УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ Российский патент 2014 года по МПК G05F5/00 G01R31/02 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в источниках питания для автоматизированного перехода на резервный полупроводниковый элемент мостового выпрямителя при возникновении в схеме выпрямления технических ситуаций, связанных с «обрывом» или «пробоем» полупроводниковых элементов.

Известно устройство для контроля полупроводниковых приборов, входящих в состав выпрямителя, подключаемое к контролируемому полупроводниковому прибору с помощью щупов, которое производит контроль режимов работы и определение исправности прибора путем оценки реакции полупроводникового прибора на стимулирующее воздействие в виде прямоугольных импульсов, следующих от специального генератора [Маркин В.В. и др. Техническая диагностика вентильных преобразователей / В.В.Маркин, В.Н.Миронов, С.Г.Обухов. - М.: Энергоатомиздат, 1985].

Недостатком известного аналога является относительно низкая оперативность контроля, что обусловлено необходимостью обеспечения контактного соединения контролирующего устройства с объектом контроля - полупроводниковым прибором.

Известно устройство бесконтактного мониторинга полупроводниковых элементов однофазных и трехфазных мостовых выпрямителей [А.Г.Сукиязов и др. Устройство бесконтактного мониторинга полупроводниковых элементов однофазных и трехфазных мостовых выпрямителей по патенту на ПМ RU №66820, 2007 г.]. Устройство содержит датчик напряженности магнитного поля (ДНМП), размещенный вблизи трансформатора выпрямителя, усилитель сигнала датчика и полосовой фильтр (ПФ), настроенный на частоту 2ω (ω - частота питающего выпрямитель напряжения), выход которого подключен к логической части устройства, которая, в зависимости от величины амплитуды выходного сигнала фильтра, формирует сигнал о техническом состоянии полупроводниковых элементов на соответствующие индикаторы.

Недостатком устройства является относительно высокая вероятность получения недостоверных данных о техническом состоянии объекта контроля, это объясняется необходимостью предварительной ориентации оси чувствительности датчика напряженности магнитного поля относительно объекта контроля.

Известно устройство бесконтактного определения технического состояния тиристоров источника питания [А.Г.Сукиязов и др. Устройство бесконтактного определения технического состояния тиристоров источника питания по патенту RU №2185632, 2002 г.]. Устройство содержит измеритель-преобразователь (датчик) внешнего магнитного поля, усилитель, два фазовых детектора, устройство формирования управляющей фазы, два усилителя-формирователя уровня, устройство логической обработки информации и устройство отображения информации.

Недостатками устройства являются низкая надежность работы устройства из-за большого количества элементов и функциональных связей между ними, сложности алгоритма получения информации, а также зависимости формы выходного сигнала датчика (следовательно, и результата работы устройства в целом) от ориентации его оси чувствительности и отсутствие возможности влияния на выходное напряжение источника питания при выходе из строя контролируемых тиристоров.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по своей технической сущности к заявленному устройству является известное устройство автоматизированного управления мостовым тиристорным выпрямителем, которое используется для бесконтактного автоматизированного управления величиной средневыпрямленного напряжения мостового тиристорного выпрямителя при возникновении в схеме выпрямления неисправностей, связанных с «обрывом» или «пробоем» тиристоров [Сукиязов А.Г., Просянников Б.Н., Просянников Г.Б. Устройство автоматизированного управления мостовым тиристорным выпрямителем по патенту RU №2392654, МПК G05F 5/00, Н02М 7/12, G01R 31/02, опубликованному 20.06.2010, бюллетень №17].

Известное устройство автоматизированного управления мостовым тиристорным выпрямителем состоит из источника питания (ИП), выход которого подключен соответственно к входу датчика напряженности магнитного поля (ДНМП), первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу усилителя сигнала датчика (УС) и тиристорному выпрямителю (ТВ), выход УС подключен к полосовому фильтру (ПФ), настроенному на частоту 2ω (ω - частота питающего выпрямитель напряжения), первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входу логического блока (ЛБ), содержащего первый компаратор (К1) и второй компаратор (К2), выход К1 подключен к входам логических схем 2И-НЕ и 2И, а выход компаратора К2 подключен ко второму входу логических схемы 2И-НЕ и ко второму входу системы управления тиристорным выпрямителем (СУТВ), выход логической схемы 2И-НЕ подключен ко второму входу логической схемы 2И. Выход логической схемы 2И подключен к первому входу СУТВ, выход которой подключен к управляющим электродам тиристоров мостового ТВ.

Недостатком устройства, выбранного за прототип, является узкая область его применения, так как его использование возможно только для тиристорных мостовых выпрямителей, а также в случаях возникновения неисправностей типа «пробой» тиристора мостовой схемы выпрямления, при использовании прототипа невозможно восстановить работоспособность мостовой схемы выпрямления, что приводит к обесточиванию потребителей электрической энергии. Кроме этого, недостатком устройства является то, что при неисправности типа «обрыв» тиристора мостовой схемы выпрямления она трансформируется в однополупериодную схему выпрямления, величина средневыпрямленного (выходного) напряжения уменьшается вдвое, а ток, протекающий в схеме, имеет существенную величину только для одного полупериода. В результате мощность, выделяемая на нагрузку, уменьшается вдвое, что может привести к потере работоспособности потребителей электрической энергии.

Целью заявленного технического решения является разработка устройства автоматизированного управления полупроводниковыми элементами мостового выпрямителя, обеспечивающего возможность расширения области его применения, а именно как с диодным, так и тиристорным мостовыми выпрямителями, а также исключающего влияние неисправностей типа «обрыв» и «пробой» полупроводниковых элементов двухдиагонального моста на работоспособность мостового выпрямителя, без изменения мощности, выделяемой на нагрузку.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве автоматизированного управления полупроводниковыми элементами мостового выпрямителя, содержащем источник питания, выходы которого подключены соответственно к первому входу мостового выпрямителя и входу датчика напряженности магнитного поля, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко второму входу мостового выпрямителя и входу усилителя, выход усилителя подключен к входу полосового фильтра, логический блок и блок управления мостовым выпрямителем, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам логического блока, а первый и второй управляющие выходы блока управления мостовым выпрямителем подключены соответственно к первому и второму управляющим входам мостового выпрямителя, дополнительно введены пороговый блок и блок сравнения, вход и выход порогового блока подключены соответственно к выходу полосового фильтра и к первому входу логического блока, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, вход которого подключен к выходу усилителя, первый и второй выходы блока управления мостового выпрямителя подключены соответственно к первому и второму индикаторам технического состояния мостового выпрямителя.

Блок сравнения состоит из первого и второго фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к первому и второму входам двухвходового операционного усилителя, выход которого является выходом блока, а входы первого и второго фильтра низкой частоты через разнополярно включенные диоды объединены и являются входом блока.

Логический блок состоит из первого и второго двухвходовых элементов «И» и элемента «НЕ», первый вход первого двухвходового элемента «И» подключен к первому входу второго двухвходового элемента «И», второй вход которого подключен к инверсному выходу элемента «НЕ», вход которого подключен ко второму входу первого двухвходового элемента «И», первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока, причем выходы первого и второго двухвходовых элементов «И» являются соответственно первым и вторым выходами блока.

Мостовой выпрямитель состоит из двухдиагонального моста и трансформатора, выходы вторичной обмотки которого подключены к первой диагонали моста, ко второй диагонали которого подключена нагрузка, в каждое плечо двухдиагонального моста включено по два полупроводниковых элемента, катодные выводы которых соединены и подключены к соответствующей вершине диагонали, а их анодные выводы подключены к соответствующим контактам двухпозиционного реле, выводы первичной обмотки трансформатора являются входами мостового выпрямителя, а управляющие входы двухпозиционных реле, относящихся к противолежащим плечам двухдиагонального моста, попарно объединены и являются соответствующими управляющими входами мостового выпрямителя.

Блок управления мостовым выпрямителем состоит из первого и второго электромагнитного реле, каждое из которых снабжено замыкающими контактами, управляющие входы электромагнитных реле являются управляющими выходами блока и подключены к катодам соответствующих диодов, аноды которых являются входами блока, причем входы электромагнитных реле являются выходами блока.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет введения порогового блока и блока сравнения, одновременно сравнивающего по модулю средние значения положительного и отрицательного полупериодов выходного напряжения с датчика напряженности магнитного поля, формирования управляющего сигнала на переключение неисправной пары полупроводниковых элементов двухдиагонального моста на резерв. Этим достигается возможность расширения области применения заявленного устройства, а также исключение влияния неисправностей типа «обрыв» и «пробой» полупроводниковых элементов двухдиагонального моста на работоспособность мостового выпрямителя, без изменения мощности, выделяемой на нагрузку.

Заявленное устройство автоматизированного управления полупроводниковыми элементами мостового выпрямителя поясняется чертежами, на которых показано:

Фиг.1 - Общая структурная схема устройства автоматического управления полупроводниковыми элементами мостового выпрямителя;

Фиг.2 - Общая структурная схема мостового выпрямителя;

Фиг.3 - Структурная схема блока сравнения;

Фиг.4 - Структурная схема логического блока;

Фиг.5 - Структурная схема блока управления мостовым выпрямителем;

Фиг.6 - Структурная схема диодного двухдиагонального моста;

Фиг.7 - Структурная схема тиристорного двухдиагонального моста.

Заявленное устройство автоматизированного управления полупроводниковыми элементами мостового выпрямителя, представленное на (фиг.1), состоит из источника питания 1 (ИП), выходы которого подключены соответственно к первому входу 3.1 мостового выпрямителя 3 (MB) и входу датчика напряженности магнитного поля 2 (ДНМП), первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу 3.2 MB 3 и входу усилителя 4 (УС), выход УС 4 одновременно подключен к входам полосового фильтра 5 (ПФ) и блоку сравнения 7 (БС), вход и выход порогового блока 6 (ПБ) подключены соответственно к выходу ПФ 5 и к первому входу 8.1 логического блока 8 (ЛБ), второй вход 8.2 ЛБ 8 подключен к выходу БС 7, входы 9.1 и 9.2 блока управления мостовым выпрямителем 9 (БУМВ), подключены соответственно к первому и второму выходам ЛБ 8, а первый и второй управляющие выходы БУМВ 9 подключены соответственно к первому 3.3 и второму 3.4 управляющим входам MB 3, первый 9.3 и второй 9.4 выходы БУМВ 9 подключены соответственно к 10 и 11 индикаторам технического состояния MB 3.

ДНМП 2 предназначен для формирования сигнала, пропорционального величине тока, протекающего в токопроводящих проводах между ИП 1 и MB 3. ДНМП 2 размещен в микроиндуктивном соленоиде-концентраторе из нескольких витков токопроводящего провода к первичной обмотке трансформатора MB 3, намотанного на диэлектрическую цилиндрическую трубку.

Вариант построения ДНМП 2 известен и описан, например, в патенте на изобретение RU №2392654 С2 на фиг.1.

MB 3, структурная схема которого показана на фиг.2, предназначен для преобразования переменного тока в постоянный. МВ 3 состоит из двухдиагонального моста 3.2 (ДДМ) и трансформатора 3.1, выходы вторичной обмотки которого подключены к первой диагонали ДДМ 3.2, ко второй диагонали которого подключена нагрузка, в каждое плечо ДДМ 3.2 включено по два полупроводниковых элемента, катодные выводы которых соединены и подключены к соответствующей вершине диагонали, а их анодные выводы подключены к соответствующим контактам двухпозиционного реле, выводы первичной обмотки трансформатора являются входами MB 3, а управляющие входы двухпозиционных реле, относящихся к противолежащим плечам ДДМ 3.2, попарно объединены и являются соответствующими управляющими входами MB 3.

Схемы MB известны и описаны, например, в книге А.С.Касаткин и М.А.Перекалин. Электротехника (Энергоатомиздат, 1959 г., с. 152, рис.10-19). MB 3 может быть выполнен как на диодном, так и на тиристорном двухдиагональном мосте, Фиг.6 и Фиг.7 соответственно. В ДДМ 3.2, показанном на Фиг.6, в качестве диодов могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 2Д677А-5 или импортный аналог 1N4004. В качестве двухпозиционных реле К1-К4 могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели реле 5П19.10ТМ1-10-80 В2 или импортный аналог D2410. В ДДМ 3.2, показанном на Фиг.7, в качестве тиристоров могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели КУ 111А или 2У202Е. В качестве двухпозиционных реле К1-К4 могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели реле 5П19.10ТС1-10-80-В1 или КР 293КП4А.

УС 4 предназначен для усиления сигнала с ДНМП 2 до значения, необходимого для работы схемы. УС 4 может быть реализован на операционном усилителе. В качестве операционного усилителя могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 154УД401БС или 140УД20А.

ПФ 5 предназначен для выделения из спектра амплитуд выходного сигнала ДНМП 2 четной спектральной составляющей 2ω. ПФ 5 может быть выполнен на любой стандартной схеме пассивного ПФ с использованием серийно выпускаемых электронных компонентов (резисторы, конденсаторы). Конкретная схема реализации ПФ 5 будет определятся тем, что он должен быть настроен на частоту 2ω (ω - частота питающего MB 3 напряжения).

ПБ 6 предназначен для формирования к выходному сигналу с ДНМП 2 опорного уровня амплитуды сигнала второй гармонической составляющей напряжения, питающего MB 3. Опорный уровень ПБ 6 настроен на амплитуду сигнала с выхода ПФ 5 соответствующей технической ситуации «обрыв» полупроводникового элемента ДДМ 3.2. При технической ситуации «пробой» полупроводникового элемента ДДМ 3.2 амплитуда сигнала с выхода ПФ 5 превышает значение амплитуды сигнала соответствующей технической ситуации «обрыв» полупроводникового элемента ДДМ 3.2 (Патент RU на ПМ №66820 от 2007 г.), таким образом, ПБ 6 будет срабатывать при возникновении любой из перечисленных технических ситуаций. ПБ 6 может быть реализован на быстродействующем компараторе с последовательно соединенным триггером Шмита. В качестве быстродействующего компаратора могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 1481СА1, в качестве триггера Шмита могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели серии 564ТЛ 2В.

БС 7, структурная схема которого показана на фиг.3, предназначен для формирования сигнала, соответствующего номеру пары плеч (пары полупроводниковых элементов) ДДМ 3.2, в которых реализовалась неисправность типа «обрыв» или «пробой» полупроводникового элемента ДДМ 2, путем приема сигнала с ДНМП 2, разделения данного сигнала через разнополярно включенные диоды 7.1 и 7.2 на две составляющие, их обработки на фильтрах низкой частоты 7.3 и 7.4 соответственно и сравнения по модулю среднего значения обработанных составляющих сигнала с ДНМП 2 между собой на двухвходовом операционном усилителе 7.5 (ДОУ).

БС 7 состоит из первого и второго фильтров низкой частоты, 7.3. и 7.4 соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам двухвходового операционного усилителя 7.5, выход которого является выходом блока, а входы 7.3 и 7.4 через разнополярно включенные диоды 7.1 и 7.2 соответственно объединены и являются входом блока. В качестве диодов могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели КД 243В, в качестве фильтров низкой частоты могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 1478 ФН1У или импортный аналог МАХ 293 ЕРА, в качестве двухвходового операционного усилителя могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 140УД 20А или импортный аналог LM 124J.

ЛБ 8, структурная схема которого показана на фиг.4, предназначен для формирования сигнала о появлении неисправностей типа «обрыв» или «пробой» в соответствующей паре полупроводниковых элементов ДДМ 3.2. ЛБ 8 состоит из первого и второго двухвходовых элементов «И» 8.1 и 8.2 соответственно и элемента «НЕ» 8.3, первый вход двухвходового элемента «И» 8.1 подключен к первому входу второго двухвходового элемента «И» 8.2, второй вход которого подключен к инверсному выходу элемента «НЕ» 8.3, вход которого подключен ко второму входу первого двухвходового элемента «И» 8.1, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока, причем выходы первого и второго двухвходовых элементов «И» 8.1 и 8.2 являются соответственно первым и вторым выходами блока. В качестве двухвходовых элементов 8.1 и 8.2 могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 1533 ЛИ 1 или импортные аналоги SN 74 АМС, в качестве элемента 8.3 могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 1533 ЛН 1 или импортные аналоги SN 7406N.

БУМВ 9, структурная схема которого показана на фиг.5, предназначен для формирования управляющего сигнала на переключения соответствующей пары полупроводниковых элементов ДДМ 3.2 на резерв. БУМВ 9 состоит из первого и второго электромагнитного реле 9.1 и 9.2, каждое из которых снабжено замыкающими контактами К1 и К2 соответственно, управляющие входы электромагнитных реле являются управляющими выходами БУМВ 9 и подключены к катодам соответствующих диодов 9.3 и 9.4, аноды которых являются входами БУМВ 9, причем входы электромагнитных реле являются выходом БУМВ 9. В качестве диодов могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 2Д203 А1, в качестве электромагнитных реле могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели 5П19.10ТС1-10-80-В1.

Выходы 9.3 и 9.4 БУМВ 9 подключены соответственно к 10 и 11 индикаторам технического состояния MB 3.

В качестве индикаторов 10 и 11 технического состояния MB 3 могут быть использованы серийно выпускаемые отечественные модели светодиодов серии АЛ 307 AM, подключаемые через токоограничивающий резистор в 1 кОм.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Если MB 3 работает в номинальном эксплуатационном режиме и все его элементы исправны, то в спектре амплитуд выходного сигнала ДНМП 2, размещенного в соленоиде-концентраторе на токоподводящих проводах, будут присутствовать сигналы только нечетных спектральных составляющих 3ω, 5ω, 7ω,…, кратных основной частоте питающего выпрямитель напряжения ω. Форма выходного сигнала ДНМП 2 при этом будет симметричной относительно оси абсцисс.

В случае изменения технического состояния полупроводниковых элементов ДДМ 3.2 (появление неисправностей типа «обрыв» или «пробой») в спектре амплитуд выходного сигнала ДНМП 2 тока дополнительно появляются сигналы четных спектральных составляющих 2ω, 4ω, 6ω, кратных основной частоте ω. Форма сигнала при этом теряет симметрию, то есть площадь положительного (либо отрицательного - в зависимости от номера пары плеч ДДМ 3.2, в которых произошла неисправность) полупериода становится существенно отличной от площади отрицательного полупериода (либо положительного полупериода).

Таким образом, факт появления четных спектральных составляющих в спектре амплитуд выходного сигнала ДНМП 2 тока, протекающего в схеме MB 3 (в том числе и в токоподводящих проводах), будет однозначным свидетельством появления неисправностей типа «обрыв» или «пробой» полупроводниковых элементов в ДДМ 3.2, приводящих к ухудшению качества выходного напряжения MB 3, и последующего возникновения аварийного режима работы, могущего привести к выходу из строя как самого выпрямителя, так и подключенных к нему устройств. Помимо этого, для определения номера плеча мостовой схемы выпрямления (номера полупроводникового элемента), в котором произошел «обрыв» или «пробой», требуется сравнение по модулю средних значений положительного и отрицательного полупериодов выходного напряжения датчика напряженности магнитного поля.

Аналогичные физические процессы будут происходить в трехфазном мостовом выпрямителе.

В процессе работы MB 3 ток, протекающий в токоподводящих проводах, создает магнитное поле, напряженность которого в микроиндуктивном соленоиде-концентраторе однозначно связана с силой тока в ДДМ 3.2. Таким образом, ДНМП 2 формирует сигнал, пропорциональный величине тока, протекающего в ДДМ 3.2.

В том случае, если полупроводниковые ДДМ 3.2 исправны, сигнал с выхода ДНМП 2 после усиления поступает на ПФ 5, где его дальнейшее преобразование прекращается в связи с отсутствием в нем составляющей сигнала с частотой 2ω, а также на БС 7, где через разнополярно включенные диоды 7.1 и 7.2 сигнал поступает на фильтры низкой частоты 7.3 и 7.4 соответственно, выходных сигналов которых в этом случае недостаточно для срабатывания ДОУ 7.5. ЛБ 8 при этом не срабатывает, сигналы на БУМВ 9 не поступают.

При возникновении в ДДМ 3.2 неисправности полупроводникового элемента типа «обрыв» или «пробой», появившаяся в выходном сигнале четная спектральная составляющая с частотой 2ω проходит через ПФ 5 и поступает на вход порогового блока 6. Сигнал с выхода ПБ 6 поступает на первый вход логических элементов 8.1 и 8.2 ЛБ 8. Одновременно вследствие появления асимметрии формы выходного сигнала ДНМП 2 относительно оси абсцисс выходной сигнал одного из фильтров низкой частоты 7.3 или 7.4 (в зависимости от номера пары плеч ДДМ 3.2, в которых произошла неисправность) приобретает отличное значение от другого, что фиксируется ДОУ 7.5. Сигнал с выхода ДОУ 7.5 (соответствующий номеру пары плеч, в которых произошла неисправность) поступает на второй вход логического элемента 8.1 ЛБ 8 и через инвертор на второй вход логического элемента 8.2 ЛБ 8. Сигнал со сработавшего логического элемента 8.1 или 8.2 ЛБ 8 на переключение соответствующей пары плеч (пары полупроводниковых элементов) ДДМ 3.2 поступает на БУМВ 9, который непосредственно и формирует управляющий сигнал на переключение пары плеч (пары полупроводниковых элементов) на резерв. Например, при возникновении неисправности типа «обрыв» или «пробой» полупроводникового элемента 3.2.1 ДДМ 3.2 логический элемент 8.1 ЛБ 8 формирует сигнал на первом выходе ЛБ 8, который поступает на первый вход 9.1 БУМВ 9, данный сигнал через диод 9.1 поступает на электромагнитное реле К1 БУМВ 9, которое замыкает контакт К1. БУМВ 9 выдает управляющий сигнал на вход 3.3 MB 3, в результате происходит переключение контактов К1 и К4 двухпозиционных реле К1 и К4 с анодных выводов полупроводниковых элементов 3.2.1 и 3.2.5 ДДМ 3.2 на анодные выводы резервных полупроводниковых элементов 3.2.2 и 3.2.6 ДДМ 3.2 соответственно. Одновременно формируется сигнал с выхода 9.3 БУМВ 9 на индикатор 10 технического состояния MB 3.

В случае возникновения неисправности типа «обрыв» или «пробой» полупроводникового элемента в другой паре плеч ДДМ 3.2, например полупроводникового элемента 3.2.3, логический элемент 8.2 ЛБ 8 формирует сигнал на втором выходе ЛБ 8, который поступает на второй вход 9.2 БУМВ 9, данный сигнал через диод 9.2 поступает на электромагнитное реле К2 БУМВ 9, которое замыкает контакт К2. БУМВ 9 выдает управляющий сигнал на вход 3.4 MB 3, в результате происходит переключение контактов К2 и К3 двухпозиционных реле К2 и К3 с анодных выводов полупроводниковых элементов 3.2.3 и 3.2.7 ДДМ 3.2 на анодные выводы резервных полупроводниковых элементов 3.2.4 и 3.2.8 ДДМ 3.2 соответственно.

Одновременно формируется сигнал с выхода 9.4 БУМВ 9 на индикатор 11 технического состояния MB 3.

Таким образом, заявленное устройство обладает существенным положительным эффектом, заключающимся в применении данного устройства как с диодным, так и тиристорным мостовыми выпрямителями, исключающего влияние неисправностей типа «обрыв» и «пробой» полупроводниковых элементов двухдиагонального моста на работоспособность мостового выпрямителя, без изменения мощности, выделяемой на нагрузку, т.е. сохранение работоспособности потребителей электроэнергии.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Техническим результатом является построение устройства автоматизированного управления элементами мостового выпрямителя, как диодного, так и тиристорного мостового выпрямителя, исключающего влияние неисправностей типа «обрыв» и «пробой» полупроводниковых элементов двухдиагонального моста на работоспособность мостового выпрямителя, без изменения мощности, выделяемой на нагрузку. Для этого предложено устройство, содержащее источник питания, выходы которого подключены соответственно к первому входу мостового выпрямителя и входу датчика напряженности магнитного поля, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко второму входу мостового выпрямителя и входу усилителя, выход усилителя подключен к входу полосового фильтра, логический блок и блок управления мостовым выпрямителем, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам логического блока, а первый и второй управляющие выходы блока управления мостовым выпрямителем подключены соответственно к первому и второму управляющим входам мостового выпрямителя, при этом дополнительно введены пороговый блок и блок сравнения, вход и выход порогового блока подключены соответственно к выходу полосового фильтра и к первому входу логического блока, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, вход которого подключен к выходу усилителя, первый и второй выходы блока управления мостового выпрямителя подключены соответственно к первому и второму индикаторам технического состояния мостового выпрямителя. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство автоматизированного управления полупроводниковыми элементами мостового выпрямителя, содержащее источник питания, выходы которого подключены соответственно к первому входу мостового выпрямителя и входу датчика напряженности магнитного поля, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму входу мостового выпрямителя и входу усилителя, выход усилителя подключен к входу полосового фильтра, логический блок и блок управления мостовым выпрямителем, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам логического блока, а первый и второй управляющие выходы блока управления мостовым выпрямителем подключены соответственно к первому и второму управляющим входам мостового выпрямителя, отличающееся тем, что дополнительно введены пороговый блок и блок сравнения, вход и выход порогового блока подключены соответственно к выходу полосового фильтра и к первому входу логического блока, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, вход которого подключен к выходу усилителя, первый и второй выходы блока управления мостового выпрямителя подключены соответственно к первому и второму индикаторам технического состояния мостового выпрямителя.

2. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что блок сравнения состоит из первого и второго фильтров низкой частоты, выходы которых подключены к первому и второму входам двухвходового операционного усилителя, выход которого является выходом блока, а входы первого и второго фильтра низкой частоты через разнополярно включенные диоды объединены и являются входом блока.

3. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что логический блок состоит из первого и второго двухвходовых элементов «И» и элемента «НЕ», первый вход первого двухвходового элемента «И» подключен к первому входу второго двухвходового элемента «И», второй вход которого подключен к инверсному выходу элемента «НЕ», вход которого подключен ко второму входу первого двухвходового элемента «И», первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока, причем выходы первого и второго двухвходовых элементов «И» являются соответственно первым и вторым выходами блока.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мостовой выпрямитель состоит из двухдиагонального моста и трансформатора, выходы вторичной обмотки которого подключены к первой диагонали моста, ко второй диагонали которого подключена нагрузка, в каждое плечо двухдиагонального моста включено по два полупроводниковых элемента, катодные выводы которых соединены и подключены к соответствующей вершине диагонали, а их анодные выводы подключены к соответствующим контактам двухпозиционного реле, выводы первичной обмотки трансформатора являются входами мостового выпрямителя, а управляющие входы двухпозиционных реле, относящихся к противолежащим плечам двухдиагонального моста попарно объединены и являются соответствующими управляющими входами мостового выпрямителя.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления мостовым выпрямителем состоит из первого и второго электромагнитного реле, каждое из которых снабжено замыкающими контактами, управляющие входы электромагнитных реле являются управляющими выходами блока и подключены к катодам соответствующих диодов, аноды которых являются входами блока, причем входы электромагнитных реле являются выходами блока.