一种晶闸管工作状态检测方法技术

本发明专利技术公开了一种晶闸管工作状态的检测方法，利用晶闸管控制装置中晶闸管本身使用的同步信号，采用单片机在该同步信号的一个周期内对晶闸管两端的压降进行检测，用测得的晶闸管压降来反映晶闸管的工作状态。本发明专利技术实现了对晶闸管的各种工作状态进行适时检测，提高了检测的精度；省去了电流互感器和其它复杂的检测电路，可以广泛应用于各种采用晶闸管的电气控制装置中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在各种晶闸管控制装置中对晶闸管的导通、关断、正常工作和故障四种状态的检测方法。为了使用晶闸管作为开关器件的功率控制设备能够可靠、有效的运行，必须对晶闸管的各种工作状态进行适时检测，特别是在反并联电路中，只有在一组晶闸管可靠关断的情况下才能开通另外一组。现代控制装置的发展方向是采用诊断技术，能适时诊断设备的故障。在晶闸管控制装置中，晶闸管为主要功率控制元件，也是故障诊断的主要对象之一。传统的晶闸管的工作状态检测方法是用电流互感器检测晶闸管流过的电流并配合一定的延时来实现的。晶闸管由导通变为关断，判别晶闸管是否关断采用的方法是当电流小到一定的数值后经过一定时间的延时后就认为是晶闸管关断了。因为电流真正到零很难判断，而电流到零后晶闸管还要经历一个恢复时间才能真正关断，所以用零电平检测器加延时来解决。这是一种间接检测方法，检测的精度取决于延时选择的准确程度。延时太长，系统响应速度慢，延时太短，晶闸管未可靠关断而开通另一组，造成短路。这种方法所用元件多，线路复杂，尤其是用电流互感器检测电流，增加了设备的重量、体积和功耗。本专利技术的目的在于提供一种能对晶闸管控制装置中的晶闸管的各种工作状态进行适时检测的方法。本专利技术的目的是通过以下技术措施实现的利用晶闸管控制装置中晶闸管本身使用的同步信号，在该同步信号的一个周期内对晶闸管两端的压降进行检测，用测得的晶闸管压降来反映晶闸管的工作状态。所述晶闸管两端的压降采用单片机检测，单片机的输入端经交流光电耦合器与晶闸管的两端连接，所述同步信号接到单片机的中断输入端。根据晶闸管的伏安特性，只有在晶闸管中通过的电流大于挚住电流时才能在去掉触发脉冲后维持晶闸管继续导通；只有在晶闸管中通过的电流下降到维持电流以下时，晶闸管才能关断并恢复阻断能力。而在关断和导通状态时，其管压降有完全不同的数值，在两种状态转换时，其管压降有明显的跳变。据此，可以用检测晶闸管管压的方法来检测晶闸管的工作状态1)当管压降为晶闸管的正常导通电压(1V左右)时，晶闸管为导通状态；2)当管压降大于晶闸管的导通电压而为电源电压时，晶闸管为阻断状态；3)当管压降为零时表明该晶闸管击穿或外部电路断路。4)当管压降为电源电压，触发脉冲正常时，即晶闸管满足导通条件而又无法正常导通时，表明晶闸管内部断开。本专利技术与现有技术相比具有以下的优点1、由于本专利技术不检测电流，利用晶闸管控制装置本身使用的同步信号，直接检测出晶闸管两端的压降来反映晶闸管的各种工作状态，实现了对晶闸管的各种工作状态适时检测，提高了检测的精度；2、同样由于不检测电流，省去了电流互感器和其它复杂的检测电路，减少了整个设备的重量、功耗和复杂性。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1为本专利技术具体一实施例的原理方框图2为图1所示实施例中单片机的中断服务程序流程图。如图1为本专利技术具体一实施例的原理方框图，主控制电路通过双向晶闸管将交流电动机接到三相电源a、b、c上，通过对双向晶闸管的控制极的控制实现对电动机的电压调节或功率调节。双向晶闸管的管压降取出经交流光电耦合器接到单片计算机的输入端，图中只画出了c相的电路，a、b相晶闸管管压降检测电路与C相相同。本实施例中所用双向晶闸管的型号为BTA41-400B，单片机的型号为MC68HC908JL3AP，交流光电耦合器的型号为H11AA1，交流光电耦合器输出端为隔离后的晶闸管工作状态信号，每相上的晶闸管工作状态信号经光电耦合器隔离后分别接到单片机的输入口PTB5、PTB6、及PTB7，电源电压同步信号也接到计算机的输入端，通过同步电压可以知道电源电压所处的情况，一般为了响应快接到单片计算机的中断输入端，同步信号取三相或单相可由具体的设计确定。实际的晶闸管工作状态测定是由单片计算机软件来实现的，下面根据图2所示的软件框图(中断处理程序)来加以说明。中断入口条件为电源电压波形过零即同步信号的跳变。可以根据系统的需要确定是每个周期扫描一次或几个周期扫描一次；进入中断程序后首先要判断负载的性质，因为电阻性负载的电流和电压是同相位的，而电感性负载的电流要滞后电压一个负载阻抗角，也就是说在电源电压的正半坡，虽然晶闸管已承受正向电压且又在控制极施加了触发脉冲，但由于电感的作用，通过晶闸管的电流还没有，这时晶闸管还处于阻断状态。所以应根据负载性质确定在每个周期中的采样时刻以保证能得出正确的结论。每次中断后根据取得的采样时刻对各晶闸管进行采样，按照下列规则判别晶闸管所处的状态1)当管压降为晶闸管的正常导通电压(1V左右)时，晶闸管为导通状态；2)当管压降大于晶闸管的导通电压而为电源电压时，晶闸管为阻断状态；3)当管压降为零时表明该晶闸管击穿或外部电路断路。4)当管压降为电源电压，触发脉冲正常时，即晶闸管满足导通条件而又无法正常导通时，表明晶闸管内部断开。如果不是故障，则将有关状态送到控制系统中，作为控制系统的条件。如果发现有故障，则系统进行相应的故障处理。然后为下一次测量作好准备后关中返回。权利要求1.一种晶闸管工作状态的检测方法，其特征在于利用晶闸管控制装置中晶闸管本身使用的同步信号，在该同步信号的一个周期内对晶闸管两端的压降进行检测，用测得的晶闸管压降来反映晶闸管的工作状态。2.根据权利要求1所述的晶闸管工作状态的检测方法，其特征在于所述晶闸管两端的压降采用单片机检测，单片机的输入端经交流光电耦合器与晶闸管的两端连接，所述同步信号接到单片机的中断输入端。全文摘要本专利技术公开了一种晶闸管工作状态的检测方法,利用晶闸管控制装置中晶闸管本身使用的同步信号,采用单片机在该同步信号的一个周期内对晶闸管两端的压降进行检测,用测得的晶闸管压降来反映晶闸管的工作状态。本专利技术实现了对晶闸管的各种工作状态进行适时检测,提高了检测的精度;省去了电流互感器和其它复杂的检测电路,可以广泛应用于各种采用晶闸管的电气控制装置中。文档编号G01R31/26GK1336555SQ0112763公开日2002年2月20日 申请日期2001年7月17日 优先权日2001年7月17日专利技术者皮佑国 申请人:皮佑国 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶闸管工作状态的检测方法，其特征在于：利用晶闸管控制装置中晶闸管本身使用的同步信号，在该同步信号的一个周期内对晶闸管两端的压降进行检测，用测得的晶闸管压降来反映晶闸管的工作状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：皮佑国，
申请(专利权)人：皮佑国，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]