Устройство для автоматического контроля системы управления тиристорным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 7 9) ОИ 51)5 В 60 1 3/12 СТВУ дл ВЛ се ОГОИСТОР и д ф, лено Комму ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 07 НРЫТИРМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСИОМУ СВИ(71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А.В.Горленко, И.К.Лакин: и А.В.Никифоров(56) Зайцев В.К., Алексеев А.Г. Стационарное диагностическое устройствоя блока управления электровоза80 Р" Труды ВНИИЖТ, 1982, вып. В 650,97-104.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРНЬИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к трпорту, в частности к устройствамавтоматического контроля системравления тиристорными преобразолями транспортных средств, и нана повышение точности конттатор 4 измерительными вхо 2подключен к выходам системы управления тиристорным преобразователем 2, синхронизирующими входами - к блоку 3 синхронизации, первым и вторым выхо.ами - к ограничителю 6 импульсов и компаратору 5. Счетчик 7 измеряет длительность, фазу и амплитуду импульсов, которая сравнивается в компараторе 5 с напряжением регулируемого источника 9 порогового напряжения. Управление измерением и регистрация параметров, а также воздействие имитаторами 8, 11, 12 контроллера управления, датчика тока и датчика угла коммутации на систему 1 управления осуществляется блоком 10 управления регистрации, выполненным на управля ющей электронно-вычислительной машине. Измерение указанных параметров одним счетчиком 7 позволяет получить заданную точность измерения и хранить данные контроля всех систем 1 управления в блоке 10 управления и регистрации. 3 ил.Изобретение относится к транснорФту, в частности к устройствам дляавтоматического контроля системы управления тиристорным преобразователем транспортных .средств.Цель изобретения - повышение точности контроля.На фиг1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональнаясхема блока управления и регистрации; на Фиг, 3 - функциональная схема счетчика.Устройство(фиг. 1) для контролясистемы 1 управления тиристорнымпреобразователем 2 содержит узел 3синхронизации, подключенный к синхронизирующим входам коммутатора 4, измерительные входы которого соедине,ны с выходами системы 1 управления.Выходы коммутатора 4 подключены кодному из входов компаратора 5 ивходу ограничителя б импульсов, въходы которых соединены с вхоцамисчетчика 7. Третий выход коммутатора 4 подключен к синхронизирующемувходу имитатора 8 контроллера управления. Другой вход компаратора 5 под"ключен к источнику 9 порогового напряжения. Блок 10 управления и регистрации соединен выходом с дополнительным входом коммутатора 4, входом 9 источника, входами имитатора 8контроллера управления, имитатора 1 1датчика тока и имитатора 12 датчикаугла коммутации, а также каналомввода-вывода с счетчиком 7. Выходыимитаторов 8,- 11 и 12 подключены квходам системы.1 управления.Блок 10 управления и регистрации(Фиг. 2) выполнен в виде управляющей электронно-вычислительной .машины,включающей микропроцессор 13, элемент 14 памяти и интерфейсные адаптеры 15-21, объединенные шинами адреса, данных и управления. Адаптер21 соединен каналом ввода-вывода сдисплеем 22 с клавиатурой для вводапрограмм контроля и эталонных значений контролируемых сигналов. Адаптеры 15-20 осуществляют связь с элементами 4-12 устройства посредствомшин 23-29,Счетчик (фиг, 3) содержит Формирователи 30 и 31, входы которого являются измерительными входами счетчика, тригер 32 элементы 33, 34совпадения, одновибратор 35, элемент 36 совпадения, триггер 37, элемент 38 ИЛИ, элементы 39, 40 совпадения, генератор 41 меток времени,селектор 42 импульсов, элементы 4346 совпадения, счетный блок 47, од новибратор 48, регистр 49 и триггер50. Одни из входов элементов 33-46являются управляющими входами счетчика, а выходы элементов 49,50 -его информационными выходами, соединенными шинами 23, 24 канала вводавывода с блоком 10.Режим работы счетчика 7: измерение длительности импульсов (ДИ)из"мерение Фазы импульсов (ФИ); счетчисла импульсов за заданный интер. вал времени (ЧИ), задается четырехразряднъы двоичным кодом, поступающим о информационно-управляющемуканалу 23 от блока 10. При этом каждый из трех разрядов кода соответствует одному из перечисленных режимов работы универсального счетчика,а сигнал четвертого разряда"Сброс/пуск" осуществляет обнулениесчетного блока 47 и перебрасывает .триггер 50 окончания измеренияв исходное состояние, тем самым подготавливае.т счетчик 7 к новому измерению.Управляющие сигналы ДИ, ФИ, ЧИ поступают на входы элементов совпадения иодин из них, действительный в рассматриваемом режиме работы, осуществляет коммутацию входных сигнальныхцепей на выходы соответствующих элементов совпадения.Генератор 41 меток времени формирует на своих трех выходах импульсы,частота которых соответствует определенному режиму измерения. Так, на выходе 51 формируются импульсы часто"той 180 кГц, на выходе 52 - 18 кГц,а на выходе 53 - 0,5 Гц.В режиме контроля длительностиимпульсов по каналу ввода-вывода отблока 10 поступает по шине 23 насчетчик сигнал ДИ = лог. 1, открывающий элементы 33,39 и 44. Контролируемые импульсы поступают на входФормирователя 30, на выходе 54 которого формируются короткие импульсыпо положительному Фронту контролируемых импульсов, а на выходе 55 55по отрицательному фронту. Эти импульсы переключают триггер 37 в сос.тояние "Начало цикла", выходной сигнал которого определяет время, в течение которого селектор 42 передаетна свой выход сигналы, поступающие с генератора 41 меток времени. Эти сигналы подсчитываются в счетном бло, ке 47 и после переключения триггера 37 в исходное состояние импульсом на выходе 55 формирователя 30 на выходе одновибратора 48 появляется импульс, переписывающий информацию из счетного блоха 47 в регистр 49 данных. Одновременно перебрасывается триггер 50, фиксирующий окончание контроля длительности импульсов.Выходной сигнал триггера 50 является, во-первых, информационным и, вовторых, блокирует раооту триггера 37 для исключения повторного измерения. Сигнал с выхода триггера 37 совместно с сигналами ДИ, ФИ, ЧИ является общим управляющим для элементов 43- 46 совпадения.В режиме контроля фазы импульсов отличие работы счетчика 7 состоит в том, что интервал времени, в течение которого происходит прохождение сигналов с генератора 41 меток времени через селектор 42 на счетный блок 47, определяется сдвигом во времени контролируемого сигнала, поступающего на вход формирователя 30,.и сигнала синхронизации, поступающего на вход формирователя 31. Режим контроля фазы импульсов задается путем подачи на управляющий вход счетчика 7 сигнала ФИ - лог.1.В режиме счета импульсов за определенный промежуток времени (при. частоте 0,5 Гц сигнала на выходе 53 генератора 41 - за 2 С) управляющий сигнал ЧИ = лог.1 поступает на управляющие вхоцы элементов 36, 40, 43, 46, При этом контролирующий сигнал поступает на вход формирователя 30. Формируемый на выходе 54 сигнал перебрасывает триггер 37 в состояние "Начало цикла", что обеспечивает отпирание элементов 43, 46 совпадения.После этого первый импульс на выходе 53 генератора 41 меток времени .через элемент 46 совпадения воздействует на счетный триггер 32, который через элемент 40 совпадения отпирает селектор 42 и.контролируемые импульсы с выхода 55 формирователя 30 через элемент 43 совпадения, селектор 42 поступают на счетный блок 47. По приходу второго импульса с выхода 53 генератора 41 счетный триг- . гер 52 перебрасывается в исходное 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 состояние и запирает селектор 1, врезульгате чего прекращг:тся поступ-ление импульсов на счетный блок 47,Оцновргмгнно срабатывает одновибратор 35, который через элемент 36 совпадения воздействует на триггер 37 иустанавливает его в состояние "Окончание цикла, В свою очередь, срабатывает одновибратор 48, осуществляязапись результата ь регистр 49 иустанавливая триггер 50 в состояние"Конец измерения .Устройство работает следующим об.аэом,Система 1 управления (фиг, 1) согласно алгоритму ее работы формирует импульсы управления, поступающиеодновременно на управляющие входыпреобразователя 2 и измерительныевходы коммутатора 4. Фаза импульсовуправления и алгоритм распределенияим.:ульсов формируются под воздействнг 1. управляющего сигнала с выходак п 1 татора 1 2 контроллера, подаваемого на вход системы управления. Контроль реакции системы 1 управления наизменение тока и величины уг. а коммутации тиристоров преобразователя2 производится путем подачи сигналов на входы системы 1 управлениясоответственно с имитаторов 11 датчиков тока и имитатора 8 угла коммутации, выходной сигнал последнегоформируется по сигналу синхронизации,поступающему с первого выхода коммутатора 4.Узел 3 синхронизации формирует импульсы, соответствующие разным полупериодам и частоте пульсации выпрямленного напряжения питающей сети П.которые поступают на синхронизирующиевходы коммутатора 4.Ллгоритм контроля системы управления записан в элементе 14 памятиблока 10 (фиг. 2), например, с помощью клавиатуры дисплея 22. Он состоитиз следукицих этапов: контроль параметров (амплитуды, длительности, пропуска) импульсов и их распределенияпо выходам системы 1 управления; контроль фазы нерегулируемых пределы изменения фазы регулируемых импульсов,контроль реакции системы управленияна изменение сигнала на выходах датчиков тока и угла коммутации. Приэтом в элементе 14 памяти блока 10 также хранятся последовательность,значений сигналов воздействий ичитато 1613372ров на систему управления, логическая модель распределения импульсов по ььгходам системы управления на. обоих зонах регулирования, а также допус" тимые значения параметров и фаз регулируемых и нерегулируемых импульаов. Результаты контроля перечисленных параметров импульсов записываются Микропроцессором 13 в элемент 14 паМяти, Затем микропроцессор 13 извлекает из элемента 14 памяти фактичес 1 ие значения параметров и эталонные значеггия параметров, логически обрабатывает и результаты контроля передает через интерфейсньй адаптер 21 на дисплей 22Принцип работы предлагаемого уст". ройства на первом этапе контропя (контроль параметров импульсов управления тиристорами и их распреде,г 1 ения по выходам системы управления) с,остоит в следующем.Блок 0 передает но шине 29 направляющий вход имитатора 12 конт оллера двоичный код, согласно которому на его выходе устанавливается г 1 игнал, задавший режим работы системы 1 управления на первой зоне регулирования, Далее блок 10 передает 3 О по шине 2 б код на управляющий вход Коммутатора 4, согласно которому ддин из его измерительных входов г 1 одключается к третьему дополнитель. Ному выходу, т.е. контролируемый сигнал поступает на вход компаратора 5. Контроль параметров импульсов (амплитуды, длительности, пропуска) производится с помощью счетчика источника 9 регулируемого порогового напряжения, компаратора 5 и блока 10, Измерение амплитуды импульсов производится методом последовательного ггриближения за п шагов (и - разрядность цифрового управляющего входа источника 9 регулируемого по" рогового напряжения). При этом счетчик 7 управляющим кодом. поступающим50 от блока 10 по шине 23 канала вывода, переводится в режим измерения длительности импульса, а на выходе источника 9 управляющим кодом от блока 10, поступающим по шине 25, устанавливается требуемыи на данном ша 55 ге согласно алгоритму последовательного приближения уровень опорного напряжения. Алгоритм последовательного приближения хранится в элемен" те 14 памяти блока 10.На каждом очередном шаге реализации алгоритма компаратором 5 производится амплитудное сравнение контролируемого импульса с третьего дополнительного выхода коммутатора 4 и опорного напряжения с выхода источника 9. При срабатывании компаратора 5 на его выходе формируется импульс, идентичный по длительности входному, и счетчик 7 описанным ранее способом (см. описание работы схемы фиг. 3) осуществляет измерение длительности импульса. Блок 10 при этом по шине 24 через канал ввода- вывода в цикле в течение заданного времени (или числа циклов) опрашивает состояние триггера 50 (фиг, 3) и как только он перебросится в состояние "Окончание измерения", то ре- . зультаты измерения по той же шине 24 вводятся в элемент 14 памяти. Если же в течение заданного интервала времени (или числа циклон опроса) триггер 50 не перебросится, то в элементе 14 памяти фиксируется отсутствие срабатывания компаратора на данном шаге измерения амплитуды. В процессе измерения амплитуды импульсов производится одновременно и измерение длительности импульсов. Пропуск импульсов контролируется пу-. тем перевода счетчика 7 в режим счета числа импульсов за заданный промежуток времени (фиг. 3) и результаты счета принимаются в элемент 14 памяти блока 10.Если производится контроль недействующих выходов системы 2 управления, то блок 10 передачей кода по шине 25 на источник 9 устанавливает малый уровень порогового напряжения (например, выше уровня помехи) и производится лишь счет импульсов за заданный промежуток времени для выявления действительного отсутствия импульсов.Описанный цикл повторяется для всех выходов системы 1 управления, В результате из принятой от счетчика 7 информации в памяти блока 10 микропроцессором 1 3 формируется логическая модель фактического распределения импульсов по выходам системы 1 уп равления, которая сравнивается с эталонной. Далее алгоритм контроля повторяется на второй зоне. регулирования,20 9 161337 переход на которую осуществляется изменением сигнала на выходе имитатора 8 контроллера подачей соответствую- . щего кода с блока 10 на его управля, ющий вход.При контроле фазы нерегулируемых и пределов измерения фазы регулируемых импульсов блок 10 по шине 26 передает на управляющий вход коммутатора 4 код, по которому на его третий дополнительный выход подаются регулируемые по Фазе импульсы контролируемого в данном цикле выхода системы 1 управления, а на второй - сигнал синхронизации соответствующего полу- периода питающего напряжения с выхода блока 3. Затем подачей кода по шине 25 на источник .9 блок 10 устанавливает на его выходе пороговое напряжение срабатывания компаратора 5. Далее блок 10 по шине 29 годает код на имитатор 12, согласно которому на его вьпсоде устанавливается сигнал, соответствующий минимальному значе нию регулируемой Фазы импульса на данной зоне регулирования, Счетчик 7 по команде с блока 10 устанавливается в режим измерения фазы. импульсов и, в цикле блок 10 опрашивает по шине 24 канала состояние триггера 50. По окончании измерения блок 10 прини-. мает по шине 24 с блока 7 информацию о фактической величине фазы импульсов. После этого блок 10 подачей команды на имитатор 2 устанавли 35 вает на его выходе сигнал, соответ-, ствующий максимальному значению регулируемой Фазы импульса, затем подает команду на разрешение запуска счетчи ка 7 и по окончании принимает в память результат контроля. Этот .цикл повторяется для всех выходов системы 1 управления с регулируемыми по фазе импульсами на первой и второй зонах 45 регулирования. Результаты фактических значений Фаз импульсов сравниваются с хранимыми в памяти блока .10 их допустимыми значениями.Контроль реакции системы 1 управления на изменение выходного сигнала имитатора 11 датчиков тока происходит следующим образом.Блок 10 последовательно передает коды команд на управляющие входы коммутатора 4, источника 9 регулируемого порогового напряжения и счетчика7, в результате чего коммутатор 4 подключает на свой второй выход тре 2 1 Обуемый сигнал синхронизации с блока3, а на третий - контролируемый им-пульс с требуемого выхода системыуправления. Производится контрольФазы импульса и передача результатав блок 10. Затем блок 10 по шине 28передает на имитатор 11 датчиков тока код, согласно которому на его выходе устанавливается сигнал, воздействуюший на систему 1 управления,После этого блок 1 О подает управляющий код на счетчик 7 разрешающий егозапуск, и производится измерение Фазы дмпульса, величина которой вводится в память блока 10 и сравнивается с хранимыми там .допустимыми значениями,Контроль реакции системы 1 управления на изменение выходного сигналаимитатора 12 датчиков угла коммутации производится аналогично, отличие лишь состоит в том, что блок 10годает на управляющий вход коммутатора 4 код, обеспечивающий передачуна его первый выход сигнала .синхронизации для формирования имитатора12, стимулирующего воздействия насистему 1 управления. Управление величиной сигнала на выходе имитатора 8производится путем передачи блока 10по шине 27 кода на его управляющийвход.Использование предложенного устройства обеспечивает возможность реализации различных программ контроляи его адаптацию к различным системамуправления тиристо рыщи прео бразов ателями без изменения состава входящих в него блоков за счет записи впамяти блока 10 соответствующих программ контроля,Технико-экономическая эффективность предложенного устройства по сравнению с применяемым состоит в упрощенииизмерительной части и обеспечении более глубокого тестового контроля различных электронных систем управления .тиристорными преобразователями.Формула из о бре тенияУстройство для автоматического контроля системы управления тиристорным преобразователем, содержащее кчитатор контроллера управления, имитатор датчика тока и имитатор датчи" ка угла коммутации, подключенные вхо- т1613372 12 гч у г-г - 11 Д 1118 Составитель Н,КецарисРедактор М.Келемеш Техред М.Дидык Корректор О.Ци Заказ 3861 Тираж 385 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и от 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,тиям при ГКНТ СССР4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Произв дами к первому, второму и третьему выходам блока управления и регистрации, а выходами - к входам контролируемой системы сравнения, коммутатор,5 подключенный измерительными входами к контролируемой системе управления, синхронизирующими входами - к узлу синхронизации, одним из выходов - к ограничителю импульсов, другим из выходов - к другому входу имитатора контроллера. управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повыШения точности контроля, оно снабжеНо источником регулируемого порого вого напряжения, компаратором, и счетчиком, одним входом подключенным к выходу ограничителя импульсов, другим входом - к выходу компаратора и соединенным каналом ввода-вывода с блоком управления и регистрации, четвертый выход которого подключен к дополнительному входу коммутатора, а шестой - к входу источника регулируемого порогового напряжения, соединенного выходом с одним из входовкомпаратора, другой вход которого подключен к третьему выходу коммутатора. 1 - г 3 г