0-0-0-0-0-1 или в шестнадцатиричном исчислении код аварийной ситуации 01H, аналогично при отсутствии импульса в 1-м канале и наличии его в 6-м, шестнадцатиричный код аварийной ситуации примет значение 20H. Сравнивая программным путем полученные коды, можно сделать однозначный вывод о наличии (код 21H) или отсутствии (коды аварийной ситуации 01H, 20H) соответствующего импульса. Кодировочная таблица (табл. 2) позволяет определить на периоде нормальное и аварийное состояние (отсутствие импульсов управления). Если считываемый код на каждом шаге считывания равен OOH (что также является кодом аварийной ситуации), это означает, что не работает выходной каскад соответствующего канала. После обработки полученных данных микропроцессор выдает на внешние устройства соответствующую информацию.

Использование: относится к устройствам для контроля и диагностики параметров тиристорных преобразователей, управление которыми осуществляется при помощи микропроцессорной техники. Сущность изобретения: цель изобретения - упрощение и повышение надежности контроля импульсов управления, повышение информативности о месте исчезновения импульсов управления и номере неисправного канала. Указанная цель достигается тем, что в устройство контроля, содержащее узел сопряжения, на выходы которого поступают сигналы управления соответствующими тиристорами, а выходы соединены с входами логического элемента И-НЕ, введены одновибратор, регистр и микропроцессор, причем входы элемента И-НЕ соединены с рабочими входами регистра, а выход - с входом прерывания микропроцессора и входом одновибратора, выход которого соединен со стробирующим входом регистра, выходы регистра подключены к шинам данных микропроцессора, а выход по чтению микропроцессора соединен с разрешающим входом регистра. 1 ил., 2 табл.

Устройство контроля импульсов управления тиристорами преобразователя, содержащее узел сопряжения, на входы которого поступают сигналы управления соответствующими тиристорами, и логический элемент И - НЕ, входы которого соединены с соответствующими выходами узла сопряжения, отличающееся тем, что введены одновибратор, регистр и микропроцессор, причем входы элементы И - НЕ соединены с соответствующими рабочими входами регистра, а выход - с входом прерывания микропроцессора и входом одновибратора, выход которого соединен со стробирующим входом регистра, выходы регистра подключены к шинам данных микропроцессора, а выход по чтению микропроцессора соединен с разрешающим входом регистра, при этом на выходе элемента И - НЕ вырабатывается сигнал при наличии хотя бы одного импульса управления тиристором.