SU1095302A2 - Устройство дл контрол исправности последовательно соединенных вентилей - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ ВЕНТИЛЕЙ ПО авт.св. № 705594, отличающеес  тем, что, с целью повышени  отстройки от ложных сигналов, возникающих при пода- , че напр жени  на вентили, оно снабжено вторым, третьим и четвертым дополнительными выпр мител ми, делителем с переменным коэффициентом делени , диодом, конденсатором, резистором , первым и вторым пороговыми элементами, первым и вторым расширител ми импульсов, элементом выдержки времени, первым и вторым усилител ми, блоком суммировани  и двум  управл емыми ключами, причем второй и третий дополнительные выпр мители с последовательно-согласно включенными выходами включены в диагональ моста, к выходу второго дополнительного выпр мител  подключен делитель с переменным коэФфициентом делени , к выходу которого через диод подсоединен конденсатор, а через резистор и первый контакт первого управл емого ключа - первый вход блока суммировани , выход третьего дополнительного выпр мител  через второй контакт первого управл емого ключа соединен с вторым входом блока суммировани , а через последовательно соединенные первый порого- § вый элемент, первый расширитель им- пульсов, элемент времении первый усилитель соединен с управл ющим входом первого управл емого ключа, выход блока суммировани  через по .следовательно соединенные четвертый выпр митель, второй пороговый элемент , второй расширитель импульсов и второй усилитель соединен с управл ющим входом второго управл емого ключа, который включен последовательно с реагирующим органом.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам защиты вентильных преобразователей, реагирующим на повреждение отдельных вентилей при их последовательно-параллельном соединении.

По основному авт.св. № 705594 известно устройство дл  контрол  .исправности последовательно соединенных вентилей, содержащее делител напр жени , образующий с цепью вентилей мост, в диагональ которого через выпр митель включен реагирующий орган, выход которого через светоканал св зан со счетчиком импульсов, дополнительный выпр митель с конденсатором на выходе, зажимы переменного тока дополнительного выпр мител  подключены к зажимам переменного тока основного выпр мител , а реагирующий орган включен последовательно с встречно соединенными выходами выпр мителей.

При подаче напр жени  на вентили в процессе включени  преобразовател , а также в момент запирани  .вентилей обратным напр жением величина напр жени  может распредел тьс  по цепи последовательно соединенных вентилей крайне неравномерно из-за различи  времени восстановлени  запирающих свойств отдельных вентилей . При этом на диагонали моста воникают импульсы напр жени  небаланса .

Дл  выравнивани  распределени  напр жени  по цепи последовательно соединенных вентилей примен ютс  шунтирование вентилей RC-цеп ми, однако при реальных значени х емкости ВС-цепей полное выравнивание обратных напр жений не достигаетс , причем с увеличением значени  емкости соответственно увеличиваетс  посто нна  времени ее разр да, а таже среднее значение импульсов напр жени  небаланса. В этом случае значение напр жени  небаланса может превышать значение напр жени  на диагонали моста, в результате чего оказываетс  невозможным отстроитьс  от напр жени  небаланса путем выбора значени  сглаживающей емкости в цепи питани  источника света.

Целью изобретени   вл етс  повышение отстройки от ложных сигналов, возникающих при подаче напр жени  на вентили.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  контрол  исправности последовательно соединенных вентилей снабжено вторым, третьим и четвертым дополнительными выпр мител ми, делителем с переменным коэффициентом делени , диодом, конденсатором, резистором, первым и вторым пороговыми элементами, первым и вторым расширител ми импульсов , элементом выдержки времени первым и вторым усилител ми, блоком суммировани  и двум  управл емыми ключами,причем второй и третий допонительные выпр мители с последовательно-согласно включенными входами включены в диагональ моста, к выходу второго дополнительного выпр мител , подключен делитель с переменным коэффициентом делени , к .выходу которого через диод подсоедине конденсатор, а через резистор и первый контакт первого управл емого ключа - первый вход блока суммировани , выход третьего дополнительного выпр мител  через второй контакт первого управл емого ключа соединен с вторым входом блока суммировани , а через последовательно соединенные первый пороговый элемент, первый расширитель импульсов, элемент времени и первый усилитель соединен с управл ющим входом первого управл емого ключа, йыход блока суммировани  через последовательно соединенные четвертый выпр митель, второй пороговый элемент, второй расширитель импульсов и второй усилитель соединен с управл ющим входом второго управл емого ключа, который включен последовательно с реагирующим органом.

На фиг.1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 а - потенциальные диаграммы его работы при напр жении небаланса на диагонали измерительного моста вследствие разброса времен восстановлени  запирающих свойств вентилей; на фиг.2 б - то же, при пробое вентили; на фиг.З - то же, при наложении напр жени  небаланса на обратное напр жение вентил (в случае пробо  вентил ) ПРИ их одинаковых (а) и разных (б) знаках.

Устройство содержит последовательно соединенные вентили 1, делитель 2 напр жени , между средними точками цепи последовательно соединенных вентилей 1 и делител  2 напр жени  подключены основной 3 и первый дополнительный 4 выпр мительные мосты, отрицательные полосы которых соединены непосредственно , а положительные - через реагирукнций орган - реле 5. На выходе моста 4 включен сглаживающий конденсатор 6. Контакты 7 реле 5 подключены последовательно с анодом стабилитронного ключа 8 и источником 9 света к накопительному конденсатору 10 и источнику 11 питани . На потенциале Земл  расположен фотоприемник 12, выход которого соединен со счетчиком 13 импульсов.

Второй 14 и третий 15 дополнителные выпр мители с последовательносогласно включенными выходами включены в диагональ моста, к выходу второго 14 дополнительного выпр мител  подключен делитель 16 с переменным коэффициентом делени , к выходу которого через диод 17 подсоединен конденсатор 18 и резистор 19. Выход третьего выпр мител  15 через последовательно соединенные первый пороговый элемент 20, первый расширитель импульсов 21, элемент выдержки времени 22 и первый усилитель 23 подключен к управл ющему входу первого ключа 24, выходы которого через блок суммировани  25 и последовательно соединенные четвертый дополнительный выпр митель 26, второй пороговый элемент 27, второй расширитель импульсов.28 и второй усилитель 29 подсоединены к управл ющему входу второго управл емого ключа 30.

Блоки 20-23 и 25-29 могут быть выполнены на основе использовани  полупроводниковых функциональных и логических элементов. Дл  коммутации соответствующих цепей могут быть применены транзисторные или тиристорные ключи (24, 30).

На фиг.2 и 3 обозначено:и 5- напр жение небаланса на диагонали моста U -Ujg - напр жение на выходах блоков с соответствующими номерами; JCP 27 напр жение срабатывани  порогового блока 27.

Действие устройства основано на сравнении расчетного значени  напр жени  небаланса.и фактического значени  напр жени  на диагонали моста

Напр жение небаланса на диагонали моста имеет форму импульсов, передний фронт которых скачком возрастает до максимального значени  напр жени  небаланса ц , а защний фронт  вл етс  экспонентой , где Т - посто нна  времени, определ ема  параметрами КС-цепей, шунтирующих вентили. Бестокова  пауза между импульсами зависит от угла коммутации и лежит в пределах 180120 (10-6,6 мс ).

Сравнение расчетного значени  напр жени  небаланса и фактического значени  напр жени  на диагонали моста осуществл етс  через врем  -fcр от момента возникновени  импульса напр жени , причем врем  tp должно быть меньше максимальной длительности импульсов t .

Коэффициент делени  делител  напр жени  16, подключенного к второму выпр мителю 14, устанавливаетс  равным Ыр е Р Цепочка из последовательно соединенных порогового элемента 20, расширител  импульсов 21, элемента выдержки времени 22 и усилител  23 обеспечивает подключение выхода делител  16 и третьего выпр мител  15 к входам сумматора

25 через врем  tp от моментов возникновени  импульсов напр жени  на диагонали моста. Пол рность выхода третьего моста противоположна пол рности второго моста, поэтому на5 пр жение на выходе сумматора 25 равно разности расчетного момента tp и фактического напр жени  на интервале -fcp значений. Неизменность расчетного значени  напр же0 ни , подаваемого на первый вход сумматора , достигаетс  путем выбора необходимой посто нной разр да, подг ключенного к делителю конденсатора 18 на первый вход сумматора через

с резистор 19.

При пробое одного или большего числа вентилей напр жение на диагонали моста увеличиваетс  на значение обратного напр жени , соответ- ствующего числу пробитых вентилей

(и об) Поэтому расчетное напр жение , подаваемое на первый вход сумматора , определ етс  по выражению

ир(и,5„ и ггглКр Действительное значение напр же5 ни  на диагонали моста  вл етс 

функцией времени и описываетс  выражением

((()

0 Благодар  подключению к вентил м сглаживающих ВС-цепей пульсации обратного напр жени  незначительны и можно считать Upf,(tl :(Jp5 поэтому

U,5r.(-tl -и„б

5 Разность между действительным и расчетным значени ми напр жени  на диагонали моста

flU(t)U(tl-Up.( п,-

.,. 40 ,,,,()-U,j ctp-ci(t|.4U4AU

Дл  обеспечени  коэффициента чувствительности устройства при пробое одного вентил , равного 2, необхо45 димо выполнить соотно1чение

UoSm(

-1 2

(tn

Тогда наибольша  допустима  крат50 ность напр жени  небаланса по отношению к обратному падению напр же;ни  на одном вентиле, при которой обеспечиваетс  требуема  чувствительность устройства

55

-ot,

-oi,

ЧV(ll

Joipl-r-e

При реальных значени х мс, ti,10,0 - 13,3 Mc,-tp 8 - 11 мс получаем в среднем. X 3, что соответствует наибольшим реальным Значени м перенапр жений на отдельных вентил х вследствие разброса

времен восстановлени  запирающих свойств антивентилей.

Устройство работает следук цим образом .

Вход дополнительного устройства включаетс  в диагональ измерительного моста,

С выхода второго моста 14 напр жение подаетс  на вход делител  16, имеющего измен емый с помощью переменного резистора коэффициент делени , конденсатор 18 зар жаетс  через диод 17 до значени  напр жени , близкого к амплитуде импульсов напр жени  на выходе делител  16,

Значение активного сопротивлени  19 выбираетс  таким, чтобы конденсатор 18 не успевал разр жатьс  на первый вход сумматора 25 за врем  замкнутого состо ни  ключа 24.

При равенстве обратных напр жений на вентил х плеча преобразовател  напр жение на диагонали измерительного моста равно нулю, пороговый элемент 20 не срабатывает,ключ 24 разомкнут, напр жение на обоих входах сумматора 25, а также на его выходе равно нулю. В этом случае пороговый элемент 27 не срабатывает , управл ющий сигнал с выхода усилител  29 не поступает, и ключ 30 в цепи обмоток реле 5 разомкнут. При возникновении разброса времен восстановлени  запирающих свойств вентилей, соединенных последовательно- в плече преобразовател , на диагонали измерительного моста по вл ютс  импульсы напр жени  небаланса (, которые имеют форму, приведенную на фиг12 а. Напр жение на первом и втором входах сумматора по вл етс  после срабатывани  ключа 24, Напр жение небаланса на выходе моста 15 приводит в действие пороговый элемент 20, на выходе которого по вл ютс  пр моугольные импульсы , равные по длительности импульсам напр жени  небаланса. На выходе расширител  импульсов 21 длительность пр моугольных импульсов превышает длительность импульсов на выходе порогового элемента 20, на выходе элемента вьщержки времени 22 сигнал по вл етс  через врем  ip от момента возникновени  импульса напр жени  небаланса и исчезает одновременно с сигналом на выходе расширител  импульсов. Напр жение на выходе усилител  23 повтор ет форму сигнала на выходе-элемента выдержки времени 22 и управл ет ключом 24. ПРИ по влении напр жени  на выходе усилител  23 замыкаютс  оба контакта ключа 24 и подсоедин ют выход делител  16 и выпр мител  15 к входам сумматора 25, Ключ 24 (Включаетс  на врем tp -t t||, приче

Ти больше длительности импульса напр жени  небаланса на величину выдержки времени расширител  импульсов 21.

За BpeMHtp t -t, производитс  суммирование напр жений на выходе делител  16 и моста 15, вз тых с разными

знаками.. В момент

напр жение

на выходе сумматора теоретически равно нулю, затем оно увеличиваетс  до

. Уставка порогового

момента

элемента 27 выбираетс  больше максимального значени  напр жений на выходе сумматора, которое в этом режиме равно

IP.

И

Т

-Фн.п,е

При этом пороговый элемент 27 не срабатывает, расширитель импульсов

28 и усилитель 29 также не срабатывают , КЛЮ.Ч 30 разомкнут, реле 5 не срабатывает, и ложный сигнал о пробое вентилей не вырабатываетс . При пробое одного вентил  и равенстве обратных напр жений на остальных вентил х (фиг.25) на диагонали измерительного моста по вл етс  напр жение, значение и форма которого соответствует обратному напр жению на.вентиле. В этом случае напр жение , подаваемое в интервале , на первый вход сумматора, в меньше амплитуды обратного напр жени , а напр жение, подаваемое на второй вход, практически равно амплитуде обратного напр жени . Разность этигс напр жений превышает уставку срабатывани  порогового элемента 27, происходит его срабатывание , замыкаетс  ключ в цепи обмоток

0 реле 5, При срабатывании реле 5 устройство вырабатывает сигнал о пробое вентил .

При наложении напр жени , вызванного пробоем вентил , и напр жени 

5 небаланса, вызванного разбросом времен восстановлени  запирающих свойств устройство работает аналогично (фиг. 3 а , 6 ).

Если знак напр жени , вызванного

0 пробоем вентил , противоположен знаку напр жени  небаланса (фиг.ЗГ), то результирующее напр жение на диагонали измерительного моста имеет разнопол рный характер. Напр жени 

5 на выходах мостов 14 и 15 и порогового блока 20 имеют провал. Поэтому дл  обеспечени  требуемой выдержки времени от момента возникновени  импульсов напр жени  на диагоQ нали измерительного моста, введен расширитель импульсов 21, в напр жении на выходе которого провал отсутствует

Технико-экономическа  эффективность предлагаемого изобретени  определ етс  повышением отстройки устройства дл  контрол  исправности последовательно соединенных вентилей от напр жени  небаланса и исключением вследствие этого выработки устройством ложных сигналов о

пробое вентилей. Экономический эффект при этом определ етс  исключением отключений преобразовател  дл  его осмотра и предполагаемого ремонта в случае поступлени  ложных сигналов о пробое вентилей.

Lkk

VHS

k L k

w

ViO

Vm

Viz n n n

П

Tl

П

IS

fw

..n n n

%

1Г20 rn I-It-I

t

5 t

л

л л

л л

n

2J

I

/

%

-t

n

n y/7

n

-t

5k. t t

4JUi.2

Claims (1)

1. (571 УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ ВЕНТИЛЕЙ по авт.св. № 705594, отличающееся тем, что, с целью повышения отстройки от ложных сигналов, возникающих при пода- , че напряжения на вентили, оно снабжено вторым, третьим и четвертым дополнительными выпрямителями, делителем с переменным коэффициентом деления, диодом, конденсатором, резистором, первым и вторым пороговыми элементами, первым и вторым расширителями импульсов, элементом выдержки времени, первым и вторым усилителями, блоком суммирования и двумя управляемыми ключами, причем второй и третий дополнительные выпрямители с последовательно-согласно включенными выходами включены в диагональ моста, к выходу второго дополнительного выпрямителя подключен делитель с переменным коэффициентом деления, к выходу которого через диод подсоединен конденсатор, а через резистор и первый контакт первого управляемого ключа - первый вход блока суммирования, выход третьего дополнительного выпрямителя через второй контакт первого управляемого ключа соединен с вторым входом блока суммирования, а через последовательно соединенные первый пороговый элемент, первый расширитель импульсов, элемент времени'и первый усилитель соединен с управляющим входом первого управляемого ключа, выход блока суммирования через по.следовательно соединенные четвертый выпрямитель, второй пороговый элемент, второй расширитель импульсов и второй усилитель соединен с управляющим входом второго управляемого ключа, который включен последователь-'*®·² нос реагирующим органом.