Способ контроля исправности системы управления тиристорного преобразователя

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 3(51) Н ОБРЕТЕЕЛЬСТВУ титу во СССР80,СССР СПРАВСТОРНО ийся нериру тли" целью ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИ(54)(57) 1. СПОСОБ КОНТРОЛЯНОСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, заключающв том, что измеряют период гемых импульсов управления, оч а ю щ и й с я тем, что, с повышения надежности путем выявле.ния единичных сбоев в системе управ. ления и повышения устойчивости контроля при переменной частоте преобразователя, в последовательности импульсов управления между И и (и+1)-м импульсом производят интегрирование сигнала заданной положительной величины, между (П+1) и (и+2) -м импульсами изменяют знак сигнала заданной положительной величины на отрицательный и продолжают интегрирование, причем в момент времени появления (и+2)- го импульса измеряют величину интегрированного сигнала, сравнивают ее по модулю с допустимой величиной и при превышении измеренной величиной Я допустимой выдают сигнал неисправности системы управления.1095333 510 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью повыше" ния достоверности и быстродействия Изобретение относится к преобразовательной технике и может бытьприменено при создании систем управ- .ления преобразовательных устройствразличного назначения, например исистемах управления тиристорныхпреобразователей для индукционногонагрева.Известен способ контроля исправности систем управления тиристорногопреобразователя, заключающийся визмерении параметров выходных им-.пульсов системы управления, сравнении их с допустимыми и выдаче сигнала неисправности при превышении величинами измеренных параметров допустимых значений (1).Недостаток данного способа - невозможность определения единичных .сбоев в системе управления в .слу- чаях, когда параметры выходных импульсов изменяются скачком, но не выходт запределы допустимых. Скачкообразные изменения параметров, например Фазы или частоты, могут сказываться на надежности всего преобразователя в целом.Наиболее близок к предлагаемому способ контроля исправности системы управления тиристорного преобразователя путем измерения периода генерируемых импульсов управления и ,сравнения его с заданной допустимойвеличиной 21Недостатком известного способа является отсутствие контроля за единичными сбоями и системе управления в виде изменений периода импульсов как в сторону увеличивания, так и в сторону уменьшенйя, если длительность периода при этом не выходит эа.границы заданной допустимой величины. Единснные сбои в виде скачкообразных изменений периода следования импульсов управЛения вызывают, как правило, возникновение перенапряжений в сйловой схеме преобразователя . и единичные сокращения времени, представляемого на восстановление управляемым вентилем, Указанные факторы значительно снйжают надежность преобразователя, при этом выявление причин отказов преобразователей в случае единичных сбоев весьма сложно.Цель изобретения - повышение на" дежности путем выявления единичных контроля операции производят одновре 1менно и параллельно для и = К иО=К+1. 2сбоев в системе управления, повышенив устойчивости контроля при пере- менной частоте преобразователя а также достоверности и быстродействия контроля.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля исправности системы управления тиристорного преобразователя, заключающемуся в том, что измеряют период генерируемых импульсов управления,ь последовательности импульсов.управления между и и (и+1)-м импуль.сом производят интегрирование сигнала заданной величины, а между(1+1) и (и+2)-м импульсами изменяютзнак сигнала заданной положительной величины на отрицательный ипродолжают интегрирование, причемв момент времени появления (и+2)-го,импульса производят измерение величины интегрированного сигнала, сравнивают его по модулю с допустимойвеличиной и при превышении измеренной величиной допустимой выдаютсигнал неисправности системы управления.Кроме того, операция производятодновременно и параллельно для6=К и и=К+1.30 На фиг. 1 приведена структурная,схема автоматической системы контроля, реализуюшей способ контроляисправности системы управления; нафиг, 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие способ контроля иснравности системы управления.Структурная схема системы контроля (Фиг.1) содержит счетный триггер 1, ключевые элементы 2 " 5, 40 интеграторы б и 7, стробирующиекомпараторы 8 и 9, суммирующий элемент 10, диФФеренцирующие цепочки 11и 12, а также элементы 13 и 14 задержкиНа Фиг, 2 приняты следующие офо значения: ц - импульсы, генерируемыесистемой управления; Пз - первыйсигнал на интегрирование; 0 З - второй сигнал на одновременное и параллельное интегрирование; О, - .сиг нал от первого интегрирования;Ццг - сигнал От второго параллельного интегрирования; 0 - сигнал неисправности системы управления;.Поо - допустимый уровень сигнала;55 Пим ИимИ им з - сигналы при1095333 10 15 ц " л появлении любого скачкообразного изменения периода; Т и Т - периоды между импульсами первым - вторым и вторым - третьим соответственно, Последовательность импульсов, генерируемая системой управления, О) обозначена в порядке следования 1, 2, 3. и т.д. Допустим, п=1 при этом между первым и вторым импульсами ОЗ положителен и равен О .,Между: вторым и третьим импульсами отрицателен и равен -О, . Соответ ственно сигнал от интегрирования между первым и вторым импульсами описывается выражением между вторым и третьим импульсами Т 1-ЬОц Оо ", ОоУ (1) 20 где- постоянная интегрирования;Оо - эадднная величина для интегрирования;текущее время.При возникновении единичногосбоя в системе управления возникает скачкообразное изменение периода (на фиг, 2 такой случай показан изменением периода между импульсами первый - второй и второй - третий соответственно Т и Т,1). В момент прихода третьего (1+2)-го импульса сигнал от интегрирования равен= - (Т- Т ),ЪКак следует иэ формулы (2) сигнал от интегрирования в момент по.явления З-го.(и+2)-го импульса пропорционален разности близлежащихпериодов, т.е, при появлении любого скачкообразного изменения периода появляется сигнал, индицирующийего (на фиг. 2 он обозначен Ом),При появлении сбоев в последующихпериодах. процессы протекают аналогичнои появляются соответственносигналы Оим 1 Оим. В случаекогда сигнал О превышает допустимый уровень Оо , который устанавливается из допустимой величиныскачка периода, формируется сигналО 1 (фиг.2), являющийся сигналом неисправности системы управления, Приплавной регулировке частоты преобразователя автоматически или вручную разность длительности периодовимпульсов управления, следующихдруг эа другом, мала, вследствие. чего Оф 9 и сигнал О, не формируется;Для большей надежности и достоверности операции способа производят одновременно и параллельно,но со сдвигом на один период, т.е.,если в первом описанном случаеЯ=К, то в данном И =К+1, а именно 65 интегрируютИо между вторым нтретьим импульсами, а-И междутретьим и четвертым импульсами.Процессы при этом протекают аналогично описанным (временные диаграммы О и Оо на фиг,2). Быстродействие при параллельном и одновременноминтегрировании повышается за счеттого, что при сбое в четном (2, 4,б и т.д.) импульсе управления сигналОм появляется первым во второмпараллельном канале интегрированияи с задержкой на период в первом.При сбое в нечетном, наоборот, И , .появляется в первом и с задержкойна период во .втором. Укаэанные процессы иллюстрируются временными диаграммами на фиг. 2. Пусть при поступлении первого импульса триггер 1 устанавливается в состояние, .при котором на прямом выходе (сигнал Ов ) имеется высокий потенциал - ф 11, а на инверсном (сигнал И) - низкий О, При этом открывается ключ 2 и начинается интегрирование сигнала И интегратоо ром б. С поступлением второго импуль са триггер устанавливает О на прямом и ф 1 фф на инверсном выходах. Ключи 3 и 4 открываются, а ранее открытые закрываются. На вход интегратора б поступает сигнал - О , а на интегратор 7О . Сигнал на выходе интегратора б начинает снижаться, а на интеграторе 7 - нарастать. С при приходом третьего импульса положитель ный импульс, полученный в результате дифференцирования сигнала Оз, (триггер 1 Устанавливает 1 на прямом выходе) дифференцирующей цепочкой 11, открывает компаратор 8, настроенный на срабатывание в случае, если входной сигнал на него по модулю превышает Одоп, компаратор срабатывает, выдавая на суммирующую схему сигнал неисправности схе-, мы управления. С минимальной задержкой вРемени, определяемой элементом 13 задержки, производится сброс интегратора в состояние О и начало нового интегрирования сигналаИо При поступлении четвертого импульса аналогично включается компаратор 9 и процессы протекают как описано выше.Способ с помощью системы контроля, структурная схема которой показана на фиг. 1, осуществляется следующим образом. Способ контроля исправности системы управления тиристорного преобразователя путем измерения периода генерируемых импульсов управления и сравненияего с заданной величиной заключается в том, что в последовательности импульсов управления между и и (и+1)-м (в частности,1095333 ПИ Заказ 3617/39 . Тираж 667 дписно иал ППП "Патент", г. Ужго П ная,между первым и вторым) импульсом производят интегрирование заданной положительной величины - выходного сигнала триггера 1 с помощью интегратора 6 и между (и+1) и (и+2) -м (вторым н, третьим) изменяют знак сигнала 5 заданной положительной величины на отрицательный (с помощью ключей Е - 5) и продолжают интегрирование с помощью интегратора 6, причем в момент появления (и+2)-го (третьего) 10 импульса с помощью компаратора 8 про изводят измерение величины интегри,рованного сигнала, сравнивают его по модулю с заданной величиной Удо и при превышении последней выдают 15 сигнал неисправности системы управления.При реализации способа система контроля по схеме фиг. 1 была построена на интегральных микросхе:мах серий К 140 и К 511, при этом величина интегрируемого сигнала составила 15 В, величина Ид7,5 В, время задержки схемы 13 задержки - 200 мкс.Использование предлагаемого способа в системах управления,защиты и контроля тиристорных преобразователей частоты позволяет повысить надежность преобразователя при его работе в условиях действия реальных промышленных помех на импульсные элементы системы управления. Упрощается наладка блока управления и диагностика неисправностей в процессе эксплуатации, В результате повышения надежности работы при использовании преобразователя в установках изотермической штамповки экономический эффект составляет 800 руб. в год на одну установку.