PDF《用DSP实现三相全控整流电路故障在线诊断》

电力科技论文平台 主持人: 党毅GI I AN G X I DI AN Y I : 疾4 * - f 用D S P 实现三相全控整流电路故障在线诊断 杨柳林 ( 广 西大学电气工程学院.

广西 南宁

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0 4 〔 摘要」阐述 了一种以T MS

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0 D S P 芯片为核心的三相全控 整流电路 故障诊 断装里, 介绍 了该装 I的设 计 原理 、 硬 件构成和软件编写, 最后通过 实验证明该设计方案的可行性 〔 关键词〕DSP芯片整 流电路傅 里叶变换F F 算法T1,f,尸己1引言 晶 闸管整流装置厂泛应用 于电气传 动, 交流 电的变压 、 变 频等场合 , 是许多工业生 产中的关键设备.晶闸管整流装置出 故障的机会较多, 而且 故障形式多 样. 若采用传统的人工 测量 方法检查, 既费时又费力.而采用一般的模拟电路检测方法, 则需要在 整流装置中各 晶闻管旁添加众 多的辅 助检测电路 , 使得 整个 装置电路变得庞大 、 复杂 , 可靠性 降低 , 况且 当前整 流装置趋向于模块化 , 已无法在其 内部添加检测 电路. 日前 ,较为普遍的方法是通过 对整流装 置输 出波形进 行数字分析 , 从而实现故障诊断 . 但这类数字式的检测 装置, 通常采用多 C P U 的结构, 即下位机( 单片机) 负责U,采样,然后采样数据传送至上位机(工控机) 进行分U}析但由于存在数据传送的瓶颈问题 从 而会影响诊断 的及时性, 且这 种设计 结构较为 复杂, 花费较大. 随着D S P( 数字信 号处理器 ) 技 术的发展 , 以及工 业型D S P 芯片设计的不断完善, 这就为整流装置的故障 检测提供了新 的解决方 案: 只需一片L I S P 芯片就能完成 数据的采集和分析工作. 下面 就介绍基于D S P 芯片的三 相全控整流电路 故障诊断装置 的具体实现: 故障类别 , 划分如下 ( 以图1 为例 ) : ①

0 类: 无晶闸管 故障, 即正 常运行;

②

1 类: 只有一只晶间管故障, 例如, T , 和T , 故障 等;

③

2 类: 同相电压的

2 只晶闸 管故障, 例如, T , 和毛故障等;

④

3 类: 同一半桥中的

2 只晶闸管故障, 例如, T , 和几故障 等;

⑤

4 类: 交叉2 只晶闸管 故障, 例如, T 】 和毛 故障 等;

Xn T , T

6 T

2 图1晶闸管三相桥式全控整流电路

3 硬件构成

2 故障诊 断方法的选择 整流电路故障诊断的方法较多 , 有特征函数法 、 沃尔什分 析法、 神经网络法、 参数估计法和频谱分析法等.考虑到技术 的成熟性 以及 与D S P 芯片特性 相结合易于编程 实现、 本装置 采用的是基于频潜分析的故障诊断方法.使用该方法有 两个 前提条件 : ①整流电 路中, 晶闸管开路、 串 接熔断器熔断、 触发脉冲 丢失等造成整流桥臂不导通的故障 , 统称 为晶闸管故障 : ②最多同时有两 路桥臂发生故障 其思路是 :用傅里叶变换将 整流 电路输 出的直流 电压信 号U d 由时域变换到频域 , 然后分析各次谐波的幅值和相角 : 通过幅 值分析, 确定 故障类别 ;

通过相角分析 , 确 定故障元件.所谓的 三 相全控整流电路故障诊 断装置结构原理如图2 所示.该 装置主要由输入信号变送单元 、 同步信 号单元 、 核心D S P 处理 器 以及信息输出单元四部 分组 成. ( I ) 输入信号变送 单元.该单元将 高压输人 电量转化成 低压信 号, 并 对信号进行相应调理 , 为A/D转换做准备 .输入 的电量包括 : 整流 电路交流侧的单相 电压 、 整流 电路输 出的直 流电几 . (