Устройство для диагностирования выпрямителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Р", ф: , с 4 см с м 74 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цельк изобретения является расширение функциональных возможностей уст,801406685 А 1 роиства для диагностирования выпрямителя и повышение достоверности результатов диагностирования. На входы блока сравнения кодов поступают позиционный код с выхода двоичного дешифратора, характеризующий состояние вентилей, и циклический код с выхода задатчика интервалов времени, состоящий из одной логической единицы, перемещакццейся по разрядам в зависимости от интервала времени. Блок сравнения кодов анализирует поступакццие коды и формирует ца выходе сигналы неисправностей, каждой из которых с оответствует отдельный индикатор. Цель достигается путем локализации каждой неисправности с указанием ее вида и места возникновения. 9 ил.06685 30 35 40 45 50 55 141Изобретение относится к электротехникеи может быть использовано для защиты идиагностики силовых преобразователей систем автоматизации технологических процессов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства длядиагностирования выпрямителя и повышениедостоверности результатов диагностирования,На фиг. 1 изображена функциональнаясхема выпрямителя; на фиг. 2 - функциональная схема задатчика временных интервалов (а) и кодовая таблица его состояний; на фиг. 3 - 6 - функциональнаясхема устройства сравнения кодов; нафиг. 7 - временные диаграммы сигналов задатчика временных интервалов; нафиг. 8 и 9 - кодовые таблицы состояний выпрямителя и каналов диагностирования его состояния.В состав устройства (фиг, 1) входятдиоды 1 - 6, датчики 7 в 12 проводимости,задатчик 13 временных интервалов с входными 14 - 25 и выходными 26 31 клеммами, двоичный дешифратор 32, блок 33 сравнения кодов и индикации с входами34 - 63, понижающий трансформатор 64,входные 65 - 67 и выходные 68 и 69 клеммывыпрямителя.Задатцик 13 (фиг. 2 а) содержит компараторы 70 - 75 и элементы 2 И 76 - 81. В состав блока 33 сравнения кодов (фиг. 3 - 6) входят элементы 2 И 82 1 7, эле. менты 4 ИЛИ 1 8 - 123, элементы 2 ИЛИ 124 - 129, селекторы 130 - 141 длительности импульсов, Р-триггеры 142 - 153, световые индикаторы 154 - 165, клемма 166 для подключения источника О, клемма 167 для подключения источника 1, ключевой элемент68. Диоды 1 6 включены по трехфазной мостовой схеме. Датчики 7 в 2 проводимости включены параллельно силовым 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 Л. 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 2 И 76 - 81.Выходы элементов 82 - 129 через селекторы 130 - 14 длительности импульсов соединены с С-входами Р-триггеров 42 5 10 15 20 25 2153, Р-входы которых объединены и подклюцены к источнику сигнала 1 (клемма 67), Установочные входы Р-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 - 2 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 формируется сигнал О.Блок 13 осуществляет выделение интервалов времени между точками естественной коммутации трехфазной системы напряжений.Компараторы 70 - -75 (фиг. 2 а) формируют на выходе 1, когда уровень напряжения на их первом входе превышает величину сигнала на втором входе компаратора.Элементы 76117 переходят в состояние 4, когда на их входах одновременно присутствуют сигналы 1.Элементы 118 - 129 переключаются в состояние 1 при наличии 1 хотя бы на одном из входов. Селекторы 130-. 14 передают на выход сигнал , 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. - 53 в нулевое состояние производится подачей на приоритетный установочный К.вход сигнала О. Ключ 68 переклюцается вручну ю. Свечение соответствующего индикатора154 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; Я, 96 - выходные сигналы блока 13 соответсгвенно для клемм 26 31; (,)7 - Я -выходные сигналы датчиков 7 - 12 проводимости соответственно; а, б, с, д, е, 1, 1 - точки естественной коммутации; к.з. - короткое замыкание в цепи 1-го диода, где= 1, 2, 3, 4, 5, 6 (фиг. 3); р,разрыв в цепи 1-го диода, где= 1, 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. 2 а); 1 К позиционный код.Устройство работает следующим образом. При работоспособности элементов 1 6 силовой части схемы н открытом состоянии попарно находятся следукпие диоды.Интервал ком- Открыты диодымутации а - Ь 1,6 Ь-с 3,6 2,3 2,5 4,5 При этом на выходах датчиков 7 12 проводимости формируется последовательность О и 1 (фиг. 6, строки 1 6, сигналы (,)7 Яг), а на выходах Лешифратора 32 имеются сигналы, эквивалентные числовой десятичной последовательности 9;33; 36; 6; 18; 24 (ПК). С помощью блока 13 выделяются импульсы, длительность которых соответствует определенному интервалу коммутации. Блок 13 (фиг. 2 а) работает слелуюгцим образом. Компаратор 70 сравнивает напряжение фаз А и С (фиг. 7 а) и на его выходе формируется сигнал А, С (фиг. 7 б), длительность которого равна интервалу а - с( (фиг. 7 а). Компаратор 71 осуществляет сравнение уровней напряжений фаз С и В, а длительность его выходного импульса равна интервалу е -Ь (фиг. 7 в).С помощью элемента 2 И 76, на входы которого подаются выходные импульсы компараторов 70 и 71, формируется сигнал 1 (фиг. 7 а), ллительность которого соответствует интервалу д - Ь.Аналогичным образом с помогцью компараторов 70- - 75 и элементов 77 - 81 (фиг. 2 а; фиг. 7 а ж) выделяются сигналы (фиг, 7 и -- ц), длительность которых соответствует определенному интервалу времени, обозначенному на фиг. 2 д и фиг. 7 з - н в скобках.В соответствии с изложенным блок 13 формирует на выходах 26 -31 кодовую последовательность (фиг. 2 б) с одной 1 и пятью О, причем 1 движется последовательно из предыдущего разряда в последуюгций, образуя тем самым кодовые комбинации, характерные для кольцевых счетчиков.Блок 13 играет роль формирователя опорного кольцевого кода, по отношению к которому сравнивается код на выходе лешифраторд 32.На фиг. 8 прелставлена полная таблица кодовых состояний выпрямителя с уст 50 55 Однако, например, ПК = 25 (к.з. 1) соответствует вспомогдтельцый код 000001 (фиг. 8, интервал с), а для 11 К=25 (к.з. о ) - вспомогдте,ьц ы й кол 100000 (интервал а - Ь). Слеловдтелышк рассматривая ПК на выходе блока 32 в очетании с кодом на выходе блока 13, л 1 ожцо достичь абсолютного распозндцдция ха рдктс- ра и места неисправности в схемс ВП.;1 дц. ная операция производится с помощью блока 33 (фиг. 3 - 6).Злес ь в скобках при поз. 40 63 входных клемм блока 33 указаны значения 4ройством для диагностировация, глс строкам 1 6 соответствует исправное состояние силовой части схемы.Рассмотрим строки 7 в 12 для участкаа -б, когда шести возможным неисправностям соответствует последов ател ьцость ПК= 1; 13; 25; 41; 1 и 8. Злесь, если принять за основу одиночные неисправности, возможно четыре варианта к.з. (к.з.2; к.з.3; к.з.5; к.з.6) и два варианта р (р. 4; р.1), 10 причем количество возможных к.з. и р. является общим для любого из нижеследующих в таблице на фиг. 8 интервалов коммутации.Для интервала Ь - с (фиг. 8, строки3 -8) ПК=35; 37; 41; 49; 1 и 32. Сравнивая с интервалом а - Ь, находим идентичные строки 10; 15(ПК=41) и 11,7(ГК= ). Однако цд ицтервдлс д - Ь опорный код 100000 (Я 1 - (, и цд интервале Ь - с 010000. Поэтому, если срав цивать ПК на выходе блока 32 с коломца выходе блока 13, то в системе диагностирования отсутствуют илентцчцые кодовые комбинации, которые препятствовали бы процессу локализации характера и места неисправности в силовой части схемы ВП.Обобщая результаты, привелецные нафиг. 8 для строк 7 - -42, можно выявить последовательность ПК, которая характеризует неисправное состояние выцрялителя.Этой последовательцостьн являлся ряд чи сел: 1; 2; 4; 7; 8; 11; 13; 14; 6; 19; 22; 25; 26;28; 32; 35; 37; 38; 41; 44; 49; 50, 52 и 56 (фиг. 9 а).Каждому числу из этой последовательности присваиваем позицию входной клеммы блока 33 (фиг. 9 а), клеммы 40 63 под каждым числом верхнего рялд таблицы).Кроме того, обобщая результаты, приведенные на фиг. 8 (второй столбец справа), можно сделать вывод, что лля режима К.з.характерен ПК = 7; 19; 25; 37, для Р. 1 - ПКА=8; 32 (фиг. 9 б, пер вый столбец). Неисправность вида К.з. 2имеет ПК = 11; 26; 35; 38, а Р. 2 - ПК = =4; 16 и т.д. При этом число 25 встречается как при к.з. 5, так и при к.з. 1, число 37 имеет место для кз. 1 и лля к.з. 3 и т.д.То же самое можно сказать и лля режима 45 Р1406685 Формула изобретения позиционного кода, формируемого на выходах дешифратора 32.Перед началом работы схемы триггеры 142 - 153 устанавливаются в нулевое состояние путем подачи на К-вход сигнала О за счет кратковременного перевода ключа 168 на клемму 166.Входы Р и К 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 . Неисправное состояние вентиляхарактеризуется последовательностью чисел 7; 19;25; 37 (к.з. 1) и 8; 32 (Р. 1) (фиг. 96), полученных на основании обобщенной таблицы кодовых состояний выпрямителя (фиг. 8, строки 7 42).Предположим, что на интервале д - е произошло короткое замыкание в цепи вен. тиля 1. Тогда на входе 43 элемента 33 (выходе дешифратора 32) появляется 1, соответствующая числу 7 (фиг. 8, строка 25; фиг. 9 а). Одновременно с этим задатчик 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 18 и 130 на С-вход триггера 142. При этом последний перек.чючается в 1, так как на Ы-вход подана 1, а состояние К-входа соответствует разрешению на переключение триггера в состояние, которое имеет Р-вход.Если к.з. 1 происходит на интервале с- д (фиг. 8, строка 9), 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 числами8 и 32 (фиг. 96; фиг. 8, строки 12 и 18),при 5 1 О 5 20 25 30 35 40 ьчем 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 работают и другие ячейки б.чока 33, изображенные на фиг. 4 - 6, причем индикация к.з. производится ячейкой с четырьмя входными элементами 2 И и одним 4 ИЛИ, а индикация р. по каналу с входным контуром на основе двух элементов 2 И и одного элемента 2 ИЛИ (фиг. 3, 4 - 6).Таким образом, осуществляется локализация места неисправности с одновремен. ным диагностированием качественной стороны отказа (к.з. или р.). В итоге расширяются функциональные возможности устройства и достоверность процесса диагностирования.Селекторы 130 - 14 исключают ложное срабатывание триггеров 142 153 ложными кратковременными импульсами, которые являются результатом естественного разброса параметров датчиков 7 12 проводимости. Устройство для диагностирования выпрямителя, выполненного по трехфазной мостовой схеме, содержащее датчики проводимости силовых вентилей, индикаторы и задатчик временных интервалов, входы которого предназначены для подключения к входным выводам переменного тока диагностируемого выпрямителя, отличающееся тем, что, с цечьк расширения функциональ. ных возможностей и повышения достоверности результатов диагностирования, в него введены двоичный дешифратор и блок сравнения кодов, при этом входы двоичного дешифратора соединены с выходами датчиков проводимости, выходы двоичного дешифратора и задатчика временных интервалов подключены к входам блока сравнения кодов, выходы которого соединены с индикаторами.1 д РЗ рК бкр бРб Зб ,б У 7 У бР Л