SU1290463A1 - Устройство дл управлени @ -фазным преобразователем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электро- технике и может быть использвано дл  управлени  вентильными преобразовател ми. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности. При любом виде отказа любого формировател  1.1 -1.3 импульсов на выходах мажоритарных элементов 3.1, ..., З.гп формируютс  управл ющие импульсы по большинству сигналов на их входах, что не приводит к отказу устройства и отключению преобразовател  8. Блок 9 диагностики путем сравнени  входных н выходных сигналов каждого из мажориттарных элементов 3.1, .... З.т определ ет формирователь, в котором возник отказ, сравнивает частоту сбоев этого формировател  с уставкой и при превышени  уставки запоминает отказавший формирователь, формирует на соответ- ствуюшем выходе сигнал «Неисправность, включаюш.ий сигнализацию в блоке 12 индикации . Наличие уставки по частоте отказов в блоке 9 диагностики позвол ет исключить срабатывание сигнализации при непериодических сбо х в формирователе, не  вл юшихс  следствием его выхода из стро , а возникающих под действием внешних электромагнитных помех. При потере управл емости одного из блоков 4.1, 4.2 усилителей канал, в котором возник отказ, не функционирует и преобразователь 8 управл етс  по каналу другого усилител . При пробое выходного транзистора одного из блоков 4.1, 4.2 усилителей преобразователь управл етс  также по дублирующему каналу , а неисправный канал отключаетс  от источника питани . 3 ил. (Л Ю о о 4: 05 ОО

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  вентильными преобразовател ми повышенной надежности, предназначенными дл  электроснабжени  ответственных потребителей не допускающих перерывов в электропитании на длительное врем .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства дл  управлени  т-фазным статическим преобразователем.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока диагностики формирователей импульсов; на фиг. 3 - схема блока диагностики усилителей.

Устройство дл  управлени  преобразователем (фиг. 1) содержит три т-канальньГх формировател  1.1 -1.3 импульсов, входы которых объединены и подключены к выходу источника 2 синхронизирующего и управл ющего сигналов. Одноименные выходы каждого из формирователей 1.1 -1.3 (ai-аз, В|-вз, ..., ), подключены к входам одного из m мажоритарных элементов 3.1, 3.2, ..., З.гп. Выход каждого из элементов 3.1-З.т подключен к объединенным одноименным входам основного и резервного блока 4.1 и 4.2 усилителей. Каждый из m выходов каждого из боков 4.1 и 4.2 через индивидуальный предохранитель 5.1 и 5.2, импульсный трансформатор 6.1 и 6.2 и выпр митель 7.1 и 7.2 подключен к одному из m входов управлени  преобразовател  8, таким образом, что одноименные выходы выпр мителей 7.1 и 7.2 объединены. К первым входам блока 9 диагностики формирователей импульсов подключены выходы формирователей 1.1 -1.3, к другим входам - выходы элементов 3.1, 3.2, ...: З.ш, и к тактовому входу - выход генератора 10 импульсов , подключенный также и к объединенным входам блоков 11.1 и 11.2 диагностики усилителей . Каждый из входов каждого из блоков 11.1 и 11.2 подключен к выходу соответствующего предохранител  5.1 и 5.2. Выход каждого из боков 11.1 и 11.2 а также три выхода блока 9 подключены к соответствующим входам блока 12 индикации.

Блок 9 содержит (фиг. 2) три идентичных канала и состоит из трех групп элементов 13.1 - 13.3 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, т-входовых элементов 14.1 -14.3 ИЛИ, элементов 15.1 -15.3 задержки, счетчиков 16.1 -16.3. В каждом канале m выходов группы элементов 13.1 - 13.3 подключены к m входам соответствующего элемента 14.1 -14.3, выход которого через элемент 15.1 -15.3 соединен с счетным входом соответствующего счетчика 16.1 -16.3. Выход каждого из счетчиков 16.1 -16.3  вл етс  выходом блока 9. Первые входы элементов 1-3.1 -13.3 св заны с выходами соответствующего формировател  1.1 -1.3 (фиг. 1),адру гие входы элементов 13.1 -13.3 объединены

и св заны с выходами элементов 3.1, ..., З.т (фиг. 1) таким образом, что каждый элемент 13.1 -13.3 св зан с выходом и входом одного и того же элемента 3.1, ..., З.т.

Кроме того, блок 9 содержит трехвходовой элемент 17 ИЛИ и делитель 18 частоты, выход которого соединен с его R-входом и подключен к объединенным R-входам счетчиков 16.1 -16.3, выходы каждого из которых подключены к входам элемента 17, выходы

которого соединен с входами управлени  счетчиков 16 и делител  18, счетный вход которого св зан с генератором 10.

Каждый из блоков 11.1 и 11.2 (фиг. 3)

содержит m инверторов 19.1 -19.т, вход каждого из которых св зан с соответствующим выходом соответствующего усилител  импульсов через соответствующий предохранитель . Выход каждого из инверторов 19.1 - 19.т, подключен к R-входу од1Ъго из ш

счетчиков 20.1-20.т, йыход каждого из которых соединен с его входом управлени  и входом элемента 21 ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом блока 11. Счетные входы счетчиков 20.1-20.m объединены и св заны с выходом генератора 10.

Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии все формирователи 1.1 -1.3 (фиг. 1) и блоки 4.1 и 4.2 исправны . На выходах каждого из формирователей 1.1 -1.3 формируютс  m управл ющих

импульсов необходимой длительности, фазовое положение которых относительно синхронизирующих импульсов задаетс  управл ющим сигналом с выхода источника 2. Выходной сигнал каждого из элементов 3.1, ..., З.т соответствует сигналам на одноименных выходах формирователей 1.1 -1.3 и поступает на объединенные одноименные входы блоков 4.1 и 4.2, на выходах каждого из которых формируютс  управл ющие импульсы, усиленные по амплитуде и мощности . Эти импульсы через соответствующие предрохранители 5.1 и 5.2, трансформаторы 6.1 и 6.2 и выпр мители 7.1 и 7.2 поступают на управл ющие переходы тиристоров преобразовател  8, который функционирует в соответствии заданными алгоритмами . На трех выходах бока 9 и на каждом из выходов блоков 11.1 и 11.2 сигналы «Неисправность отсутствуют, блок 12 не функционирует. За счет использовани  трех идентичных формирователей 1.1 -1.3 и элементов 3.1, ..., 3т осуществл етс  мажоритарное резервирование формирователей импульсов. Путем объединени  одноименных входов бока 4.1 и 4.2 и одноименных выходов выпр мителей 7.1 и 7.2 осуществл етс  поканальное нагруженное дублирование выходных каскадов устройства.

При любом виде отказа или сбо  любого из формирователей 1.1 -1.3 на выходах элементов 3.1, ..., З.т формируютс  управл ющие импульсы по большинству сигна

лов на их входах, что не приводит к отказу устройства и отключени  преобразовател  8. Блок 9 путем сравнени  входных и выходного сигналов каждого из элементов 3.1, ..., 3т определ ет формирователь , Б котором возник отказ, сравнивает частоту сбоев этого формировател  с уставкой , и при превышении уставки запоминает отказавший формирователь, формирует на соответствующем выходе сигнал «Неисправность , включаюш,ий сигнализацию в блоке 12, соответствуюпдую номеру отказавшего формировател  1. Это позвол ет обслуживающему персоналу быстро осушествить замену вышедшего из стро  формировател  на исправный, не отключа  преобразователь и не наруша  его нормальное функционирование . Наличие уставки но частоте отказов в блоке 9 позвол ет исключить срабатывание сигнализации при непериодических сбо х в формирователе, не  вл юшихс  следствием его выхода из стро , а возникающих под действием внешних электромагнитных помех, что в свою очередь позвол ет поддерживать высокую надежность работы системы более длительное врем , так как исключаютс  замены исправных формирователей.

Отказ любого из блоков 4.1 и 4.2 также не приводит к отказу устройства и отключению преобразовател . Отказы ключевых усилителей могут быть двух типов: потер  управл емости усилител  (отсутствие переключени ) и пробой выходного транзистора усилител . При первом типе отказа канал, в котором возник отказ, не функционирует и преобразователь 8 управл етс  по каналу другого усилител . При втором типе отказа преобразователь управл етс  также по дублирующему каналу, а неисправный канал отключаетс  от источника питани  при перегорании соответствующего предохранител . При этом вли ние отказавшего канала на исправный исключаетс  за счет их разв зки с помощью трансформаторов 6.1 и 6.2 и выпр мителей 7.1 и 7.2. Каждый из блоков 11 - 1 и 11-2 путем фиксации отсутстви  изменени  сигнала на выходе соответствующего предохранител  определ ет отказавший усилитель и формирует сигнал «Неисправность , включающий соответствующую сигнализацию в блоке 12, что позвол ет быстро осуществить замену отказавшего усилител  на исправный, не отключа  преобразователь и не наруша  его работоспособность.

Блок 9 работает следующим образом.

При отсутствии отказов формирователей 1.1 -1.3 на выходах каждого из элементов 13 (фиг. 2) импульсы отсутствуют; импульсы на счетных входах счетчиков 16 также отсутствуют и на их входах формируютс  логические нули, что соответствует отсутствию неисправности формирователей 1. Делитель 18 под действием выходного сигнала (т генератора 10 и наличии разрешающего

0

5

0

5

0

0

5

сигнала «О на его управл ющем входе с выхода элемента 17 переключаетс , формиру  на выходе узкие импульсы частоты

Тед ,

fi

где k - коэффициент делени  делител  18.

Эти импульсы поступают на входы установки счетчиков 16.1.-16.3.

Элементы 15.1 -15.3 исключают прохождение узких импульсов с выходов элементов 13, вызванных несинфазностью работы формирователей импульсов, что исключает срабатывание блока 9 при допустимой не- синфазности, устанавливаемой путем выбора соответствующих значений задержек элементов 15.1 -15.3.

При отказе любого из формирователей импульсов (например, 1 - 1) на одном или нескольких входах элементов 13.1 формируютс  ложные сигналы, что вызывает на их выходах формирование импульсов, так как входные сигналы одного или нескольких элементов 13.1 не совпадают. Частота этих импульсов зависит от характера неисправности и стремитс  в пределе к частоте следовани  «истинных импульсов управлени  по каждому каналу, а длительность их превышает врем  задержки, так как при отказе формировател  на его выходах либо сигналы отсутствуют, либо присутствуют ложные импульсы нормальной длительности (импульсный сбой), так как выходными элементами формирователей 1  вл ютс  формирователи управл ющих импульсов по длительности с импульсным входом и положительной обратной св зью. При наличии неисправностей по нескольким выходам формирователей 1 частота сигналов на выходе элемента 14(fee), определ юща  частоту сбоев, может быть определена из соотношени 

П,

где fi. - частота следовани  истинных управл ющих импульсов; п - количество отказавших каналов формировател  импульсов. При однократных сбо х формирователей импульсов, вызванных внешними непериодическими помехами, частота fee меньше. Импульсы с частотой fc6 поступают на счет ный вход счетчика 16.1, имеющего модуль счета J. При однократных сбо х и при

(r )

счетчик 16.1 не попадает в состо ние j и отказ не фиксируетс , так как частота fcfi выходных импульсов делител  18, осуществл ющих сброс счетчика 16.1, не позвол ет ему перейти в состо ние j. Попадание счетчика 16.1 в состо ние j характеризует отказ. На выходе счетчика 16.1 формируетс  логическа  «1, блокирующа  его в этом состо нии по входу управлени  через элемент 17 запреща  переключение делител  18 и подачу на установочный вход счетчика 16.1 импульсов установки. Нахождение одного из счетчиков 16 в состо нии j сигнализирует о выходе из стро  соответствующего формировател  импульсов и  вл етс  выходным сигналом блока 9, включающим соответствующую сигнализацию в блоке 12. Необходима  уставка срабатывани  диагностики по частоте fee устанавливаетс  путем соответствующего выбора соотнощени  j/k. В качестве частоты ft могут быть использованы сигналы с выхода одного из мажоритарных элементов.

После замены неисправного формировател  осуществл етс  установка в «О счетчиков 16, после чего блок 9 готов к фиксации следующей неисправности.

Каждый из блоков 11.1 и 11.2 работает следующим образом.

При отсутствии отказа блока 4.1(4.2) на каждый из входов блока 11.1 (11.2) поступают импульсы с низким активным уровнем с частотой fu, так как выходной транзистор в каждом канале усилител  с частотой fu подключает соответствующий вход блока 11 к общей нулевой точке источников питани . На выходах инверторов 19.1, ..., 19.m формируютс  импульсы в виде логической «1, осуществл ющие установку в «О каждого из счетчиков 20.1, ..., 20.т, имеющих модули счета 1. При выполнении соотнощени 

,. Jни один из счетчиков 20.1, ..., 20.т не попадает в состо ние 1 под действием частоты fr и отказ не фиксируетс .

При отказе любого из каналов блока 4.1 (4.2), например из-за потери управл емости , на соответствующий вход блока 11.1 (11.2) импульсы не поступают, что приводит к попаданию соответствующего счетчика 20 в состо ние 1; на его выходе формируетс  логическа  «1, фиксирующа  этот счетчик в состо нии 1 по входу управлени  и вызывающа  на выходе элемента 21 по вление логической «1, сигнализирующей об отказе соответствующего усилител  импульсов. При отказе усилител  из-за пробо  его транзистора -перегорает соответствующий предохранитель, что также вызывает формирование сигнала «Отказ на вы ходе блока 11.1. После замены отказавщего усилител  исправным блок 11.1 самовосстанавливаетс  и готов к фиксации следующего отказа.

Отказ любого из усилителей импульсов не приводит к потере управл емости и отключению преобразовател ; любой из отказов усилителей или формирователей с высокой веро тностью диагностируетс  с включением соответствующей сигнализации, что

5

позвол ет осуществить быструю замену отказавшего узла и восстановить резерв устройства без отключени  преобразовател . Использование предлагаемого устройства

позвол ет повысить ресурс работы преобразовател  за счет отстройки системы диагностики от непериодических однократных сбоев, вызванных внешними помехами. Указанные обсто тельства повышают надежность работы устройства.

Положительный эффект от использовани  изобретени  может быть получен за счет снижени  ущерба, возникающего при отказе системы управлени , и отключени  преобразовател , предназначенного дл  электропи2 тани  ответственных потребителей.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  т-фазным

   0 преобразователем, содержащее источник синхронизирующего и управл ющего сигналов , выход которого подключен к входам трех т-канальных формирователей импульсов , выходы одноименных каналов которых соединены с входами одного из m мажоритарных элементов, выходы которых соединены с входами основного и резервного блоков усилителей импульсов, выходы основного блока усилителей импульсов через первые предохранители, первые трансформаторы и

   „ первые выпр мители соединены с выходами устройства, выходы резервного блока усилителей импульсов подключены к вторым предохранител м , и два блока диагностики усилителей , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, оно снабжено вторыми трансформаторами и выпр мител ми, генератором импульсов, блоком диагностики формирователей импульсов и блоком индикации , блок диагностики формирователей импульсов содержит три группы из m элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ три т-вхо0 довых элемента ИЛИ, трехвходовой элемент ИЛИ, три элемента задержки, три счетчика и делитель частоты, каждый из блоков диагностики усилителей содержит m инверторов, m счетчиков и элемент ИЛИ, причем тактовые входы счетчиков в блоке диагностики усилителей соединены и  вл ютс  первым входом этого блока, его вторыми входами  вл ютс  входы инверторов, выход каждого инвертора подключен к R-BXO- ду соответствующего счетчика, выход котоQ рого соединен с входом разрешени  счета этого счетчика и с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом бока диагностики усилителей. В блоке диагностики формирователей импульсов первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮ

   5 ЩЕЕ ИЛИ каждой из групп  вл ютс  первыми , вторыми и третьими входами указанного блока, вторые входы соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ каждой

   группы соединены и  вл ютс  четвертыми входами этого блока, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ каждой группы через соответствующие ш-вхо- довой элемент ИЛИ и элемент задержки соединены с тактовым входом соответствующего счетчика, R-входы всех счетчиков и R-вход делител  частоты соединены с выходом делител  частоты, выход каждого счетчика соединен со входом разрешени  счета этого счетчика и с соответствующим входом трехвходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу разрешени  счета делител  частоты, выходы счетчиков  вл ютс  выходами блока диагностики формирователей импульсов, тактовый вход делител  частоты  вл етс  тактовым входом указанного блока и подключен к выходу

   генератора импульсов и первым входам обоих блоков диагностики усилителей, выходы которых и выходы блока диагностики формирователей импульсов соединены с входами блока индикации, выходы первого, второго и третьего m канальных формирователей импульсов соединены соответственно с первыми , вторыми и третьими входами блока диагностики формирователей импульсов, четвертые входы которого подключены к выходам соответствующих мажоритарных элементов, выходы вторых предохранителей через вторые трансформаторы и выпр мители соединены с выходами устройства, а выходы первых и вторых предохрани- телей соединены с вторыми входами соот- вественно первого и второго блоков диагностики усилителей.