JPS6352662A - 冗長形サイリスタバルブ故障診断方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各々が複数個のサイリスタ素子からなり電
力変換器主回路の各アームを構成する、いわゆるサイリ
スクバルブの故ｌ！ａＤ断装置、特にこのような装＠を
複数個設けて構成される冗長形サイリスタバルブ故障診
断方式に関する。

〔従来の技術〕

特に大容量のサイリスタ変換装置に対して設けられるサ
イリスタバルブ故障診断装置は、一般に高い信頼性を要
求される場合が多い。このため、同一の構成２機能をも
つ３台の故障診断装置と２アウトオブ３判断回路（多数
決論理回路）とを用いた冗長形の診断方式が採られるこ
とがある。第３図はか−る診断方式の従来例全示す構成
図である。同図において、１３〜１ｎは電力変換装置の
１アームを構成するサイリスタ、２ａ〜２ｎＨ１抗、３
ａ〜３ｎはコンデンサ、４ａ〜４ｎは電流制限抵抗、５
ａ〜５ｎは電気／光（Ｅｌｏ　）変換器、６８〜６ｎは
ライトガイド、７ａ〜７ｎは光／電気（０／Ｅ　）変換
器、８ａ〜８Ｃは故障診断装置、９は２アウトオブ３判
断回路である。すなわち、ｔＷｆｉ個のサイリスタ１ａ
〜１ｎに対し、抵抗２２〜２ｎおよびコンデンサ３ａ〜
３ｎからなるスナバ回路と、サイリスタ素子１ａ〜１ｎ
に掛かる順電圧もしくは逆電圧を検出しこれを光信号に
変換するｇ１０変換器５ａ〜５ｎと、こ＼に流れる電流
を制限する電流制限用抵抗４ａ〜４ｎとが並列に接続さ
れている。

と＼で、サイリスタ素子ｉａ〜１ｎに順電圧または逆電
圧が印加されると、Ｅ１０変換器５ａ〜５ｎはそれぞれ
所定の光信号全発生し、この光信号はライトガイド６３
〜６ｎを介して０／Ｅ変換器７ａ〜７ｎに入力される。

この光信号は０／Ｅ変換器７ａ〜７ｎで電気信号に変換
された後、同じ構成１機能をもつ３台の故障診断装置８
ａ〜８Ｃへ入力される。冬々の判断結果は２アウトオブ
３判断回路９で多数決判断され、多数意見が診断結果と
して出力される。

２アウトオブ３判断回路は、例えば第４図の如くアンド
ゲート１０ａ〜ＩＯＣおよびオアゲート１１から構成さ
れ、その入力人１〜Ａ３と出力Ｂ１〜Ｂ３．Ｍとの関係
を示すと、第１表のようになる。同表からも明らかなよ
うに、２アウトオブ３判断回路は入力の３つの′Ｌ”、
”Ｈ″信号中から、その多数意見全判別結果Ｍとして出
力するものであることがわかる。

第１表 しかしながら、上述の如き診断方式では、３台のバルブ
故障診断装置のうちの１台に異常が生じてこれが少数意
見となっても２アウトオブ３の判断には関与することに
なるため、例えば残りの２台の出力が一致しない場合は
、この異常となり少数意見となった診断装置の出力によ
って全体の判断結果が決まってしまい、著しい不都合が
生じる場合がある。

そこで、出願人は以下の如き方式を提案している（特願
昭６０−２４２６９２号：以下、単に提案済み方式とも
云う。）。

第５図はか＼る提案済み方式を示す回路図である。

これは、第３図に示されるものに対しオアゲート１１ａ
〜１１Ｃ１排他的論理和ゲート（ＥＯ几ゲートともいう
）１２ａ〜１２ｃ１アンドゲート１０ｄ−１Ｏｆおよび
８１（、（セット、りセット）フリップフロップ１３３
〜１３０′（ｉ−付加して構成される。なお、第３図と
同一の部分は図示を省略した。と＼ではＥ　ＯＲゲート
１２　ａ〜ｌ　２　Ｃ，７ンドゲート１０ｄ〜１０ｆお
よびＳＲフリップフロップ１３ａ〜１３ｃによって少数
意見判別部が形成され、その入力Ａｌ−Ａ３と出力Ｃ１
〜Ｃ３＋Ｄ１〜Ｄ３との関係を示すと、第２表の如くな
る。

以下、第５図および第２表を参照してその動作を説明す
る。なお、バルブ故障診断装置８ａ〜８ｃの出力は、Ｈ
”でバルブ故障、′Ｌ″でバルブ正常と考えるものとす
る。

第２表 いま、３台のバルブ故障診断装置８ａ〜８Ｃがともに正
しく動作しているときは、ＳＲフリップフロップ１３２
〜１３Ｃの出力は′″Ｌ″であり、したがって、バルブ
故障診断装置８ａ〜８Ｃの出力はそのま＼多数決判断部
に人力され、第４図の場合と全く同様に多数意見が判別
結果ム（としてオアゲート１１から出力される。一方、
オアゲート１１ａ〜ＩＩＣからの出力は少数意見判別部
に入力され、と＼では第２表の如く、３つの出力（第２
表では入力Ａ１〜Ａ３に相当する）のうち異なる意見を
出力するパルプ故障診断装置対応のＳＲ７リップフロッ
プ１３８〜Ｘ３Ｃの入力Ｄ１〜Ｄ３（０１つが”Ｈ”と
なり、これによりどの故障診断装置８ａ〜８Ｃの出力が
少数意見かヌわかる。ＳＲフリップフロップ１３２〜１
３Ｃの出力はオアゲ）１１ａ〜１１Ｃに入力され、と−
で故障診断装置８ａ〜８Ｃの出力とＯＲ判断されるので
、少数意見判別部にて少数意見とされる故障診断装置の
出力は、このオアゲートｌｌａ〜ＩＩＣＫよって強制的
に”Ｈ″にされ、無効にされる。したがつて、その後は
残りの２台の故障診断装置出力のＯＲ判断によって診断
結果が出力される。このとき、少数意見となった故障診
断装置対応のオアゲートｌｌａ〜ＩＩＣからは９バルブ
故障″全示す信号″′Ｈ″が出力さ九るため、残り２つ
の故障お断装置の少なくとも一方で”バルブ故障”と判
断された場合は、多数決判断部からは１バルブ故障１を
示すＨ″の信号が出力される。このように、少数意見と
なった故障診断装置の出力を強制的に”パルプ故障”と
することにより、残り２台の故障診断装置の出力にその
後不一致が生じた場合は、この故障となった故障診断装
置の出力がたとえ不定であっても、常に″バルブ故障″
（安全側）とすることができる。なお、少数意見となっ
た故障診断装置出力を６パルプ異常”ではなく“バルブ
正常”、すなわち′Ｌ″として出力することにより、残
り２台の出力の少なくとも一方が”バルブ正常”ならば
、常に”バルブ正常”として運転を継続することも可能
であることは勿論である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、以上の如き提案済み方式では、パルプ故
障診断装９１３　ａ〜８Ｃの出力について、演算時間の
ずれ等により僅かな出力時り差が生じると、この時間差
が虫じたバルブ故障診断装置の出力全少数意見判断部で
少数意見と判断し、これによって該当するフリップフロ
ップがセットされてしまい、診断装置が異常と判断され
てしまうおそれがある。

したがって、この発明は演算結果の僅かな出力誤差など
により、正常に動作しているバルブ故障診断装置を異常
と判断することがないようにすると＼もに１ノイズ等の
単発的な誤動作により多数決判断が不能とならないよう
にすることを目的とする。

〔問題点全解決するための手段〕

サイリスタバルブの状態を示す状態監視信号によりその
故障診断′ｔ−個別に行なう３台のバルブ故障診断装置
と、各診断装置からの出力について２アウトオブ３の演
算を行なう多数決判断回路と、３台のバルブ故障診断装
置のうちその出力が龍の２台のそれと異なるｌｏつを判
別する少数意見判断回路と、この少数意見判断回路から
の出力を所定時間だけ遅延させる遅延回路とを設ける。

〔作用〕

サイリスタバルブの紫子状態を示す監視信号全同一機能
を持つ３台のバルブ故障診断装置に入力して各々別個に
パルプ故障診断を行い、その診断結果を多数決判断回路
（２ｏｕｔｏｆ３回路）に入力して多数決判断全行い、
多Ｔｆｔ意見全バルブ故障診断装置出力とする２　ｏｕ
ｔ　ｏｆ　３方式のパルプ故障診断装置で、３台のバル
ブ故障診断装置のうち少なくとも２つ以上が同一意見で
あることを判断する多数決判断回路（２ｏｕｔ　ｏｆ　
昭路）と、３台のバルブ故障診断装置のうち少数意見と
なっているバルブ故障診断装置を検出する少数意見判断
回路とを有するものにおいて、との少数意見判断回路の
出力にカウンタもしくはタイマ等の遅延回路をＶりるこ
とにより、単発的なバルブ故障診断装置出力の誤まき断
や、３台のパルプ故障診断装置名々のＳ算時間の誤差に
よる診断結果出力のずれ等による誤診断により、正常に
動作しているバルブ故障診断装置の出力を少数意見と判
断させないようにするものである。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示す回路図であり、これは
第５図に示す提案済みのものに対しカウンタ１４ａ〜１
４Ｃを付加した点が特徴である。

このカウンタ１４ａ〜１４Ｃは、少数意見と判断された
バルブ故障診断装置がある場合は、それに対応する１つ
だけが同期信号をカウントアツプし、それが所定のカウ
ント値を越えたらセットされるようになっており、これ
によりアンドゲート１０ｄ−１Ｏｆの出力を所定時間だ
け遅延させる。

そして、カウンタ１４ａＮ１４Ｃのいずれかソセットさ
れると、それに対応するフリップフロップ１３８　Ｎ１
５Ｃのいずれか１つがセットされ、これによってオアゲ
ート１１３〜ｌｌｃのいずれか１つに′Ｈ”の信号が与
えられるため、少数意見と判断されたバルブ故障診断装
置８８〜８Ｃのいずれか１つの出力が無効にされる。

第２図は第１図の動作？説明するためのタイムチャート
である。

同図において、いまバルブ故障診断装ｍｓａ＊８ｂ、８
ｃの出力がそれぞれ時刻１１，１２．１５のタイミング
で出力されたとすると、少数意見判断部ではアンドゲー
ト１０ｄ〜１０ｆの出力波形に示すように時刻１１〜ｔ
２の間では１０ｄが、また時刻ｔ２〜ｔ５の間では１０
ｆがそれぞれ少数意見としてその出力が６Ｈ”となる。

この出力にようカウンタ１４Ｃは同期信号をカウントア
ツプし、そのカウント値が設定値を越えることにより、
７リツプフロツプ１３Ｃがセットされる。このとき、ア
ンドゲート１０ｄの出力ではカウンタ１４ａは動作せず
、したがってフリップ７０ツブ１３ａもセットされない
。このように少数意見判断部にカウンタ１４ａ〜１４ｃ
ｉ設けることにより、３台のバルブ故障診断装置のうち
の１台が単発的な誤診断や演算時間の誤差などにより他
の２台の診断装置と異なる意見を出力した場合でも、カ
ウンタの設定値回数以上に検出するまでは少数意見と判
断されずにバルブ故ｖａ診断を継続することが可能とな
り、単発的な誤診断等によりただちに／り微意見と判断
される可能性を少なくすることができる。

〔発明の効果〕 この発明によれば、３台のバルブ故障診断装置のうち少
数意見となっているバルブ故障診断装置を検出する少数
意見判定回路に遅延回路、たとえばカウンタもしくけタ
イマを設けることにより、３台のバルブ故障診断装置の
うちの１台が単発的な諌診断、誤動作やノイズ、演算時
間の誤差などにより単発的に少数意見と判断された場合
でも、少数意見として多数決判断から切り離すことはせ
可 ず、バルブ故障診断を継続させることが本能となるため
、安全性と信頼性が向上する利点かもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図はその
動作を説明するためのタイムチャート、第３図は冗長形
サイリスタバルブ故障診断方式の従来例を示す構成図、
第４図は２アウトオブ３判断回路の具体例を示す回路図
、第５図は提案済み方式を示す回路図である。 符号説明 １ａ〜１ｎ・・・・・・サイリスタ素子、２ａ〜２ｎ・
・・・・・抵抗、３ａ〜３ｎ・・・・・・コンデンサ、
４ａ〜４ｎ・・・・・・電光制限抵抗、５ａ〜５ｎ・・
・・・・Ｅ１０変換器、６ａ〜６ｎ・・・・・・ライト
ガイド、７ａ〜７ｎ・・・・・０／Ｅ変換器、８ａ〜８
Ｃ・・・・・・故障診断装置、９・・・・・・２アウト
オブ３判断回路、１０ａ〜１０ｆ・・・・・・アンドゲ
ート、１１，１１ａ〜１１Ｃ・・・・・・オアゲート、
１２　ａ　〜ｌ　２　ｃ　・−−−−−Ｂ　ＯＲケ−）
、　１３ａ〜１３Ｃ・・・・・・ＳＲフリップフロップ
、１４ａ〜１４Ｃ・・・・・・カウンタ。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　綺　　　　清 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各々が複数個のサイリスタ素子からなり電力変換器主回
   路の各アームを構成するサイリスタバルブの状態を示す
   状態監視信号を受けてその故障診断を行なう３台のバル
   ブ故障診断装置と、 該各診断装置からの出力について２アウトオブ３の演算
   を行なう多数決判断回路と、 前記３台のバルブ故障診断装置のうちその出力が他の２
   台のそれと異なる１つを判別する少数意見判断回路と、 該少数意見判断回路の出力を所定時間だけ遅延させる遅
   延回路と、 を備え、通常は３台のバルブ故障診断装置からの多数意
   見を診断結果として出力する一方、そのうちの１台が少
   数意見となった場合は残りの２台の出力の一致、不一致
   により診断を行なうとゝもに、少数意見判断回路の出力
   を所定時間だけ遅延させることを特徴とする冗長形サイ
   リスタバルブ故障診断方式。