CN112394269B - 一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统 - Google Patents

一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统，属于晶闸管故障检测技术领域。该系统包括：三相电压检测模块、晶闸管端电压检测模块、触发脉冲检测模块和故障诊断模块。通过检测电网电压、晶闸管端电压的状态以及晶闸管的脉冲信号对晶闸管进行故障诊断。本发明系统无需借助外部的检测装置，在线诊断晶闸管的故障类型并对故障进行定位，并将晶闸管的状态传给主控系统及时采取保护措施，也便于设备的维护，缩短了装置检修时间。

Description

一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统
技术领域
本发明属于晶闸管故障检测技术领域，涉及一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统。
背景技术
在交交变频系统中使用晶闸管模块做能量变换的开关器件，在应用中电流过大或是工作温度过高会造成晶闸管的损坏出现短路故障或是断路故障。交交变频工作环境复杂，现场震动等原因可能使晶闸管脉冲线路松动，造成晶闸管触发脉冲缺失，晶闸管无法被触发。在设备运行过程中出现故障可能造成故障进一步扩大，降低了安全性。三相交交变频器中晶闸管数量多，晶闸管出现故障后排查难度高、维护时间长。因此，亟需一种能够快速实现晶闸管故障诊断和定位的系统，降低维护时间，提高工作效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统，在设备运行前或运行中能实现故障的诊断与定位，并将晶闸管的状态传给主控系统及时采取保护措施，便于设备的维护，提高设备的安全性。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统，包括：
三相电压检测模块101，用于将输入的三相电网电压Ua、Ub、Uc处理得到故障诊断使能信号Ea，包括电网电压的有效值计算和一个比较器；
晶闸管端电压检测模块102，用于将输入的检测晶闸管A和K两端电压Uak处理后得到信号Uakf，低通滤波器输出信号Uakf与给定电压信号经过一个比较器输出得到晶闸管端电压状态信号Sa；
触发脉冲检测模块103，用于将脉冲分配板上晶闸管A和G两端的触发脉冲信号Uag处理得到1/2个电网周期的方波脉冲状态信号Sb；
故障诊断模块104，用于将输入的故障诊断使能信号Ea、晶闸管端电压状态信号Sa和脉冲状态信号Sb处理得到短路故障信号Ea和断路故障信号Eb。
进一步，所述三相电压检测模块101将输入的三相电网电压Ua、Ub、Uc处理得到电网电压的有效值Urms，电网电压有效值Urms与给定电压Uref1经过比较器判断电网是否上电，即晶闸管故障判断使能信号Ea；当电网电压有效值Urms>Uref1时电网上电，三相电压检测模块输出信号Ea记为en；当电网电压有效值Urms<Uref1时，三相电压检测模块输出信号Ea记为
Figure BDA0002780187650000021
进一步，所述晶闸管端电压检测模块102将输入的晶闸管A和K两端电压Uak取绝对值之后经过一个低通滤波器得到信号Uakf，低通滤波器输出信号Uakf与给定电压信号Uref2经过一个比较器输出得到晶闸管端电压状态信号Sa；当Uakf>Uref2时，晶闸管端电压检测模块输出状态信号Sa记为a；当Uakf<Uref2时，晶闸管端电压检测模块输出状态信号Sa为
Figure BDA0002780187650000022
进一步，所述触发脉冲检测模块103是当检测到晶闸管触发脉冲信号Uag的上升沿的时候，触发脉冲检测模块输出1/2个电网周期的脉冲状态信号Sb记为b，其他状态下触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb记为
Figure BDA0002780187650000023
进一步，所述故障诊断模块104将输入的三相电压检测模块输出信号Ea、晶闸管端电压状态信号Sa和脉冲状态信号Sb处理得到短路故障信号Ea和断路故障信号Eb；当故障诊断使能信号Ea为
Figure BDA0002780187650000024
时，故障诊断模块输出短路故障信号Ea记为
Figure BDA0002780187650000025
断路故障信号Eb记为
Figure BDA0002780187650000026
当故障诊断使能信号Ea为en时，触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb为
Figure BDA0002780187650000027
晶闸管端电压检测模块输出信号Sa为
Figure BDA0002780187650000028
时，检测到对应的晶闸管损坏，故障诊断模块输出短路故障信号Ea记为fa；
当故障诊断使能信号Ea为en，触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb为b，晶闸管端电压检测模块输出信号信号Sa记为
Figure BDA0002780187650000029
时，检测到对应的晶闸管无法被触发，故障诊断模块输出断路故障信号Eb记为fb。
本发明的有益效果在于：本发明采用交交变频全关断检测板上的晶闸管端电压信号和脉冲触发信号，可以快速有效实现晶闸管故障诊断和定位，并将故障状态发送给控制器做出相应的保护，便于设备的维护提高设备的安全性，缩短了装置检修时间。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明晶闸管故障诊断系统的结构框图；
图2为晶闸管端口结构示意图；
附图标记：101-三相电压检测模块，102-晶闸管端电压检测模块，103-触发脉冲检测模块，104-故障诊断模块。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图2，本发明优选了一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统，在设备运行前或运行中能实现故障的诊断与定位，并将晶闸管的状态传给主控系统及时采取保护措施，便于设备的维护，提高设备的安全性。
如图1所示，该故障诊断系统包括：三相电压检测模块101、晶闸管端电压检测模块102、触发脉冲检测模块103和故障诊断模块104。
三相电压检测模块101用于将输入的三相电网电压Ua、Ub、Uc处理得到电网电压的有效值Urms，电网电压有效值Urms与给定电压Uref1经过比较器判断电网是否上电，即晶闸管故障判断使能信号Ea；当电网电压有效值Urms>Uref1时电网上电，三相电压检测模块输出信号Ea记为en；当电网电压有效值Urms<Uref1时，三相电压检测模块输出信号Ea记为
Figure BDA0002780187650000031
晶闸管端电压检测模块102用于将输入的晶闸管A和K两端电压Uak取绝对值之后经过一个低通滤波器得到信号Uakf，低通滤波器输出信号Uakf与给定电压信号Uref2经过一个比较器输出得到晶闸管端电压状态信号Sa；当Uakf>Uref2时，晶闸管端电压检测模块输出状态信号Sa记为a；当Uakf<Uref2时，晶闸管端电压检测模块输出状态信号Sa为
Figure BDA0002780187650000032
触发脉冲检测模(103是当检测到晶闸管触发脉冲信号Uag的上升沿的时候，触发脉冲检测模块输出1/2个电网周期的脉冲状态信号Sb记为b，其他状态下触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb记为
Figure BDA0002780187650000041
故障诊断模块104将输入的三相电压检测模块输出信号Ea、晶闸管端电压状态信号Sa和脉冲状态信号Sb处理得到短路故障信号Ea和断路故障信号Eb；当故障诊断使能信号Ea为
Figure BDA0002780187650000042
时，故障诊断模块输出短路故障信号Ea记为
Figure BDA0002780187650000043
断路故障信号Eb记为
Figure BDA0002780187650000044
当故障诊断使能信号Ea为en时，触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb为
Figure BDA0002780187650000045
晶闸管端电压检测模块输出信号Sa为
Figure BDA0002780187650000046
时，检测到对应的晶闸管损坏，故障诊断模块输出短路故障信号Ea记为fa；
当故障诊断使能信号Ea为en，触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb为b，晶闸管端电压检测模块输出信号信号Sa记为
Figure BDA0002780187650000047
时，检测到对应的晶闸管无法被触发，故障诊断模块输出断路故障信号Eb记为fb。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种交交变频装置晶闸管故障诊断系统，其特征在于，该系统包括：
三相电压检测模块(101)，用于将输入的三相电网电压Ua、Ub、Uc处理得到故障诊断使能信号Ea，包括电网电压的有效值计算单元和一个比较器；具体是：将输入的三相电网电压Ua、Ub、Uc处理得到电网电压的有效值Urms，电网电压有效值Urms与给定电压Uref1经过比较器判断电网是否上电，即晶闸管故障诊断使能信号Ea；当电网电压有效值Urms>Uref1时电网上电，三相电压检测模块输出信号Ea记为en；当电网电压有效值Urms<Uref1时，三相电压检测模块输出信号Ea记为
Figure FDA0003840464700000011
晶闸管端电压检测模块(102)，用于将输入的晶闸管A和K两端电压Uak处理后得到信号Uakf，低通滤波器输出信号Uakf与给定电压信号经过一个比较器输出得到晶闸管端电压状态信号Sa；具体是：将输入的晶闸管A和K两端电压Uak取绝对值之后经过一个低通滤波器得到信号Uakf，低通滤波器输出信号Uakf与给定电压信号Uref2经过一个比较器输出得到晶闸管端电压状态信号Sa；当Uakf>Uref2时，晶闸管端电压检测模块输出状态信号Sa记为a；当Uakf<Uref2时，晶闸管端电压检测模块输出状态信号Sa为
Figure FDA0003840464700000012
触发脉冲检测模块(103)，用于将脉冲分配板上晶闸管A和G两端的触发脉冲信号Uag处理得到1/2个电网周期的方波脉冲状态信号Sb；具体是：当检测到晶闸管触发脉冲信号Uag的上升沿的时候，触发脉冲检测模块输出1/2个电网周期的脉冲状态信号Sb记为b，其他状态下触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb记为
Figure FDA0003840464700000013
故障诊断模块(104)，用于将输入的故障诊断使能信号Ea、晶闸管端电压状态信号Sa和脉冲状态信号Sb处理得到短路故障信号E1和断路故障信号Eb；具体是：将输入的故障诊断使能信号Ea、晶闸管端电压状态信号Sa和脉冲状态信号Sb处理得到短路故障信号E1和断路故障信号Eb；当故障诊断使能信号Ea为
Figure FDA0003840464700000014
时，故障诊断模块输出短路故障信号E1记为
Figure FDA0003840464700000015
断路故障信号Eb记为
Figure FDA0003840464700000016
当故障诊断使能信号Ea为en时，触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb为
Figure FDA0003840464700000017
晶闸管端电压检测模块输出信号Sa为
Figure FDA0003840464700000018
时，检测到对应的晶闸管损坏，故障诊断模块输出短路故障信号E1记为fa；
当故障诊断使能信号Ea为en，触发脉冲检测模块输出脉冲状态信号Sb为b，晶闸管端电压检测模块输出信号Sa记为
Figure FDA0003840464700000019
时，检测到对应的晶闸管无法被触发，故障诊断模块输出断路故障信号Eb记为fb。
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