Устройство контроля параметров тиристорного преобразователя Советский патент 1984 года по МПК G05B23/02 

однрвибратора, а третьим входом - к выходу второго элемента НЕ, подключенного входом к выходу четвертого элемента И и к второму входу второго элемента ИЛИ, связанного выходом с нулевыми входами второго, третьего ; и четвертого триггеров, подключенных единичными входами соответственно к выходам пятого, шестого и седьмого элементов И, причем первый вход седьмого элемента И соединен с выходом третьего элемента НЕ, а второй вход с пврвьм входом четвертого элемента И и ,с .прямым выходом второго триггера, соединенного инверсным выходом с вторым входом второгЪ элемента И, второй и третий входы четвёртого элемента И соединены соответственно с прямыми выходами второго и четвертого триггеров, связанных инверсными выходами соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ, подключенного выходом к второму входу третьего элемента И, первые входы пятого и шестого элементов И соединены соответственно с; первыми выходами объекта контрсзля, подключенного вторыми выходами к вторым входам пятого и шестого элементов И, а третьими выходами - к входам соответствующих измерителей параметров и к первым входам соответствующих восьмых элементов И, соединенных вторыми входами с первым выходом второго дешифратора, подключенного входами к вторым выходам второго блока памяти, а вторым вькодом - к управляющим входам ключей, связанных информационными входами с выходами соответствующих измерителей параметров, вход одновибратора подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход первого блока памяти соединен с блоком печати и выходом первого дешифратора, второй вход пятого элемента И соединен с входом третьего элемента НЕ.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее п измерителей параметров,, пульт управления, блок печати, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый и второй элементы НЕ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и функциональных возможностей устройства за счет обеспечения контроля одновременно в нескольких каналах управления тиристорного преобразователя и элементов его силового блока, в него введены седьмой элемент И, третий элемент НЕ, четыре триггера, одновибратор,П ключей, п восьмых элементов И, первый дешифратор, задатчик адреса, блок, совпадения, второй блок памяти, генератор импульсов, блок команд, второй дешифратор и п пятых элементов ИЛИ, соединенных первыми входами с выходами соответствующих ключей, вторыми входами - с выходами соответствуюпияс. восыушх элементов И, a выходами - с первыми входами блока совпадения, подсоединенного вторыми входами к первым выходам второго блока памяти, а выходом - к входу первого элемента НЕ, соединенного выходом с первым входом первого дешифратора, соединенного вторыми входами с входами второго блока памяти и с первыми выходами блока команд, соединенного первым и вторым входами соответственно с первым и вторым выходами пульта управления, третьим входом - с выходом генератора импульсов, четвертым входомс нулевым входом первого триггера, с первым входом второго элемента ИЛИ, с входом первого блока памяти и с (/} третьим выходом пульта управления, пятыми входами - с выходами задатчиС ка адреса, подключенного входом к выходу третьего элемента ИЛИ, соединенного первым входом с вторым выходом блока команд, a вторым входом с четвертым выходом пульта управления, подключенного выходом к э первому входу первого элемента И, первым входом - к выходу первого 3d блока памяти, вторым входом - к выходам второго и третьего элемента И, шестым выходом - к первому входу объ- екта контроля и первому входу генератора импульсов, соединенного вторым входом с вторым входом объекта контроля и выходом первого элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с первыми входами второго и третьего элементов И и с прямым выходом первого ; триггера, соединенного единичным входом с выходом первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу

I

Изобретение относится к контролю устройств дискретной автоматики и может быть использовано для контроля и наладки систем управления и силовых блоков тиристорного преобразователя,

Известно устройство контроля, параметров, содержащее запоминающие блоки, блоки записи, регистры гестов и блоки сравнения, посредством которых в испытуемую схему вводятся контрольные сигналы и осуществляется анализ ее реакции DJ

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля параметров цифровых блоков, содержащее блок измерения параметров, пульт управления, элемент ИЛИ и блок обработки данных, вькод которого соединен с входом блока печати и вторым входом блока памяти 2j .

Однако данное устройство не позволяет контролировать параметры (дли тельности импульсов разной полярности в широком диапазоне) одновременно

в нескольких каналах системы управления тиристорного преобразователя. Кроме того, это устройство не позволяет контролировать элементы силового блока при функциональном режиме тиристорного преобразователя.

Цель изобретения - расширение области применения и функциональных возможностей устройства за счет обеспечения контроля одновременно в нескольких каналах управления тиристорного преобразователя и элементов его силового блока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее И измерителей параметров, пультр управления, блок печати, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый и второй элементы НЕ, введены седьмой элемент И, третий элемент НЕ, четыре триггера, одновибратор, И ключей, П восьмых элементов И, первый дешифратор, задатчик адреса, блок совпадения, второй блок памяти, генератор импульсов блок команд, второй дешифратор и П пятых элементов ИЛИ, соединенных пер выми входами с выходами соответствующих ключей, вторыми входами - с выходами соответствующих восьмых элементов И, а выходами - с первыми вхо дами блока совпадения, подсоединенно го вторыми входами к первым выходам второго блока памяти, а выходом к входу первого элемента НЕ, соединенного выходом с первым входом пер вого дешифратора, соединенного вторы ми входами с входами второго блока памяти и с первыми выходами блока ко манд, соединенного первым и вторым входами соответственно с первым и вторым выходами пульта управления, третьим входом - с выходом генератора импульсов, четвертым входом - с нулевым входом первого триггера, с первым входом второго элемента ИЛИ, с входом первого блока памяти и с третьим выходом п ульта управления, пятыми входами - с выходами задатчика адреса, подключенного входом к выходу третьего элемента ШШ,. соединенного первым входом с вторым выходом блока команд, а вторым входом с четвертым выходом пульта управления, подключенного пятым выходом к первому входу первого, элемента И, первым входом - к выходу первого блока памяти, .вторым входом - к выходам второго и третьего элемента И, шестым выходом - к первому входу объекта контроля и первому входу генератора импульсов, соединенного вторым входом с вторым входом объект контроля и выходом первого элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с первыми входами второго и третьего элементов И и с прямым выходом перво го триггера, соединенного единичным входом с выходом первого элемента И, подключенного вторым входом к выходу одновибратора, а третьим входом - к выходу второго элемента НЕ, подключенного входом к выходу четвертого элемента Ник второму входу второго элемента ИЛИ, связанного выходом с нулевыми входами второго, третьего и четвертого триггеров, подключенных единичными входами соответственно к выходам пятого, шестого и седьмого элементов И, причем первый вход седь мого элемента И .соединен с выходом третьего элемента НЕ, а второй вход с первым входом четвертого элемента и с прямьи выходом второго триггера, го« пиненного инверсным выходом с вторым входом второго элемента И : второй и третий .входы четвертого элемента И соединены соответственно с прямыми выходами второго и четвертого триггеров, связанных инверсными выходами соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента Ш1И, подключенного выходом к второму входу третьего элемента И, первые входы пятого и шестого элементов И соединены соответственно с первыми выходами объекта контроля, подключенного вторыми выходами к вторым входам пятого и шестого элементов И, а третьими выходами - к входам соответствзпощих измерителей параметров и к первым входам соответствующих восьмых элементов И, соединенных вторыми входами с первым выходом второго дешифратора, подключенного входами к вторым выходам второго блока памяти, а вторым выходом - к управляющим входам ключей, связанньпс информационными входами с выходами соответствующих измерителей параметров, вход одновибратора подключен к первому входу шеатого элемента И, второй вход первого блока памяти соединен с блоком печати и выходом первого дешифратора,второй вход пятого элемента И соединен с входом третьего элемента НЕ. На фиг.1 дана блок-схема устройства на фиг.2 - схема, поясняющая работу контролируемого объекта (тиристорного преобразователя); на фиг.З схема кольцевого счетчика; на фиг.4 и 5 - временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит блок 1 обработки данных, состоящий из блока 2 команд с входами 3,4,5,6,7 и выходами 8 и 9, генератора 10 импульсов, первого дешифратора 11, второго блока 12 памяти, первого элемента 13 НЕ и блока 14 совпадения, эадатчик 15 адреса, третий элемент 16 ИЛИ, второй дешифратор 17, пятые элементы ШШ 18,ключи 19, восьмые элементы 20 И, измерители 21 параметров, блоки 22 сравнения с входами 23, 24, 25 и 26, Каждый блок 22 сравнения состоит из элементов И 27 (пятого), 28 (шестого) 29 (четвертого), 30 (первого), 31 (второго), 32 (третьего), 33 (седьмого), элементов ШШ 34 (четвертого), 35 (второго), элементов НЕ 36 (третьего) , 37 (второго), одновибратора 38 и триггеров 39 (второго), 40 (третьего), 41 (четвертого) и 42 (первого). Устройство содержит также первый элемент ИЛИ 43, пульт 44 управления, блок 45 печати, первый блок 46 памяти. Объект 47 контроля (фиг.2) состоит из блока 48 управления с входами 49 и 50 и силового блока 51, содержащего тиристоры 52 и датчики 53 тока. Блок 48 управления срстоит из формирователя 54 временных интервало расцределителя 55 импульсов, задатчи ка 56 режима, задающего генератора 57, генератора 58 опорной частоты, таймера 59, счетчика 60. Блок 2 команд (фиг.З) состоит из девятых элементов И 61, 62, 63, пяты триггеров 64 и шестых триггеров 65. Устройство работает следующим образом. Принцип действия тиристорного пре образователя, в частности трехфазного автономного инвертора напряжения, следующий. Блок 48 формирует последовательность импульсов, в соответствии с которой происходят переключения сило вых и коммутирующих тиристоров силового блока 51. На вход счетчика 60 и таймера 59 поступают импульсы тактовой частоты i. biu где {ц - частота первой гармоники вы ходного напряжения преобразователя. Импульсы тактовой частоты формиру ются блоком .57. На вход блока54 по ступают импульсные сигналы с блока 56, несущие информацию о начале и окончании проводящего состояния ти. ристора. По началу и концу сигнала в блоке 54 формируются коммутирующие сигналы и временные интервалы, соответствующие времени восстановления тиристора. Для формирования импульсо постоянной длительности в блоках 54 и 59 используется частота о по ступающая на эти блоки от стабильного генератора 58, которая использует ся и для формирования сигналов блока ми 56 и 57, что ведет к общей синхро низации системы управления и повьппению устойчивости ее работы. На входы распределителя 55 импул сов поступают сигналы с блоков 54, 59 и 60 и формируются сигналы управ ления всеми тиристорами преобразова теля. Сигналы управления подаются на управляющие входы тиристоров 52 (входы 23 и 24 соответственно для силового и коммутирующего тиристоров). О состоянии тиристоров (включен или отключен) можно судить по реакции датчика 53 тока (сигнал 1 или О на входах 25 и 26 с датчиков тока силового и коммутирующего тиристоров) . Силовой блок 51 автономного инвертора напряжения состоит из шести пар (по две пары на каждую фазу), состоящих из силового и коммутирующего тиристоров. Количество выходных каналов системы управления соответств,ует количеству тиристоров в силовом блоке (для трехфазного автономного инвертора напряжения количество каналов равно двенадцати). В различных тиристорных преобразователях может быть разное число пар тиристоров, поэтому в устройстве рассмотрено подключение блоков к «--и паре тиристоров. Устройство предназначено для контроля состояния любого тиристорного преобразователя в двух режимах его работы. Первый режим - функциональный контроль параметров (длительности импульсов) блока 48. Второй режим - функциональный контроть всего контролируемого объекта 47, т.е. двух его блоков 48 и 51. Работа устройства рассмотрена на примере контроля параметров Тяговых вентильных преобразователей, в частности трехфазного автономного инвертора по двенадцати каналам (шести каналам 23 - для силовых тиристоров, шести каналам 24 - для коммутирующих тиристоров), в соответствии с временной диаграммой, представленной на фиг.4. Реакция блока 51 (состояние датчиков 53 тока) от воздействия управляющих импульсов блока 48 показана на фиг.5 на примере включения силового и коммутирукяцего тиристоР° 2 при активной наЬрузке преобразователя. На фиг.4 представлена диаграмма для одного такта из шести. В каждый следующий такт последовательность импульсов сдвигается на 60 град. При функциональном контроле блока 48 требуется контролировать длительности всех импульсов обеих цр лярностей, формируемых блоком 48 по всем двенадцати каналам. Особенность этих импульсов такова, что их длительность может быть от единиц микросекунд до сотен миллисекунд (в зависимости от типа и режима преобразователя) . При функциональном контроле параметров блока 48 устройство работает следующим образом. С пульта 44 управления устройство устанавливается в исходное состояние либо включением питания (не показано), либо от сигнала сброса (вход 5) после устранения неисправности. Кром того, с пульта 44 задается один из режимов: первый режим - контроль коротких импульсов выходом 6 или контроль длинных импульсов выходом 7, ил второй режим, при котором выдается сигнал с блока 44 на блок 22 и сигна по выходу 6 или 7 в блок 2. С блока 44 запускаются одновременно (выход 50) генератор 10 импульсов устройства и генератор 58 контролируемого дбъекта. При пуске генератор 10 импульсов запускает по входу 3, в зависимости от того, по какому входу 6 или 7 поступает сигнал, счетчик, сос тоящий из триггеров 64, или счетчик, состоящий из триггеров 65. Например, установлен сигнал по входу 6 (контроль коротких импульсов). На фиг.4 . видно, что в единицу времени импульсы могут присутствовать одновременно во всех каналах (в общем виде), причем длительность импульсов значитель но меньше, чем время, необходимое для их последовательного контроля устройством. Это вызьюает необходимость наличия блоков 21 по числу каналов блока 48. Блоки 21 программн опрашиваются блоком 1 при отсутствии сигнала по входу 49, т.е. блок 2 выходами 8 задает адрес ячейки в бло ке 12, адресные выходы которого через блок 17 выбирают бцок 21. Выбран ный блок 21 выдает в цифровом виде значение параметра через ключи 19 и элементы ИЛИ 18 в блок 24. В блоке 14 значение параметра выбранного блока 21 сравнивается с программным значейием, которое поступает с информационных выходов блока 12. В случае несоответствия блок 13 формирует сиг нал неисправности, при котором блок 43 вьпсодом 49 блокирует генераторы 10 и 58, а блок 11 формирует сигнал П Ю . 8 отображающий номер канала блока 48 в котором параметр не соответствует норме. При зтом информация с блока 11 вьшодится в блок 45 печати и блок 44. После устранения неисправности блок 44 устанавливает необходимые блоки в исходное состояние по выходу 5 и запускает устройство и контролируемый объект вновь по выходу 50. При контроле длинных импульсов (порядка миллисекунд и более) устройство может работать, не используя блоки 21. При импульсах такой длительйости устройства успевает проконнё пропустив Ролировать все каналы, ни один импульс. В этом случае с пульта 44 управления выдается сигнал по выходу 7 и сигнал на вход блока 16, который разрешает блоку 15 задать код в блок 2 по выходам 4. Триггеры 65 кольцевого счетчика 2 устанавливаются в соответствии с кодом блока 15. При пуске блок .2.задает адрес в блок 12, начиная с установленного кода, послезаполнения счетчика 2 (триггеры 65) выход 9 вновь разреша- ет блоку 15 установить исходный код. Блок 12 в соответствии с кодом на входах 8 подключает блоком 17 элементы И 20 (количество элементов И равно количеству каналов блрка 48), на которых уже установлен двенадцатиразрядный код, соответствующий состоянию импульсов в каналах. Этот код через блоки 18 поступает в блок 14, где он сравнивается с программньм кодом заданной ячейки блока 12. При несоответствии блок 14 и блок 13 формируют на выходе сигнал. Далее, аналогично описанному блокируются блоки 10 и 58 и информация о неисправности вьшодится в блоки 45 и 44. I При втором режиме контроля тиристорного преобразователя (функщюнальном контроле блоков 48 и 51) контролируются как параметры системы управления, так и реакции тиристоров 52 при воздействии на них .управляющих импульсов. Ответные реакции тиристо ров вьщаются датчиками 53 тока и поступают на входы блока 22 сравнения (вход 25 с датчика тока силового тиристора, вход 26 с коммутирующего тиристора). На другие входы блока 22 поступают управляющие воздействия с блока 48 (вход 23-24 - воздействие соответственно на управляющий вход силового и комму тиру кидёг о тиристоров) Диаграмма, поясняющая включение тиристоров блока 51 под воздействием сигналов блока 48, показана на фиг.5 Блок 22 осуществляет контроль работы одной пары тиристоров (силового и коммутирующего) и работает следующим образом. Триггеры 39, 40 и 41 фиксируют появление сигналов в соответствии с состоянием 1,2,3 диаграммы на фиг.З. По заднему фронту импульса на входе 24 (состояние 3 диаграммы) одновибратор 38 формирует синхроимпульс. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 35 устанавливает триггеры 3.9, 40 и 41 в исходное состояние. При неисправности какого-либо тиристорй сигналы с соответствующих датчиков 53 тока отсутствуют. Соответствукмций триггер 39, 40, 41 не перебрасывается.В этом.случае элемент ИЛИ 35 по синхроимпульсу с блока 38 и наличии сигнала с блока 44 (режим) перебрасывает триггер 42. Появление сигнала с триггера 42 фиксирует общую неисправность в паре тиристоров блока 51. Выявление неисп равного тиристора осуществляется эле ментами И 31 и 32. Появление сигнала на выходе блока 31 соответствует неисправности коммутирующего тиристора на выходе блока 32 - неисправности силового тиристора. Неисправность индицируется в блоке 44, а выход с блока 42 блокирует генераторы 10 и 58. После устранения неисправности контролируемый объект запускается вновь с блока 44 по входу 50. Во втором режиме контроля одновременно с блоком 51 контролируется и блок 48. Контроль блока 48 осуществляется аналогично, как и в первом режиме. При изменении типа тиристорного преобразователя или режима его работы изменяется диаграмма. При этом надо изменить программу блока 12 в блоке 1 обработки данных. Схема блока 22 при этом.меняется. Предлагаемое устройство позволяет контролировать параметры (длительность импульсов) при функционировании тиристорного преобразователя, когда управляющие импульсы в системе управления тиристорного преобразователя могут быть сформированы в любой последовательности по всем каналам. Кроме того, это устройство позволяет контролировать элементы силового блока при функциональном режиме тиристорного преобразователя.

фиг.2

- 40Mjl

:B . : 5 §; 55

4

4J

ч-

% ; 5

;з

Put.5