Разработка устройства диагностики силовой части однофазного тиристорного мостового полууправляемого выпрямителя

Проектирование логической модели силовой части выпрямителя с тиристорами в анодной и диодами в катодной группах. Построение алгоритма диагностирования дискретного последовательного объекта. Разработка комплекса электронных защит для преобразователя.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Введение

1. Логическая модель объекта диагностирования

2. Построение алгоритма диагностирования

3. Разработка комплекса электронных защит для преобразователя типа ПТО-М 115-32

Приложение



Введение

Развитие устройств промышленной электроники сопровождается ростом сложности и взаимосвязей элементов и систем управления ими. Эти обстоятельства, обусловленные расширением круга решаемых этими устройствами задач при одновременном повышении требований к эффективности функционирования, приводят к снижению надежности и резко увеличивают материальные, временные и трудовые затраты на их обслуживание. Решением указанных противоречий наряду с повышением надежности элементов устройств промышленной электроники является совершенствование методов и средств определения технического состояния устройств в процессе этапов их производства и эксплуатации, т. е. решение задач технической диагностики.

В данном курсовом проекте разрабатывается устройство диагностики силовой части однофазного тиристорного мостового полууправляемого выпрямителя и комплекс электронных защит для этого преобразователя.



1. Логическая модель объекта диагностирования

Рассмотрим силовую часть тиристорного однофазного мостового полууправляемого выпрямителя с тиристорами в анодной и диодами в катодной группах при работе на активно-индуктивную нагрузку с противо-ЭДС (Рис. 1).

Рис.1

Если условия работы силовой части ТП выразить на языке булевой алгебры, перейдя к логическим зависимостям между напряжениями и токами ТП, то можно получить логическую модель силовой части ТП и на ее основе модель математическую.

Введем следующие логические переменные:

X1 = 1 - характеризует положительный потенциал на аноде VS1 относительно катода и отрицательный потенциал на аноде VS2, т.е. при .

X1 = 0 - соответствует отрицательному потенциалу на аноде VS1 и положительному потенциалу на аноде VS2

X21 = 1 и X22 = 1 - характеризуют ток управления VS1 и VS2 амплитудой и длительностью, обеспечивающих к моменту окончания достижение прямого анодного тока тиристора

X21 = 0 и X22 = 0 - характеризуют отсутствие тока управления

Z11 =1 и Z12 = 1 - характеризуют прямые токи , протекающие через вентили

Z11 = 0 и Z12 = 0 - соответствуют отсутствию прямых токов через вентили

Z2 = 1 - характеризует падение напряжения на активном сопротивлении Rн нагрузки ТП

Z2 = 0 - соответствует отсутствию падения напряжения

Z3 = 1 - характеризует ЭДС самоиндукции в индуктивности Lн при изменении тока в нагрузке

Z3 = 0 - характеризует ЭДС самоиндукции при условии

Z4 =1 - характеризует противо-ЭДС двигателя при условии

Z4 =0 - характеризует отсутствие противо-ЭДС двигателя

Z5 =1 - характеризует наличие результирующего напряжения Uн на выходе ТП при условии

Z5 =0 - характеризует отсутствие напряжения Uн

X3 =1 - характеризует активное сопротивление Rн, если соблюдается условие

X3 = 0 - если не соблюдается выше приведенное условие

X4 = 1 - характеризует индуктивность цепи нагрузки ТП при

X4 = 0 - характеризует индуктивность цепи нагрузки ТП при

X5 = 1 - характеризует изменение тока нагрузки во времени, если

X5 = 0 - характеризует изменение тока нагрузки во времени, если

X6 = 1 - характеризует положительный потенциал на анодах тиристоров при условии

X6 = 0 - если это условие не выполняется

X6' = 1 характеризует положительный потенциал на анодах тиристоров при условии

X6' = 0 - если это условие не выполняется

Xк = 1 - характеризует коммутационный процесс токов в тиристорах при условии, что имеет место коммутация с одного тиристора на другой

Xк = 0 - характеризует коммутационный процесс токов в тиристорах при условии, что отсутствует коммутация тока в тиристорах

На рис. 2 приведена логическая сеть, характеризующая режим работы силовой части однофазной полууправляемой мостовой схемы ТП.

Рис.2

Ток нагрузки ТП равен сумме токов и тиристоров VS1 и VS2. Это событие отражено введением логического суммирования сигналов Z11 и Z12, характеризующих ток в тиристорах ТП. В течение коммутационного процесса, т. е. при Xк = 1, тиристоры VS1 и VS2 сохраняют свое открытое состояние, что отражено логической переменной , поступающей на звено логического суммирования модели i -го тиристора, выходная переменная которого характеризует положительный потенциал на аноде i -го тиристора. Отсутствие напряжения Uн нагрузки ТП при коммутации тиристоров, отражено в логической сети введением звена логического произведения, выходная переменная которого .

Математические выражения алгебры логики, характеризующие режим работы ТП, могут быть представлены как:

2. Построение алгоритма диагностирования

Задача построения алгоритма диагностирования дискретного последовательного объекта заключается в том, чтобы не прибегая к разрыву обратных связей в объекте, построить такую последовательность входных наборов, при которых ответные последовательности выходных наборов объекта позволяют выделить возможные в нем объекты. При этом предполагается, что, хотя исходные состояния элементов памяти объекта и неизвестны, всегда найдется последовательность входных наборов фиксированной длины, позволяющая перевести исправный объект в любое достижимое состояние. Для реальных объектов указанное требование вполне естественно и реализуемо [1].

Т. к. объекты с памятью представляют определенную сложность при диагностировании, то целесообразно диагностировать однофазный тиристорный полууправляемый выпрямитель по частям (ввиду полной симметрии схемы). Для этого нашу схему разделим на две половины, логическая сеть которых аналогична однофазному однополупериодному выпрямителю. Для работы с разными частями схемы надо ввести переключатель каналов.

Построим алгоритм диагностирования силовой части ТП при работе на двигатель постоянного тока. В соответствии с логической моделью (рис. 2) рассматриваемого объекта и логическими соотношениями для нее выходные сигналы в текущем такте времени:

Рис. 3

Для определения входных наборов, различающих исправное и неисправное состояние объекта, представим последнее выражение в ЭНФ:

В общем случае для логических схем с разветвлениями каждая буква терма (произведение букв) соответствует входному сигналу или его инверсии с индексом. Логичнее дефекты силовой части ТП отражать в форме допустимости входных или выходных сигналов модели. Тогда входящие в последние соотношение буквы будут представлять соответствующие им дефекты ТП, а термы - содержать сочетания взаимосвязанных дефектов.

В общем виде букву в ЭНФ обозначают символом и придают ему значение и в зависимости от того, какого типа дефект проверяется (0 или 1). При этом:

для проверки на дефект типа 0 достаточно принять все буквы хотя бы одного терма в ЭФН, содержащего равными 1, и в каждом из остальных термов - хотя бы одну букву принять равной нулю;

для проверки на дефект типа 1 достаточно хотя бы в одном терме, содержащем , принять равной 0, а значения из остальных букв этого терма - равными 1, при этом в каждом из остальных термов принять хотя бы одну букву равной 0;

Произведем проверку букв соотношения на (табл.1):

Таблица 1

Z5(v)= (X1 X2 X3 X6) v [X1 X3 X6Z1(v-1)]v (X4X5) v Z4
1	1	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0
2	1	0	1	1	1	1	1	1	0	0	0
3	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0
4	0	... Другие файлы: Разработка однофазного мостового выпрямителя Расчет математической модели диагностирования силовой части однофазного мостового тиристорного преобразователя. Разработка блоков информации, связи с... Расчет элементов управляемого выпрямителя, системы импульсно-фазового управления на операционных усилителях Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме. Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению. Расчет параметров пусковых импульсов,... Расчёт однофазного мостового управляемого выпрямителя и системы импульсно фазового управления Схема управляемого выпрямителя. Основные параметры выпрямителя в управляемом режиме. Выбор защиты тиристоров от перегрузок по току и напряжению. Расче... Основные расчеты и параметры трансформатора Особенности расчета однофазного двухполупериодного тиристорного выпрямителя без фильтра с активным сопротивлением нагрузки. Характеристика основных па... Часы на БИС К145ИК1901 Описание принципа работы схем электронных часов, выбор технического решения. Расчет схемы электрической принципиальной. Расчет параметрического стабил...