Способ функционального контроля многофазного импульсного регулятора напряжения Советский патент 1993 года по МПК H02M3/10 G01R19/02 H02H7/12 

VI со

Os

ел

00

00

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности, к способам преобразования постоянного напряжения.

Известен способ контроля вентильного преобразователя, при котором контролиру- ют суммы токов групп вентилей, на основе их сравнения и по знаку их разности определяют поврежденную группу вентилей.

Недостатком этого способа является невозможность контроля несинхронно ра- ботающих групп вентилей, образующих фазы преобразователя, например, многофазного частотно-импульсного или широт- но-импульсного преобразователя, содержащего группы полупроводниковых вентилей, включаемых со сдвигом во времени.

Кроме того, отсутствует возможность определения номера фазы, перешедшей в аварийный режим, что делает контроль недостаточно надежным.

Известен также способ контроля состояния тиристоров статического преобразователя по отказам типа невыключение и самопроизвольное включение тиристора.

Недостатком указанного способа явля- ется сложность реализации при контроле многофазных преобразователей, отсутствие возможности контроля невключения тиристора и аварийных процессов в нагрузочной части преобразователя, что ог- раничивает функциональные возможности способа.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является способ функционального контроля многофазного регулятора постоянного напряжения, каждая из фаз которого выполнена на управляемых полупроводниковых вентилях и снабжена сглаживающим дросселем и обратным диодом, суть которого состоит в том, что в моменты, равноотстоящие по времени от моментов подачи сигна- лов включения вентилей, измеряют электрические параметры в цепях контролируемого регулятора, определяя состоя- ние управляемого вентиля каждой из фаз и его соответствие сигналу на включение, при несоответствии - подается сигнал о неисправности в конкретной фазе.

Данный способ не позволяет осуществ- лять контроль сглаживающих дросселей фаз и обратных диодов фаз, что ограничивает функциональные возможности способа контроля.

Целью изобретения является расшире- мне функциональных возможностей способа контроля многофазного импульсного регулятора напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в моменты, равноотстоящие по времени от

моментов подачи сигналов включения вентилей, измеряют электрические параметры в цепях контролируемого регулятора, измеряют мгновенные значение величин напряжений на нагрузке контролируемого регулятора и в питающей сети, причем первые значения параметров, полученные при предыдущем измерении, запоминают и сравнивают со вторыми значениями соответствующих параметров, полученными при последующем измерении, при этом в случае несовпадения типов неравенства первых и вторых значений параметров или в случае равенства первого и второго значений напряжения сети и неравенства первого и второго напряжений на нагрузке формируют сигнал о неисправности контролируемого регулятора.

При формировании сигнала о неисправности контролируемого регулятора фиксируют номер его фазы, сигнал на включение вентилей который был сформирован в период между измерениями первых и вторых параметров. В случае превышения первым значением напряжения на нагрузке его второго значения формируют сигнал о невключении фазы или о пробое обратного диода этой фазы, а в случае обратного неравенства упомянутых напряжений формируют сигнал об обрыве цепи обратного диода или внеочередном включении фазы или межвитко- вом замыкании сглаживающего дросселя этой фазы регулятора.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, с помощью которого может быть реализован способ контроля.

Устройство функционального контроля многофазного импульсного регулятора напряжения 1 содержит блок управления 2, на выходе 2.1 которого формируются сигналы с частотой следования f, а на выходах 2.2..,2т - последовательность распределенных во времени сигналов включения управляемых полупроводниковых вентилей фаз регулятора с частотой f:m (где m - число фаз); датчика 3 напряжения (UH) на нагрузке 4 регулятора, датчика 5 напряжения в питающей сети (Uc); блока синхронизации 6; бло- ков измерения 7, 8; запоминающих устройств 9, 10; блоков сравнения 11, 12; блока логики 13; блока определения фазы 14; устройства отображения информации 15.

На управляемые полупроводниковые вентили фаз m-фазного импульсного регулятора напряжения 1 подаются сигналы с выводов 2.2...2т блока управления 2.

Выходы датчика 3 напряжения на нагрузке 4 регулятора и датчика 5 напряжения в питающей сети подключены к одним из

входов соответствующих блоков измерения 7, 8; выходы которых соединяются с одними из входов соответствующих запоминающих устройств 9,10; выходы последних соединяются с одними из входов блоков сравнения 11,12. Выходы блоков сравнения 11,12 подключены ко входам блока логики 13, один выход которого соединяется с одним из входов блока определения фазы 14, на другие входы которого подаются сигналы с выво- дов2.1...2т блока управления 2. Выход блока 14 соединяется с одним из входов устройства отображения информации 15, второй вход которого подключен ко второму выходу блока логики 13. Вывод 2.1 блока управления 2 также подключен ко входу блока синхронизации б, выходы которого соединены с соответствующими входами блоков, 8, 9, 10, 11, 12, 13.

Устройство работает следующим обра- зом.

На выходах блока синхронизации б формируется последовательность сигналов, определяющих порядок функционирования блоков 7...13 за период сигналов, поступаю- щих с вывода 2.1 блока управления 2. С выходов датчиков 3 и 5 сигналы, пропорциональные величинам соответственно напряжения на нагрузке 4 многофазного регулятора 1 и напряжения в питающей се- ти поступают на входы блоков измерения 7, 8. После чего результаты измерений заносятся в запоминающие устройства 9, 10; на выходах которых появляются сигналы, пропорциональные мгновенным значениям ве- личин соответствующих параметров, полученных при предыдущем (И) и последующем (I) измерении. Эти сигналы поступают на входы блоков сравнения 11, 12, где определяются равенство, неравенство и тип не- равенства сравниваемых величин соответствующих параметров. Результаты сравнения фиксируются и анализируются блоком логики 13. Блок логики 13 формирует сигнал о неисправности контролируемо- го регулятора, поступающий на вход блока определения фазы 14 в следующих случаях:

a) UHi () UHM Un UiM

б) UHi UHI-1 Uii DIM

в) UHi UHi-i Un UIM

При этом блок 14 определяет и фиксирует номер неисправной фазы, сигнал на включение которой был сформирован в период между измерениями первых и вторых значений параметров.

0 5

0

5 0 5 0 5

0

5

При неравенстве UHI UHM блок 13 формирует сигнал, указывающий на наличие следующей группы отказов в фазе:

а) пропуск включения фазы (например, из-за неисправности цепей управления вентилями или нарушения целостности монтажа фазы);

б) пробой обратного диода фазы. При неравенстве UHi UHM - идентифицируется группа следующих отказов в фазе:

а) обрыв цепи обратного диода фазы;

б) межвитковое замыкание сглаживающего дросселя фазы;

в) внеочередное включение фазы.

Информация о наличии и характере неисправности конкретной фазы поступает от блоков 13, 14 на устройство отображения информации 15.

Изложенный способ за счет контроля функционирования многофазного импульсного регулятора напряжения по интегральному параметру, каким является напряжение на нагрузке, с оценкой состояния не только управляемых полупроводниковых вентилей, но и обратных диодов, сглаживающих дросселей фаз обеспечивает расширение функциональных возможностей контроля, а следовательно, предупреждение возникновения зависимых отказов в регуляторе и развития тяжелых аварийных режимов.

Формула изобретения 1. Способ функционального контроля многофазного импульсного регулятора напряжения, каждая из фаз которого выполнена на управляемых полупроводниковых вентилях с обратными диодами и снабжена сглаживающим дросселем, заключающийся в том, что в моменты, равноотстоящие по времени от моментов подачи сигналов включения вентилей, измеряют электрические параметры в цепях контролируемого регулятора, отличающийся в том, что, с целью расширения функциональных возможностей измеряют мгновенные значения напряжений на нагрузке контролируемого регулятора и в питающей сети, причем первые значения параметров, полученные при предыдущем измерении, запоминают и сравнивают со вторыми значениями соответствующих параметров, полученными при последующем измерении, при этом в случае несовпадения типов неравенства первых и вторых значений параметров или в случае равенства первого и второго значений напряжения сети и неравенства первого и второго напряжений на нагрузке формируют сигнал о неисправности контролируемого регулятора.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что при формировании сигнала о неисправности контролируемого регулятора фиксируют номер его фазы, сигнал на включение вентилей которой был сформирован в период между измерениями первых и вторых значений параметров.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что в случае превышения первым

значением напряжения на нагрузке его второго значения формируют сигнал о невключении фазы или о пробое обратного диода этой фазы, а в случае обратного неравенства упомянутых напряжений формируют сигнал об обрыве цепи обратного диода, или внеочередном включении фазы или межвитко- вом замыкании сглаживающего дросселя этой фазы регулятора.

Сущность изобретения: схема устройства функционального контроля т-фазного регулятора (где m - число фаз) напряжения 1 состоит из блока управления 2, на выходе 2.1 которого формируются тактовые импульсы с частотой следования f, а на выходах 2.2..2т - последовательность распределенных во времени импульсов управления ти- ристорами фаз частотой f:m, датчика 3 напряжения (Ун) на нагрузке 4 регулятора, датчика 5 напряжения в питающей сети (Ос), блока синхронизации 6, блоков измерения 7, 8, запоминающих устройств 9, 10, блоков сравнения 11, 12, блока логики 13, блока определения фазы 14, устройства отображения информации 15. 1 ил. с ел с