Устройство для диагностирования выпрямителя Советский патент 1988 года по МПК H02H7/12 

05 05 00 ел

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

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

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

схема устройства сравнения кодов; наформируется сигнал «О, фиг. 7 -- временные диаграммы сигна-Блок 13 осуществляет выделение инлов задатчика временных интервалов; натервалов времени между точками естественфиг. 8 и 9 - кодовые таблицы состоя-ной коммутации трехфазной системы напряний выпрямителя и каналов диагностирова-жений.

ния его состояния.Ко.мпараторы 70-75 (фиг. 2а) формируВ состав устройства (фиг. 1) входят 20 ют на выходе «1, когда уровень напряжедиоды 1-6, датчики 7-12 проводимости,ния на их первом входе превышает ве- задатчик 13 временных интервалов с входными 14 - 25 и выходными 26-31 клеммами, двоичный дешифратор 32, блок 33 сравнения кодов и индикации с входами

25

личину сигнала на втором входе компаратора.

Элементы 76-117 переходят в состояние «4, когда на их входах одновременно присутствуют сигналы «.

34 - 63, понижающий трансфор.матор 64, входные 65-67 и выходные 68 и 69 клеммы выпрямителя.

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

30

Селекторы 130-- 141 передают на выход сигнал «I, 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 142-153

В состав блока 33 сравнения кодов (фиг. 3-6) входят элементы 2И 82- 117, элементы 4ИЛИ 118-123, элементы 2ИЛИ 124-129, селекторы 130-141 длительности импульсов, D-триггеры 142-153, световые индикаторы 154-165, клемма 166 для подклю- 5 в нулевое состоя н е произво иТся подачей чения источника «О, клемма 167 для под-„д приоритетный установочный R-вход сигключения источника «I, ключевой эле-нала «О. Ключ l68 переключается вручмент 168.ную

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; 45 QI Qf - выходные сигналы блока 13 со- ответсгвенно для клемм 26-31; Q- - Qi2 - выходные сигналы датчиков 7-12 проводимости соответственно; а, Ь, с, d, е, f, k - точки естественной ком.мутации; к.з.1 - короткое замыкание в цепи i-ro диода, где i 1, 2, 3, 50 4, 5, 6 (фиг. 3); р, i - разрыв в цепи i-ro диода, где i I, 2, 3, 4, 5, 6 (фиг. 3); А, С; С, В; В, С; А, В; В, А и С, А - выходные сигналы компараторов 70 - 75 (фиг. 2а); ПК - позиционный код.

Устройство работает следующим образом.

Диоды 1 -6 включены по трехфазной мостовой схеме. Датчики 7-12 проводимости включены параллельно сил.овым диодам 1 -6. Дешифратор 32 соединен с выходами датчиков 7-12 проводимости. Блок 13 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 А. 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 142

55

При работоспособности элементов I-6 силовой части схемы в открытом состоянии попарно находятся следующие диоды.

ния на их первом входе превышает ве-

5

личину сигнала на втором входе компаратора.

Элементы 76-117 переходят в состояние «4, когда на их входах одновременно присутствуют сигналы «.

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

30

Селекторы 130-- 141 передают на выход сигнал «I, 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 142-153

5 в нулевое состоя н е произво иТся подачей „д приоритетный установочный R-вход сигУстройство работает следующим образом.

При работоспособности элементов I-6 силовой части схемы в открытом состоянии попарно находятся следующие диоды.

нтервал утации

a-b b-c c-d d-e e-f

f-k

ком- Открыты диоды

1, 1,6

3,6 2,3 2,5 4,5

При этом на выходах датчиков 7-12 проводимости формируется последовательность 0 и «1 (фиг. 6, строки 1 - 6, сигналы Q- - Qi2), а на выходах де1иифрато- ра 32 имеются сигналы, эквивалентные числовой десятичной носледовательности 9 33; 36; 6; 18; 24 (ПК).

С помощью блока 13 выделяются импульсы, длительность которы.ч соответствует определенному интервалу ко.ммутации. Блок 13 образом.

(фиг. 2а) работает следуюн им

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

С помощью элемента 2И 76, на входы которого подаются выходные импульсы компараторов 70 и 71, фор.мируется сигнал «1 (фиг. 7а), длительность которого соответствует интервалу а-Ь.

Аналогичны.м образом с помощью ко.мпа- раторов 70-75 и э. 1ементов 77-81 (фиг. 2а; фиг. 7а -ж) выделяются сигналы (фиг. 7и - н), длительность которых соответствует определенному интервалу времени, обозначенному на фиг. 2;з 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, при.чем «1 «движется последовательно из предыдущего разряда в последующий, образуя те.м самым кодовые комбинации, характерные для кольцевых счетчиков.

Блок 13 играет роль формирователя опорного кольцевого кОлТа, по отноц1ению к которому сравнивается код на выходе дещифратора ,32.

На фиг. 8 представ.лена полная таблица кодовых состояний выпрямите.тя с уст0

5

0

5

0

5

0

5

роиством для диагностирования, где стро- ка.м 1-6 соответствует исправное состояние силовой части схемы.

Рассмотрим строки 7-12 для участка а -б, когда шести возможным неисправностям соответствует последовательность 13; 25; 41; 1 и 8. Здесь, если принять за основу одиночные неисправности, возможно четыре варианта к.з. (к.з.2; к.3.3; к.3.5; к.з.6) и два варианта р (р. 4; р.1 ), причем количество возможных к.з. и р. является общим для любого из нижеследующих в таблице на фиг. 8 интервалов коммутации.

Для интервала b-с (фиг. 8, строки 13- 18) 37; 41; 49; 1 и 32. Сравнивая с интервалом а-Ь, находим идентичные строки 10; 15() и 11, 17 (ПК I). Однако на интервале а - b опорный код 100000 (Qi - QH), а на интервале b - с - 010000. Поэтому, если сравнивать ПК на выходе блока 32 с кодом на выходе блока 13, то в системе диагностирования отсутствуют идентичные 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 ПК, которая характеризует неисправное состояние вьп1рямителя. Этой последовательностью яв.чяется яд чисел; 1; 2; 4; 7; 8; 11; 13; 14; 16; 19; 22; 25; 26; 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. 9а), клеммы 40 63 мод каждым число.м верхнего ряда таблицы).

Кроме того, обобщая результаты, приведенные на фиг. 8 (второй столбец сира- ва), можно сделать вывод, что для режима «К.з. I характерен ПК 7; 19; 25; 37, для «Р. 1 - 32 (фиг. 96, первый столбец). Неисправность вида «К.з. 2 имеет ПК 11; 26; 35; 38, а «Р. 2 - ПК 4; 16 и т.д. При этом число 25 чается как при к.з. 5, так и при к.з. 37 имеет место для к.з. I и для к.з. То же самое можно сказат) и д,1я «Р.

число 25 встре- 1, число 3 и т.д. режима

0

5

Однако, например, ПК 25 (к.з. 1) соответствует вспомогательный код 000001 (фиг. 8, интервал f--k), а для (к.з. 5) - вспомогательный код 100000 (интервал а-Ь). Следовательно, рассматривая ПК на выходе блока 32 в сочетании с кодом на выходе блока 13, можно достичь абсолютного распознавания характера и места неисправности в схеме ВП. Данная операция производится с noMonibio блока 33 (фиг. 3-6).

Здесь в скобках при поз. 40 ()3 входных клемм блока 33 указаны значения

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 ра- 5 ботают и другие ячейки блока 33, изображенные на фиг. , причем индикация к.з. производится ячейкой с четырьмя входными элементами 2И и одним 4ИЛИ, а индикация р. - по каналу с вход- 10 ным 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 расширя- Неисправное состояние вентиля I харак- 15 ются функциональные возможности устрой- теризуется последовательностью чисел 7; 19;етва и достоверность процесса диагности25; 37 (к.з. 1) и 8; 32 (Р. 1) (фиг. 96), попозиционного 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 на клемму 166.

Входы D и 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 I.

лученных на основании обобщенной таблицы кодовых состояний выпрямителя (фиг. 8, строки 7-42).

Предположим, что на интервале d - е произошло короткое замыкание в цепи вентиля 1. Тогда на входе 43 элемента 33 (выходе дешифратора 32) появляется «1, соответствующая числу 7 (фиг. 8, строка 25; фиг. 9а). Одновременно с этим задат- чик 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 118 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 19), 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),прирования.

Селекторы 130-141 исключают ложное срабатывание триггеров 142-153 ложными 20 кратковременными импу.тьсами, которые являются результатом естественного разброса параметров датчиков 7-12 проводимости.

Формула изобретения

25 Устройство для диагностирования выпрямителя, выполненного по трехфазной мостовой схеме, содержащее датчики про- води.мости си.ювых вентилей, индикаторы и задатчик временных интервалов, входы которого предназначены для подключения к входным выводам переменного тока диагностируемого выпрямителя, отличающееся те.м, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения достоверности результатов диагностирования, в него введены двоичный дешифратор и блок сравнения кодов, при этом входы двоичного дешифратора соединены с выходами датчиков проводи.мости, выходы двоичного дешифратора и задатчика временных интервалов подключены к входам блока срав40 нения кодов, выходы которого соединены с индикаторами.

30

35

рования.

Селекторы 130-141 исключают ложное срабатывание триггеров 142-153 ложными кратковременными импу.тьсами, которые являются результатом естественного разброса параметров датчиков 7-12 проводимости.

Формула изобретения

Устройство для диагностирования выпрямителя, выполненного по трехфазной мостовой схеме, содержащее датчики про- води.мости си.ювых вентилей, индикаторы и задатчик временных интервалов, входы которого предназначены для подключения к входным выводам переменного тока диагностируемого выпрямителя, отличающееся те.м, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения достоверности результатов диагностирования, в него введены двоичный дешифратор и блок сравнения кодов, при этом входы двоичного дешифратора соединены с выходами датчиков проводи.мости, выходы двоичного дешифратора и задатчика временных интервалов подключены к входам блока сравнения кодов, выходы которого соединены с индикаторами.

Я 1 7.1 I 7.M 7.1 I s.o. fjgj. f4,4

tf, QS Оз Q QS Oe

la-в) (в-с) (c-cf) (d-e) (e-f) (J-K) a

ABC 65Q 66 Q 670

) CNj - Г

O OKCOCh N S) , C

I/« -160

Фиг л

i6

« o

Риг. 7