一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種故障診斷系統(tǒng)，特別涉及的是一種晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在電力電子技術快速發(fā)展的今天，整流裝置應用在工業(yè)、通信、發(fā)電等重要環(huán)節(jié)。發(fā)達國家75%左右的電能是經(jīng)過電力電子變換后使用，正因為整流裝置運用于很多行業(yè)，使用者對整流裝置的熟悉程度不同，工作環(huán)境迥異，例如在新能源發(fā)電領域中，因光伏、風、海洋能等可再生電源都工作在露天環(huán)境，相關的保護和維護工作會更困難、費用也會更高，再加上整流裝置本身故障種類繁多。因此通常作為電源或者電機驅(qū)動被應用于生產(chǎn)關鍵環(huán)節(jié)的整流裝置，一旦發(fā)生故障，對于經(jīng)濟的損失將是重大的，甚至會造成人員傷亡。為減少故障排查時間、提高維護效率，針對整流裝置的故障診斷問題油然而生。據(jù)統(tǒng)計，在可再生能源電源裝置中，整流環(huán)節(jié)的故障，無論排查技術難度和維修時間都很突出。
[0003]應用整流故障診斷裝置，在線實時監(jiān)測，通過特定的故障診斷方法，當故障發(fā)生時，對故障對功率管的故障進行定位，大大減少了停機維修時間。因此對整流裝置的故障診斷方法的研究具有重要的意義?；诖藝鴥?nèi)外學者做了大量的研究，本文主要工作就是對基于支持向量機的故障診斷方法進行拓展研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了提供一種可以在線實時監(jiān)測，通過特定的故障診斷方法，對故障對功率管的故障進行定位，大大減少了停機維修時間的三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)，其組成包括整流電壓采樣、交流輸入電壓采樣、同步信號捕獲、保護信號檢測、故障顯示報警、與上位機通信等電路。
[0007]所述的一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)，其特征是:整流裝置故障診斷系統(tǒng)的軟件采用模塊化編程，根據(jù)故障診斷系統(tǒng)完成的功能不同，將執(zhí)行不同功能的程序分成不同的子程序模塊。
[0008]所述的一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)，其特征是:子程序模塊具體包括系統(tǒng)初始化子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、晶閘管觸發(fā)脈沖捕捉子程序模塊、電壓信號采集子程序模塊、故障診斷子程序模塊和通信子程序模塊。
[0009]整流裝置故障診斷系統(tǒng)主要包括整流電壓采樣、交流輸入電壓采樣、同步信號捕獲、保護信號檢測、故障顯示報警、與上位機通信等電路。本系統(tǒng)的總體設計:
[0010]1.整流裝置整流電壓采樣。運用霍爾電壓傳感器將主電路的高壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘?，輸入DSP內(nèi)置ADC模塊。
[0011]2.整流裝置輸入電壓采樣。利用電壓互感器將主電路的高壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘枺斎隓SP內(nèi)置ADC模塊。
[0012]3.整流裝置輸入電壓過零檢測。利用電壓互感器將主電路的高壓信號轉(zhuǎn)變成低壓信號，使用LM393將低壓信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸入到DSP的ECAP模塊。
[0013]4.整流裝置觸發(fā)信號檢測。利用信號調(diào)制電路將觸發(fā)脈沖信號由多個窄脈沖轉(zhuǎn)換成一個脈沖信號，輸入到DSP的ECAP模塊。
[0014]5.整流裝置快速熔斷器保護信號檢測。檢測快速熔斷器狀態(tài)，輸入到DSP的I/O□。
[0015]6.整流裝置故障顯示報警。將故障信息通過DSP的I/O 口輸出，驅(qū)動LED點亮來表示具體晶閘管故障狀態(tài)。
[0016]7.串口通信電路。
[0017]本設計的整流裝置故障診斷系統(tǒng)的軟件采用模塊化編程，根據(jù)故障診斷系統(tǒng)完成的功能不同，將執(zhí)行不同功能的程序分成不同的子程序模塊，具體包括系統(tǒng)初始化子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、晶閘管觸發(fā)脈沖捕捉子程序模塊、電壓信號采集子程序模塊、故障診斷子程序模塊和通信子程序模塊。采用C語言編程，相對于匯編語言，具有可讀性和可移植性強等優(yōu)點。因為整流裝置故障診斷系統(tǒng)要求程序具有實時處理能力，這樣大部分子程序采用中斷程序完成。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點:本整流裝置故障診斷系統(tǒng)采用支持向量機的故障診斷方法，其具有良好的診斷精度、對二極管以及對于不同類型的負載的適用性好。軟件采用模塊化編程，采用C語言編程，相對于匯編語言，具有可讀性和可移植性強等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理結構圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的軟件流程圖；
[0021]圖3為故障診斷子程序流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0023]一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)，其組成包括整流電壓采樣、交流輸入電壓采樣、同步信號捕獲、保護信號檢測、故障顯示報警、與上位機通信等電路。
[0024]其特征是:整流裝置故障診斷系統(tǒng)的軟件采用模塊化編程，根據(jù)故障診斷系統(tǒng)完成的功能不同，將執(zhí)行不同功能的程序分成不同的子程序模塊。
[0025]其特征是:子程序模塊具體包括系統(tǒng)初始化子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、晶閘管觸發(fā)脈沖捕捉子程序模塊、電壓信號采集子程序模塊、故障診斷子程序模塊和通信子程序模塊。
[0026]結合圖1，圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理結構圖；整流裝置故障診斷系統(tǒng)主要包括整流電壓采樣、交流輸入電壓采樣、同步信號捕獲、保護信號檢測、故障顯示報警、與上位機通信等電路。本系統(tǒng)的總體設計:
[0027]1.整流裝置整流電壓采樣。運用霍爾電壓傳感器將主電路的高壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘?，輸入DSP內(nèi)置ADC模塊。
[0028]2.整流裝置輸入電壓采樣。利用電壓互感器將主電路的高壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘枺斎隓SP內(nèi)置ADC模塊。
[0029]3.整流裝置輸入電壓過零檢測。利用電壓互感器將主電路的高壓信號轉(zhuǎn)變成低壓信號，使用LM393將低壓信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸入到DSP的ECAP模塊。
[0030]4.整流裝置觸發(fā)信號檢測。利用信號調(diào)制電路將觸發(fā)脈沖信號由多個窄脈沖轉(zhuǎn)換成一個脈沖信號，輸入到DSP的ECAP模塊。
[0031]5.整流裝置快速熔斷器保護信號檢測。檢測快速熔斷器狀態(tài)，輸入到DSP的I/O□。
[0032]6.整流裝置故障顯示報警。將故障信息通過DSP的I/O 口輸出，驅(qū)動LED點亮來表示具體晶閘管故障狀態(tài)。
[0033]7.串口通信電路。
[0034]結合圖2，圖2為系統(tǒng)軟件流程圖。本文設計的整流裝置故障診斷系統(tǒng)的軟件采用模塊化編程，根據(jù)故障診斷系統(tǒng)完成的功能不同，將執(zhí)行不同功能的程序分成不同的子程序模塊，具體包括系統(tǒng)初始化子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、晶閘管觸發(fā)脈沖捕捉子程序模塊、電壓信號采集子程序模塊、故障診斷子程序模塊和通信子程序模塊。采用C語言編程，相對于匯編語言，具有可讀性和可移植性強等優(yōu)點。
[0035]因為整流裝置故障診斷系統(tǒng)要求程序具有實時處理能力，這樣大部分子程序采用中斷程序完成。首先主程序要對TMS320F28335的硬件電路進行初始化，包括初始化系統(tǒng)寄存器、初始化GP1端口、初始化中斷向量表、初始化A/D、PWM、ECAP和SCI等，然后載入基于支持向量機的故障診斷模型，調(diào)用故障診斷子程序，最后輸出故障診斷結果。
[0036]結合圖3，圖3為故障診斷子程序流程圖。首先讀取故障特征信息，包括輸入相電壓值，整流輸出電壓值以及快速熔斷器的狀態(tài)。如果快速熔斷器熔斷，則通過檢測進行邏輯判斷確定熔斷的熔斷器編號，輸出結果，如果快速熔斷器沒有熔斷，則按照前面所述的方法，對輸入相電壓和整流輸出電壓進行數(shù)據(jù)預處理，提取故障面積特征值向量，運行支持向量故障診斷算法，確定故障并輸出結果。
【主權項】
1.一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)，其組成包括整流電壓采樣、交流輸入電壓采樣、同步信號捕獲、保護信號檢測、故障顯示報警、與上位機通信等電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)，其特征是:整流裝置故障診斷系統(tǒng)的軟件采用模塊化編程，根據(jù)故障診斷系統(tǒng)完成的功能不同，將執(zhí)行不同功能的程序分成不同的子程序模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)，其特征是:子程序模塊具體包括系統(tǒng)初始化子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、電壓過零點時間捕捉子程序模塊、晶閘管觸發(fā)脈沖捕捉子程序模塊、電壓信號采集子程序模塊、故障診斷子程序模塊和通信子程序模塊。
【專利摘要】一種三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)，其組成包括整流電壓采樣、交流輸入電壓采樣、同步信號捕獲、保護信號檢測、故障顯示報警、與上位機通信等電路，通過特定的故障診斷方法，對故障對功率管的故障進行定位，大大減少了停機維修時間的三相可控晶閘管整流裝置的綜合故障診斷系統(tǒng)。整流裝置故障診斷系統(tǒng)主要包括整流電壓采樣、交流輸入電壓采樣、同步信號捕獲、保護信號檢測、故障顯示報警、與上位機通信等電路。本整流裝置故障診斷系統(tǒng)采用支持向量機的故障診斷方法，其具有良好的診斷精度、對二極管以及對于不同類型的負載的適用性好。軟件采用模塊化編程，采用C語言編程，相對于匯編語言，具有可讀性和可移植性強等優(yōu)點。
【IPC分類】G01R31-40, G01R31-00
【公開號】CN104656037
【申請?zhí)枴緾N201310603205
【發(fā)明人】王天卓
【申請人】哈爾濱智晟天誠科技開發(fā)有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月25日