專利名稱：一種晶閘管工作狀態(tài)檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在各種晶閘管控制裝置中對晶閘管的導通、關斷、正常工作和故障四種狀態(tài)的檢測方法。
為了使用晶閘管作為開關器件的功率控制設備能夠可靠、有效的運行，必須對晶閘管的各種工作狀態(tài)進行適時檢測，特別是在反并聯(lián)電路中，只有在一組晶閘管可靠關斷的情況下才能開通另外一組?，F(xiàn)代控制裝置的發(fā)展方向是采用診斷技術，能適時診斷設備的故障。在晶閘管控制裝置中，晶閘管為主要功率控制元件，也是故障診斷的主要對象之一。
傳統(tǒng)的晶閘管的工作狀態(tài)檢測方法是用電流互感器檢測晶閘管流過的電流并配合一定的延時來實現(xiàn)的。晶閘管由導通變?yōu)殛P斷，判別晶閘管是否關斷采用的方法是當電流小到一定的數(shù)值后經(jīng)過一定時間的延時后就認為是晶閘管關斷了。因為電流真正到零很難判斷，而電流到零后晶閘管還要經(jīng)歷一個恢復時間才能真正關斷，所以用零電平檢測器加延時來解決。這是一種間接檢測方法，檢測的精度取決于延時選擇的準確程度。延時太長，系統(tǒng)響應速度慢，延時太短，晶閘管未可靠關斷而開通另一組，造成短路。這種方法所用元件多，線路復雜，尤其是用電流互感器檢測電流，增加了設備的重量、體積和功耗。
本發(fā)明的目的在于提供一種能對晶閘管控制裝置中的晶閘管的各種工作狀態(tài)進行適時檢測的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術措施實現(xiàn)的利用晶閘管控制裝置中晶閘管本身使用的同步信號，在該同步信號的一個周期內對晶閘管兩端的壓降進行檢測，用測得的晶閘管壓降來反映晶閘管的工作狀態(tài)。
所述晶閘管兩端的壓降采用單片機檢測，單片機的輸入端經(jīng)交流光電耦合器與晶閘管的兩端連接，所述同步信號接到單片機的中斷輸入端。
根據(jù)晶閘管的伏安特性，只有在晶閘管中通過的電流大于摯住電流時才能在去掉觸發(fā)脈沖后維持晶閘管繼續(xù)導通；只有在晶閘管中通過的電流下降到維持電流以下時，晶閘管才能關斷并恢復阻斷能力。而在關斷和導通狀態(tài)時，其管壓降有完全不同的數(shù)值，在兩種狀態(tài)轉換時，其管壓降有明顯的跳變。據(jù)此，可以用檢測晶閘管管壓的方法來檢測晶閘管的工作狀態(tài)1)當管壓降為晶閘管的正常導通電壓(1V左右)時，晶閘管為導通狀態(tài)；2)當管壓降大于晶閘管的導通電壓而為電源電壓時，晶閘管為阻斷狀態(tài)；3)當管壓降為零時表明該晶閘管擊穿或外部電路斷路。
4)當管壓降為電源電壓，觸發(fā)脈沖正常時，即晶閘管滿足導通條件而又無法正常導通時，表明晶閘管內部斷開。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下的優(yōu)點1、由于本發(fā)明不檢測電流，利用晶閘管控制裝置本身使用的同步信號，直接檢測出晶閘管兩端的壓降來反映晶閘管的各種工作狀態(tài)，實現(xiàn)了對晶閘管的各種工作狀態(tài)適時檢測，提高了檢測的精度；2、同樣由于不檢測電流，省去了電流互感器和其它復雜的檢測電路，減少了整個設備的重量、功耗和復雜性。
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1為本發(fā)明具體一實施例的原理方框圖2為圖1所示實施例中單片機的中斷服務程序流程圖。
如圖1為本發(fā)明具體一實施例的原理方框圖，主控制電路通過雙向晶閘管將交流電動機接到三相電源a、b、c上，通過對雙向晶閘管的控制極的控制實現(xiàn)對電動機的電壓調節(jié)或功率調節(jié)。雙向晶閘管的管壓降取出經(jīng)交流光電耦合器接到單片計算機的輸入端，圖中只畫出了c相的電路，a、b相晶閘管管壓降檢測電路與C相相同。本實施例中所用雙向晶閘管的型號為BTA41-400B，單片機的型號為MC68HC908JL3AP，交流光電耦合器的型號為H11AA1，交流光電耦合器輸出端為隔離后的晶閘管工作狀態(tài)信號，每相上的晶閘管工作狀態(tài)信號經(jīng)光電耦合器隔離后分別接到單片機的輸入口PTB5、PTB6、及PTB7，電源電壓同步信號也接到計算機的輸入端，通過同步電壓可以知道電源電壓所處的情況，一般為了響應快接到單片計算機的中斷輸入端，同步信號取三相或單相可由具體的設計確定。
實際的晶閘管工作狀態(tài)測定是由單片計算機軟件來實現(xiàn)的，下面根據(jù)圖2所示的軟件框圖(中斷處理程序)來加以說明。中斷入口條件為電源電壓波形過零即同步信號的跳變。可以根據(jù)系統(tǒng)的需要確定是每個周期掃描一次或幾個周期掃描一次；進入中斷程序后首先要判斷負載的性質，因為電阻性負載的電流和電壓是同相位的，而電感性負載的電流要滯后電壓一個負載阻抗角，也就是說在電源電壓的正半坡，雖然晶閘管已承受正向電壓且又在控制極施加了觸發(fā)脈沖，但由于電感的作用，通過晶閘管的電流還沒有，這時晶閘管還處于阻斷狀態(tài)。所以應根據(jù)負載性質確定在每個周期中的采樣時刻以保證能得出正確的結論。每次中斷后根據(jù)取得的采樣時刻對各晶閘管進行采樣，按照下列規(guī)則判別晶閘管所處的狀態(tài)1)當管壓降為晶閘管的正常導通電壓(1V左右)時，晶閘管為導通狀態(tài)；2)當管壓降大于晶閘管的導通電壓而為電源電壓時，晶閘管為阻斷狀態(tài)；3)當管壓降為零時表明該晶閘管擊穿或外部電路斷路。
4)當管壓降為電源電壓，觸發(fā)脈沖正常時，即晶閘管滿足導通條件而又無法正常導通時，表明晶閘管內部斷開。
如果不是故障，則將有關狀態(tài)送到控制系統(tǒng)中，作為控制系統(tǒng)的條件。如果發(fā)現(xiàn)有故障，則系統(tǒng)進行相應的故障處理。然后為下一次測量作好準備后關中返回。
權利要求
1.一種晶閘管工作狀態(tài)的檢測方法，其特征在于利用晶閘管控制裝置中晶閘管本身使用的同步信號，在該同步信號的一個周期內對晶閘管兩端的壓降進行檢測，用測得的晶閘管壓降來反映晶閘管的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的晶閘管工作狀態(tài)的檢測方法，其特征在于所述晶閘管兩端的壓降采用單片機檢測，單片機的輸入端經(jīng)交流光電耦合器與晶閘管的兩端連接，所述同步信號接到單片機的中斷輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶閘管工作狀態(tài)的檢測方法,利用晶閘管控制裝置中晶閘管本身使用的同步信號,采用單片機在該同步信號的一個周期內對晶閘管兩端的壓降進行檢測,用測得的晶閘管壓降來反映晶閘管的工作狀態(tài)。本發(fā)明實現(xiàn)了對晶閘管的各種工作狀態(tài)進行適時檢測,提高了檢測的精度;省去了電流互感器和其它復雜的檢測電路,可以廣泛應用于各種采用晶閘管的電氣控制裝置中。
文檔編號G01R31/26GK1336555SQ0112763
公開日2002年2月20日 申請日期2001年7月17日 優(yōu)先權日2001年7月17日
發(fā)明者皮佑國 申請人:皮佑國