Файл: Наладка простых электронных теплотехнических приборов.docx
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 237
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
t5-t6 — Д5-Д2 и в последнем интервале — Д5-Д4.
Таким образом напряжение на нагрузке будет иметь вид шести пульсаций за период, а интервал проводимости каждого диода - 2π/3. При этом интервал совместной работы двух диодов - π/6. Среднее значение напряжения на нагрузке будет.
Где U2- действующее значение напряжения на вторичных обмотках трансформатора.
Среднее значение выпрямленного напряжения практически равно максимальному линейному напряжению питающей сети:
где Uab.m - максимальное линейное напряжение вторичной обмотки.
Из достоинств схемы нужно отметить то, что в такой схеме отсутствует вынужденное подмагничивание сердечника трансформатора. Кроме того коэффициент пульсаций значительно ниже, чем у однофазной двухполупериодной схемы и составляет 0,057.
На основе этой схемы можно создать двенадцати, восемнадцати, двадцатичетырехфазные выпрямители. Для этого используются различные сочетания последовательного и параллельного соединения схем. Чем больше будет фаз и соответственно пар диодов, тем меньше будут выходные пульсации.
Кроме этих схем, могут применяться и управляемые схемы выпрямления, которые наряду с выпрямлением переменного тока обеспечивают и регулировку выходного напряжения (тока).
ГЛАВА 2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ ДИАГНОСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
2.1 Техническая диагностика полупроводниковых выпрямителей
В настоящее время вопросы оценки технического состояния полупроводниковых преобразователей решаются двумя видами диагностики: тестовой или функциональной.
Тестовое диагностирование полупроводниковых преобразователей широко представлено в работах.
Такой способ диагностирования связан с применением генератора импульсов тестовых сигналов, который подключается к отдельным участкам
электрической цепи выпрямителя. Анализ откликов на его тестовые воздействия позволяет последовательно выявлять одно из трех возможных состояний каждого вентиля: исправен, пробит, неуправляем.
Преимущество тестового способа диагностики заключается в возможности построения алгоритмов диагностирования, которые обеспечивают большую глубину диагностики. Однако данный способ не может быть использован для выявления аномальных режимов работы выпрямителя в электроприводе машин бумагоделательного оборудования, так как для проведения процедуры диагностирования требуется вывод преобразователя из эксплуатации.
Для решения поставленной задачи в данном случае приемлемы способы и устройства только функционального диагностирования.
Рис.1.1. Схема однофазного однополупериодного выпрямителя
Рис.1.2. Кривые мгновенных значений токов и напряжений однофазного однополупериодного выпрямителя с активной нагрузкой
Все существующие в настоящее время способы и устройства функциональной диагностики полупроводниковых выпрямителей можно разделить на две группы.
К первой группе относятся способы диагностики, основанные на анализе параметров, полученных от датчиков, подключенных непосредственно к полупроводниковому прибору.
В рассмотрен один из таких способов. Сущность такого способа диагностики заключается в следующем. В процессе нормальной работы преобразователя с помощью специальных контрольно-измерительных устройств производят регистрацию его параметров. Например, для однофазного однополупериодного выпрямителя (рис.1.1,1.2): u2 – напряжение на вторичной обмотке трансформатора; uv – напряжение на тиристоре; i – ток нагрузки; iу – ток на управляющем электроде тиристора.
Полученные кривые мгновенных значений контролируемых параметров выражают в виде логических диаграмм, для чего используют логические переменные X1…X4 (см. рис.1.2), описание которых делают в соответствии с кривыми мгновенных значений контролируемых параметров и условиями нормальной работы преобразователя. Далее преобразователь представляют в виде логической схемы, входными параметрами которой являются указанные выше логические переменные. На основании такой схемы разрабатываются алгоритмы поиска мест отказа в работе преобразователя.
Рис.1.3. Структурная схема устройства диагностирования вентилей полупроводниковых преобразователей: T – тиристор; 1 – датчик измерения падения напряжения на тиристоре; 2 – датчик измерения падения напряжения на управляющем электроде; 3 – датчик измерения тока, протекающего через тиристор; 4 – датчик измерения тока в цепи управления тиристора; 5 – датчик измерения корпуса тиристора; 6 – датчик радиатора тиристора; 7 – датчик температуры окружающей среды
Недостатком рассмотренного способа диагностики является большое количество контролируемых параметров. Как видно на примере (рис.1.1,1.2), только для диагностирования однофазного однополупериодного выпрямителя указано четыре параметра. Соответственно, в случае диагностики трехфазных мостов преобразователей количество регистрируемых параметров возрастает в шесть более раз. Для предотвращения аварийных отказов в работе силовых вентилей преобразователя существует устройство, структурная схема которого приведена на рис.1.3.
Недостатком рассмотренного способа диагностирования является большое число контролируемых параметров для одного тиристора.
Оценка степени старения полупроводниковых вентилей также возможна при использовании их вольтамперной характеристики, которая имеет тенденцию к специфическому изменению в зависимости от вида развивающегося дефекта.
Рис.1.4. Принципиальная схема устройства сигнализации состояния полупроводникового вентиля T: Д – диод; P – указательное реле
На рис.1.4 представлено устройство сигнализации состояния полупроводникового вентиля, позволяющее выявлять пробой вентиля [7]. Способ реализации такого устройства для контроля одного плеча моста выпрямителя с вентилем Т приведен на рис.1.4.
Способ заключается в том, что к полупроводниковому прибору Т параллельно подключают две RC цепочки (R1C1 и R2C2) с постоянными времени, значительно отличающимися друг от друга. В электрическую цель между ними включаю т диодов Д и индикаторное устройство в виде указательного реле P (см. рис.1.4). При пробое силового вентиля Т из за различных постоянных времени двух RC цепочек в этой цепи возникает ток i, который приводит к срабатыванию указательного реле P.
Недостаток данного устройства диагностирования состоит в том, что он не позволяет указывать вентили, работа которых нарушена по причине аномальных импульсов управления из за нарушений в работе системы управления или коммутационных процессов.
Ко второй группе способов функционального диагностирования полупроводниковых выпрямителей относятся способы с косвенными методами диагностики. Их обзор показал, что количество таких способов незначительно. В качестве примера рассмотрим способ бесконтактного определения технического состояния тиристоров преобразователя. Функциональная схема устройства, реализующего данный способ, приведена на рис. 1.5.
Рис.1.5. Функциональная схема устройства бесконтактного определения технического состояния тиристоров преобразователя: ТП тиристорный преобразователь; Н нагрузка; Д бесконтактный датчик магнитного поля индуктивных элементов
Сущность способа заключается в измерении кинетики внешнего магнитного поля индукционных элементов в питающей цепи выпрямителя (трансформаторы, дроссели сглаживающих фильтров и т. д). На основании анализа информации, полученной с датчика, делают заключение о техническом состоянии выпрямителя. Отклонение поля от нормального значения свидетельствует о нарушении работы преобразователя.
Преимущество рассмотренного способа, по сравнению со способами функционального диагностирования первой группы, очевидно - это минимальное количество датчиков. Однако такой способ не дает возможности конкретно указать место неисправности.
2.2 Техника безопасности и охрана труда
Соблюдение правил техники безопасности является главным условием предупреждения производственного травматизма. Самые совершенные условия труда и новейшие технические мероприятия по технике безопасности не смогут дать желаемые результаты, если работник не понимает их назначения. Знание производственных трудовых процессов, применяемого оборудования, приспособлений, инструмента и безопасных способов и приемов в работе создают условия для производительного труда без травматизма.
Большое значение для этого имеют инструктажи по технике безопасности.
Электрозащитные средства и средства индивидуальной защиты, используемые при строительно-монтажных работах (диэлектрические перчатки, указатели напряжения, инструмент с изолирующими рукоятками, и т.п.), должны соответствовать требованиям государственных стандартов и «Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках».
Во избежание травматических случаев администрация монтажной организации обязана принимать меры для их предупреждения.
К ним относятся:
• своевременная и надлежащая подготовка фронта работ;
• обеспечение электромонтажников исправным индивидуальным и бригадным монтажным инструментом, приспособлениями и оборудованием;
• предоставление в распоряжение электромонтажников исправных и проверенных средств механизации и электрифицированного инструмента
;
• обеспечение электромонтажников своевременно испытанными и проверенными средствами защиты и спецодеждой, соответствующими характеру их работы, напряжению электроустановки, условиям окружающей среды;
• надежное ограждение рабочих мест;
• обеспечение стандартными плакатами по технике безопасности, указывающими место безопасной работы, запрещающими или разрешающими производство работ, предупреждающими об опасности поражения электрическим током;
• инструктаж электромонтажников на рабочем месте;
• проверка знаний персоналом правил техники безопасности и требований пожарной безопасности.
Вывод: данный раздел отражает технику безопасности при проведении технического обслуживания магнитных пускателей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Сущность работы данного устройства и способа диагностирования заключается в следующем. В ходе функционирования преобразователя с помощью датчиков и специального контрольно-измерительного устройства информации производят измерение и запись следующих сигналов: прямое падение напряжения на тиристоре, падение напряжения на управляющем электроде, ток, протекающий через тиристор, ток в цепи управления тиристора, температуры корпуса и радиатора тиристора, температура окружающей среды (см. рис.1.3). Далее косвенным методом с помощью специальной модели определяется мощность, рассеиваемая на тиристоре, и эквивалентная температура его структуры. Диагностирование тиристора осуществляется по отклонению фактической температуры его структуры от эквивалентной, вычисленной с помощью модели. Сравнение полученной разности с критическим значением позволяет прогнозировать время выхода из строя полупроводникового вентиля.
Анализ представленных выше способов и устройств функционального диагностирования полупроводниковых выпрямителей показал, что способы, которые относятся к первой группе, отличаются громоздкостью из-за большого количества датчиков. Это приводит к снижению надежности работы самой диагностической системы и к трудностям в её сервисном обслуживании. Поэтому их использование в многодвигательном электроприводе машин бумагоделательного оборудования для выявления аномальных режимов работы выпрямителей не является эффективным.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Таким образом напряжение на нагрузке будет иметь вид шести пульсаций за период, а интервал проводимости каждого диода - 2π/3. При этом интервал совместной работы двух диодов - π/6. Среднее значение напряжения на нагрузке будет.
Где U2- действующее значение напряжения на вторичных обмотках трансформатора.
Среднее значение выпрямленного напряжения практически равно максимальному линейному напряжению питающей сети:
где Uab.m - максимальное линейное напряжение вторичной обмотки.
Из достоинств схемы нужно отметить то, что в такой схеме отсутствует вынужденное подмагничивание сердечника трансформатора. Кроме того коэффициент пульсаций значительно ниже, чем у однофазной двухполупериодной схемы и составляет 0,057.
На основе этой схемы можно создать двенадцати, восемнадцати, двадцатичетырехфазные выпрямители. Для этого используются различные сочетания последовательного и параллельного соединения схем. Чем больше будет фаз и соответственно пар диодов, тем меньше будут выходные пульсации.
Кроме этих схем, могут применяться и управляемые схемы выпрямления, которые наряду с выпрямлением переменного тока обеспечивают и регулировку выходного напряжения (тока).
ГЛАВА 2. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ ДИАГНОСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
2.1 Техническая диагностика полупроводниковых выпрямителей
В настоящее время вопросы оценки технического состояния полупроводниковых преобразователей решаются двумя видами диагностики: тестовой или функциональной.
Тестовое диагностирование полупроводниковых преобразователей широко представлено в работах.
Такой способ диагностирования связан с применением генератора импульсов тестовых сигналов, который подключается к отдельным участкам
электрической цепи выпрямителя. Анализ откликов на его тестовые воздействия позволяет последовательно выявлять одно из трех возможных состояний каждого вентиля: исправен, пробит, неуправляем.
Преимущество тестового способа диагностики заключается в возможности построения алгоритмов диагностирования, которые обеспечивают большую глубину диагностики. Однако данный способ не может быть использован для выявления аномальных режимов работы выпрямителя в электроприводе машин бумагоделательного оборудования, так как для проведения процедуры диагностирования требуется вывод преобразователя из эксплуатации.
Для решения поставленной задачи в данном случае приемлемы способы и устройства только функционального диагностирования.
Рис.1.1. Схема однофазного однополупериодного выпрямителя
Рис.1.2. Кривые мгновенных значений токов и напряжений однофазного однополупериодного выпрямителя с активной нагрузкой
Все существующие в настоящее время способы и устройства функциональной диагностики полупроводниковых выпрямителей можно разделить на две группы.
К первой группе относятся способы диагностики, основанные на анализе параметров, полученных от датчиков, подключенных непосредственно к полупроводниковому прибору.
В рассмотрен один из таких способов. Сущность такого способа диагностики заключается в следующем. В процессе нормальной работы преобразователя с помощью специальных контрольно-измерительных устройств производят регистрацию его параметров. Например, для однофазного однополупериодного выпрямителя (рис.1.1,1.2): u2 – напряжение на вторичной обмотке трансформатора; uv – напряжение на тиристоре; i – ток нагрузки; iу – ток на управляющем электроде тиристора.
Полученные кривые мгновенных значений контролируемых параметров выражают в виде логических диаграмм, для чего используют логические переменные X1…X4 (см. рис.1.2), описание которых делают в соответствии с кривыми мгновенных значений контролируемых параметров и условиями нормальной работы преобразователя. Далее преобразователь представляют в виде логической схемы, входными параметрами которой являются указанные выше логические переменные. На основании такой схемы разрабатываются алгоритмы поиска мест отказа в работе преобразователя.
Рис.1.3. Структурная схема устройства диагностирования вентилей полупроводниковых преобразователей: T – тиристор; 1 – датчик измерения падения напряжения на тиристоре; 2 – датчик измерения падения напряжения на управляющем электроде; 3 – датчик измерения тока, протекающего через тиристор; 4 – датчик измерения тока в цепи управления тиристора; 5 – датчик измерения корпуса тиристора; 6 – датчик радиатора тиристора; 7 – датчик температуры окружающей среды
Недостатком рассмотренного способа диагностики является большое количество контролируемых параметров. Как видно на примере (рис.1.1,1.2), только для диагностирования однофазного однополупериодного выпрямителя указано четыре параметра. Соответственно, в случае диагностики трехфазных мостов преобразователей количество регистрируемых параметров возрастает в шесть более раз. Для предотвращения аварийных отказов в работе силовых вентилей преобразователя существует устройство, структурная схема которого приведена на рис.1.3.
Недостатком рассмотренного способа диагностирования является большое число контролируемых параметров для одного тиристора.
Оценка степени старения полупроводниковых вентилей также возможна при использовании их вольтамперной характеристики, которая имеет тенденцию к специфическому изменению в зависимости от вида развивающегося дефекта.
Рис.1.4. Принципиальная схема устройства сигнализации состояния полупроводникового вентиля T: Д – диод; P – указательное реле
На рис.1.4 представлено устройство сигнализации состояния полупроводникового вентиля, позволяющее выявлять пробой вентиля [7]. Способ реализации такого устройства для контроля одного плеча моста выпрямителя с вентилем Т приведен на рис.1.4.
Способ заключается в том, что к полупроводниковому прибору Т параллельно подключают две RC цепочки (R1C1 и R2C2) с постоянными времени, значительно отличающимися друг от друга. В электрическую цель между ними включаю т диодов Д и индикаторное устройство в виде указательного реле P (см. рис.1.4). При пробое силового вентиля Т из за различных постоянных времени двух RC цепочек в этой цепи возникает ток i, который приводит к срабатыванию указательного реле P.
Недостаток данного устройства диагностирования состоит в том, что он не позволяет указывать вентили, работа которых нарушена по причине аномальных импульсов управления из за нарушений в работе системы управления или коммутационных процессов.
Ко второй группе способов функционального диагностирования полупроводниковых выпрямителей относятся способы с косвенными методами диагностики. Их обзор показал, что количество таких способов незначительно. В качестве примера рассмотрим способ бесконтактного определения технического состояния тиристоров преобразователя. Функциональная схема устройства, реализующего данный способ, приведена на рис. 1.5.
Рис.1.5. Функциональная схема устройства бесконтактного определения технического состояния тиристоров преобразователя: ТП тиристорный преобразователь; Н нагрузка; Д бесконтактный датчик магнитного поля индуктивных элементов
Сущность способа заключается в измерении кинетики внешнего магнитного поля индукционных элементов в питающей цепи выпрямителя (трансформаторы, дроссели сглаживающих фильтров и т. д). На основании анализа информации, полученной с датчика, делают заключение о техническом состоянии выпрямителя. Отклонение поля от нормального значения свидетельствует о нарушении работы преобразователя.
Преимущество рассмотренного способа, по сравнению со способами функционального диагностирования первой группы, очевидно - это минимальное количество датчиков. Однако такой способ не дает возможности конкретно указать место неисправности.
2.2 Техника безопасности и охрана труда
Соблюдение правил техники безопасности является главным условием предупреждения производственного травматизма. Самые совершенные условия труда и новейшие технические мероприятия по технике безопасности не смогут дать желаемые результаты, если работник не понимает их назначения. Знание производственных трудовых процессов, применяемого оборудования, приспособлений, инструмента и безопасных способов и приемов в работе создают условия для производительного труда без травматизма.
Большое значение для этого имеют инструктажи по технике безопасности.
Электрозащитные средства и средства индивидуальной защиты, используемые при строительно-монтажных работах (диэлектрические перчатки, указатели напряжения, инструмент с изолирующими рукоятками, и т.п.), должны соответствовать требованиям государственных стандартов и «Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках».
Во избежание травматических случаев администрация монтажной организации обязана принимать меры для их предупреждения.
К ним относятся:
• своевременная и надлежащая подготовка фронта работ;
• обеспечение электромонтажников исправным индивидуальным и бригадным монтажным инструментом, приспособлениями и оборудованием;
• предоставление в распоряжение электромонтажников исправных и проверенных средств механизации и электрифицированного инструмента
;
• обеспечение электромонтажников своевременно испытанными и проверенными средствами защиты и спецодеждой, соответствующими характеру их работы, напряжению электроустановки, условиям окружающей среды;
• надежное ограждение рабочих мест;
• обеспечение стандартными плакатами по технике безопасности, указывающими место безопасной работы, запрещающими или разрешающими производство работ, предупреждающими об опасности поражения электрическим током;
• инструктаж электромонтажников на рабочем месте;
• проверка знаний персоналом правил техники безопасности и требований пожарной безопасности.
Вывод: данный раздел отражает технику безопасности при проведении технического обслуживания магнитных пускателей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Сущность работы данного устройства и способа диагностирования заключается в следующем. В ходе функционирования преобразователя с помощью датчиков и специального контрольно-измерительного устройства информации производят измерение и запись следующих сигналов: прямое падение напряжения на тиристоре, падение напряжения на управляющем электроде, ток, протекающий через тиристор, ток в цепи управления тиристора, температуры корпуса и радиатора тиристора, температура окружающей среды (см. рис.1.3). Далее косвенным методом с помощью специальной модели определяется мощность, рассеиваемая на тиристоре, и эквивалентная температура его структуры. Диагностирование тиристора осуществляется по отклонению фактической температуры его структуры от эквивалентной, вычисленной с помощью модели. Сравнение полученной разности с критическим значением позволяет прогнозировать время выхода из строя полупроводникового вентиля.
Анализ представленных выше способов и устройств функционального диагностирования полупроводниковых выпрямителей показал, что способы, которые относятся к первой группе, отличаются громоздкостью из-за большого количества датчиков. Это приводит к снижению надежности работы самой диагностической системы и к трудностям в её сервисном обслуживании. Поэтому их использование в многодвигательном электроприводе машин бумагоделательного оборудования для выявления аномальных режимов работы выпрямителей не является эффективным.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
-
Аномальные режимы работы полупроводниковых выпрямителей и их диагностика — Кулик В. Д., Королев В. И. – 1953 г.в.. -
Полупроводниковые выпрямители - Рогинский В. Ю. 1952 г.в.. -
Справочник по полупроводниковым приборам – Лавриненко В.Ю.. -
Технология и оборудование производства полупроводниковых приборов 1971 гв. - Курновос А.И., Юдин В.В.. -
Полупроводниковые материалы – О.М. Коновалов. 1960 г.в.. -
Работа полупроводниковых выпрямителей в цепях управления –