CN101487871A - 用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统，包括六个桥臂，其特征在于：它还包括桥臂电流监测显示单元、振荡源、复位按钮、电流有无检测单元和故障指示并保持记忆单元；桥臂电流监测显示单元共有六个，每一个电路结构相同；一个桥臂电流监测显示单元由桥臂互感器、整流电桥、放大比较器、多频振荡器，发光二极管连接而成，复位按钮M的一端接地，另一端与桥臂电流监测显示单元的六个多频振荡器的复位引脚相连；振荡源连接至桥臂电流监测显示单元六个多频振荡器的输入引脚。本发明采用了集成度较高的数字芯片、数字运算电路和发光二极管，从而能够迅速、及时、正确地反映每个桥臂导通情况，并用发光二极管来显示桥臂导通信号。

Description

用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统

技术领域

本发明属于电气传动技术领域，特别是涉及一种监视整流装置中桥臂导通状态检测系统。

背景技术

目前，在我国冶金、轧钢、矿山等领域，全数字大功率交、直流传动系统被广泛应用。例如板材热轧交-交变频主传动、矿山卷扬主传动、冷轧机直流传动，以及大功率电解电源等电气传动系统。其中晶闸管整流装置是以上传动系统中非常重要的功率部件。该装置是由六个晶闸管组件(晶闸管加散热器)，通过母排连接，构成三相桥式全控整流电路，放在柜中。六组晶闸管可看作六个桥臂，控制器发出六路触发脉冲，按照正确的相序，依次触发晶闸管，使之导通。通过调节每组晶闸管的导通角α，来调节直流输出电压和电流的大小。如果有一个桥臂发生故障且不能导通，如桥臂快熔烧断、晶闸管触发不开、触发信号故障等，就会引起整流故障，从而使装置不能正常运行，甚至损坏装置。由于桥臂导通和关断的频率较高，每个桥臂在一个周期中导通120度，因此不容易观察。在发生桥臂断路故障时，难以确定是哪一个桥臂，以致不能及时正确的更换组件和排除故障，给生产带来了不便。

目前采用每个桥臂串联一个快熔的方案：引出快熔的辅助触点，即熔断信号。当直流侧输出短路，或桥臂电流超过额定值时，则快熔熔断，该桥臂为断路。通过观察快熔辅助触点是否动作，可判定哪个桥臂故障。此种方案，能够在桥臂发生短路故障时，检测桥臂。但如果发生触发故障，如晶闸管触发不开，或触发信号故障，则快熔不能熔断，桥臂仍然断路。此时，就不能检测出哪个桥臂故障。因此，这种方案只能保护晶闸管，不能完全可靠的检测桥臂的导通情况。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够迅速、及时、正确地反映每个桥臂导通情况并且用指示灯来显示桥臂导通信号的用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种监视整流系统中桥臂导通状态检测装置，包括六个桥臂，其特征在于：它还包括桥臂电流监测显示单元、振荡源、复位按钮和电流有无检测单元；桥臂电流监测显示单元共有六个，每一个电路结构相同；一个桥臂电流监测显示单元由桥臂互感器、整流电桥、放大比较器、多频振荡器，发光二极管连接而成，一个桥臂串联一个桥臂互感器，并将桥臂互感器的输出点连接至整流桥的输入接点，整流电桥的输出接点连接放大比较器的输入端，放大比较器的输出端接至多频振荡器的输入引脚，多频振荡器的输出引脚连接到发光二极管阳极，发光二极管阳极接地；复位按钮M的一端接地，另一端与桥臂电流监测显示单元的六个多频振荡器的复位引脚相连；振荡源连接至桥臂电流监测显示单元六个多频振荡器的输入引脚；电流有无检测单元是将整流电桥的输出接点接至运算放大器求和电路的反相输入端，运算放大器求和电路的输出端接至放大比较器的同相输入端，并将阀值电压接至放大比较器的反向输入端，放大比较器的输出端分为两路，一路通过反相器连接到标有无电流的发光二极管的阳极，一路直接连接到标有有电流的发光二极管的阳极；两个发光二极管的阴极都与地相连。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述多频振荡器采用具有记忆功能的多频振荡器。

它还设有故障指示并保持记忆单元，故障指示并保持记忆单元由多路与非门、故障继电器的线圈和发光二极管构成，桥臂电流监测显示单元的六个多频振荡器的输出端连接一个多路与非门，该多路与非门的输出端连接到故障继电器的线圈和一个发光二极管。

所述桥臂电流监测显示单元、电流有无检测单元和故障指示并保持记忆单元采用了数字芯片和数字运算电路，能够将外部模拟电流信号转变为数字信号。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的桥臂电流监测显示单元、电流有无检测单元和故障指示并保持记忆单元采用了数字芯片和数字运算电路，能够将外部模拟电流信号转变为数字信号，运用了合理的算法，使桥臂电流监测显示单元正确检测，发光二极管使得本发明容易观察，方便使用，能快速指示故障，减少现场故障查找时间，缩短检修时间，提高用户整体效益；另外本发明还具有操作简单、成本低廉，只增加整机设备3％的成本。

附图说明

图1是本发明的电路图；

图2是本发明的工作流程框图；

图3是本发明的桥臂与桥臂互感器的连接电路图。

图中：1、运算放大器求和电路；2、放大比较器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统，它包括六个桥臂，桥臂电流监测显示单元、振荡源、复位按钮M和电流有无检测单元.

桥臂电流监测显示单元共有六个，每一个电路结构相同；以桥臂1为例，桥臂电流监测显示单元由桥臂互感器A、整流桥A、放大比较器A、多频振荡器A，发光二极管A连接而成，桥臂1串联桥臂互感器A，并将桥臂互感器A的输出点连接至整流桥A的输入接点，整流桥A的输出接点连接放大比较器A的输入端，放大比较器A的输出端接至多频振荡器A的输入引脚，多频振荡器A的输出引脚连接到发光二极管A阳极，发光二极管A阴极接地；复位按钮M的一端接地，另一端与桥臂电流监测显示单元的六个多频振荡器A-F的复位引脚相连；振荡源连接至桥臂电流监测显示单元六个多频振荡器A-F的输入引脚；电流有无检测单元是将整流桥A-F的输出接点接至运算放大器求和电路1的反相输入端，运算放大器求和电路1的输出端接至电流有无检测单元放大比较器G的同相输入端，并将阀值电压接至放大比较器G的反向输入端，放大比较器G的输出端分为两路，一路通过反相器连接到显示无电流的发光二极管G的阳极，一路直接连接到显示有电流的发光二极管H的阳极；两个发光二极管的阴极都与地相连。多频振荡器A-F采用具有记忆功能。它还设有故障指示并保持记忆单元，故障指示并保持记忆单元由多路与非门2、故障继电器的线圈和发光二极管I构成，桥臂电流监测显示单元的六个多频振荡器A-F的输出端连接多路与非门2，该多路与非门2的输出端连接到故障继电器J的线圈和发光二极管I。

整流装置正常工作时，桥臂1-6在一个周期内(20ms)导通120度，也就是三分之一周期(大约6.67ms)，桥臂1-6每导通一次，电流互感器A-F的副边就会给监视板一个电流信号，这样，每个桥臂的电流信号就是一个周期性的脉冲信号，其幅值由实际电流乘比例所决定。电流有无检测单元内设有可调的电流阀值，如果电流信号的幅值没超过阀值，则桥臂电流监测显示单元显示电流小，不与检测。如果电流信号超过阀值，则电流有无检测单元显示电流大，此时开始检测桥臂1。桥臂电流监测显示单元、电流有无检测单元和故障指示并保持记忆单元电路板内部采用了多种数字芯片，将外部模拟电流信号转变为数字信号，并且运用了大量数字运算电路。例如，当桥臂1检测到电流信号时，会使发光二极管A亮，电流信号停止时，该指示灯仍将维持大约120ms左右，相当于六个周期的时间。如果在这段时间之内又检测到信号，则指示灯继续发亮，也就是说，发光二极管A亮的关断比电流信号的关断有一个120ms的延迟。整流装置正常运行时，电流信号在20ms内就会有一个脉冲，没等指示灯关断下一个脉冲就到了，所以发光二极管A就会一直亮下去。当有桥臂1故障时，电流信号停止，相应的指示灯在120ms以后就会熄灭并保持。此时电路板判定为缺臂故障，缺臂信号节点动作，桥臂电流监测显示单元也停止检测。恢复故障以后。按一下复位按钮M，则桥臂电流监测显示单元重新开始检测。六个多频振荡器A-F的输出，除了连至发光二极管A-F外，同时也引到一个多路与非门2，也就是说，只要有桥臂1指示发光二极管A不亮，多路与非门2就输出高电平，多路与非门2的输出端连接到故障继电器的线圈和发光二极管I，此发光二极管I在电路板上，并不接到输出端子。当检测到桥臂1故障时，发光二极管I亮，且故障继电器J吸合。多频振荡器A-F具有记忆功能，当检测到桥臂A故障时，也就是说发光二极管A指示灯灭了，六个多频振荡器A-F都停止工作，且输出保持不变。复位按钮M的一端接地，另一端与六个振荡器的复位引脚相连，当故障解除后，按下复位按钮M，使振荡器的复位引脚接地，从而使其恢复工作。此外，当检测出故障时，故障指示并保持记忆单元的发光二极管I亮，继电器吸合，此时故障指示并保持记忆单元会保持这种状态，即使断掉整流装置的主回路电源，没有电流信号，所有发光二极管和继电器的状态都不变。这样可以方便操作人员，即时发现桥臂故障，即时断掉整流电源，而且仍然能够知道哪个桥臂故障。

Claims (4)

1、一种用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统，包括六个桥臂，其特征在于：它还包括桥臂电流监测显示单元、振荡源、复位按钮和电流有无检测单元；

桥臂电流监测显示单元共有六个，每一个电路结构相同；一个桥臂电流监测显示单元由桥臂互感器、整流电桥、放大比较器、多频振荡器，发光二极管连接而成，一个桥臂串联一个桥臂互感器，并将桥臂互感器的输出点连接至整流桥的输入接点，整流电桥的输出接点连接放大比较器的输入端，放大比较器的输出端接至多频振荡器的输入引脚，多频振荡器的输出引脚连接到发光二极管阳极，发光二极管阴极接地；

复位按钮M的一端接地，另一端与桥臂电流监测显示单元的六个多频振荡器的复位引脚相连；

振荡源连接至桥臂电流监测显示单元六个多频振荡器的输入引脚；

电流有无检测单元是将整流电桥的输出接点接至运算放大器求和电路的反相输入端，运算放大器求和电路的输出端接至放大比较器的同相输入端，并将阀值电压接至放大比较器的反向输入端，放大比较器的输出端分为两路，一路通过反相器连接到标有无电流的发光二极管的阳极，一路直接连接到标有有电流的发光二极管的阳极；两个发光二极管的阴极都与地相连。

2、根据权利要求1所述的用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统，其特征在于：所述多频振荡器采用具有记忆功能的多频振荡器。

3、根据权利要求1所述的用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统，其特征在于：它还设有故障指示并保持记忆单元，它由多路与非门、故障继电器的线圈和发光二极管构成，桥臂电流监测显示单元的六个多频振荡器的输出端连接一个多路与非门，该多路与非门的输出端连接到故障继电器的线圈和一个发光二极管。

4、根据权利要求1和3所述的用于监视整流装置中桥臂导通状态的检测系统，其特征在于：所述桥臂电流监测显示单元、电流有无检测单元和故障指示并保持记忆单元采用了数字芯片和数字运算电路，能够将外部模拟电流信号转变为数字信号。

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