×
10.09.2014
216.012.f0da

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОТКАЗА В ИМПУЛЬСНОМ ИСТОЧНИКЕ ТОКА И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002527480
Дата охранного документа
10.09.2014
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники. Способ обнаружения сбоя в импульсном источнике (1) электричества, содержащем управляющий каскад (2), выполненный с возможностью передачи, в ответ на сигнал установки, управляющего сигнала, модулированного с заданным значением (α) коэффициента заполнения, на силовой каскад (3), выполненный с возможностью передачи электричества на нагрузку (100), при этом способ содержит этапы, на которых определяют по меньшей мере одно номинальное значение (α, α) продолжительности включения при нормальном функционировании, и по меньшей мере один порог (α, α) сбоя в качестве функции от номинального значения; определяют по меньшей мере одно моментальное значение (α) коэффициента заполнения сигнала, выданного управляющим каскадом (2); и сравнивают моментальное значение с пороговым значением сбоя. Схема обнаружения, реализующая указанный способ. Технический результат - обеспечение простого средства для обнаружения и идентификации сбоев. 2 н., 4 з., пп. ф-лы, 2ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу обнаружения сбоя в импульсном источнике электричества и соответствующему источнику электричества.

Изобретение может быть применено для различных типов устройств и, в частности, в задающих устройствах для управления приводами моментных электродвигателей или соленоидов, для регулировки ротационных машин, в импульсных блоках электропитания и т.д.

Уровень техники

Вышеприведенные устройства обычно используют источник электричества, в котором управление реализовано посредством широтно-импульсной модуляции (PWM).

Источник электричества имеет управляющий каскад и силовой каскад. Управляющий каскад принимает сигнал установки и подает на силовой каскад управляющий сигнал, модулированный с заданным коэффициента заполнения. Силовой каскад соединен с нагрузкой, на которую подают электричество в соответствии с управляющим сигналом. Для этих целей силовой каскад может содержать, например, по меньшей мере, один полевой транзистор, управляемый управляющим сигналом.

Для некоторых случаев применения, в которых последствия сбоя устройства управления могут считаться критичными, основной задачей является обнаружение сбоев и, предпочтительно, компонентов, вызвавших сбой.

Известно, что сбой можно обнаружить измерением напряжения и тока в горячей точке на выходе силового каскада и измерением напряжения и тока в холодной точке на выходе силового каскада. Это позволяет обнаружить короткое замыкание в нагрузке (измеренные токи равны току установки и напряжение равно нулю), обрыв цепи в нагрузке (измеренные токи равны нулю, в то время как напряжение не равно нулю) и сбой в источнике электричества (измеренные токи и напряжение равны нулю даже когда сигнал установки не соответствует нулевому току). Данный подход требует относительно сложной логической схемы для обнаружения сбоя, то есть является относительно затратным для реализации.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение простого средства для обнаружения и идентификации сбоев, когда на нагрузку подают питание от импульсного источника электричества.

С этой целью в настоящем изобретении предложен способ обнаружения сбоя для импульсного источника электричества, имеющего управляющий каскад, реагирующий на сигнал установки и подающий управляющий сигнал, модулированный с коэффициентом заполнения, на силовой каскад, подающий электричество на нагрузку. Данный способ содержит этапы, на которых:

- определяют по меньшей мере одно номинальное значение коэффициента заполнения при нормальном функционировании и по меньшей мере один порог сбоя как функции от номинального значения;

- определяют по меньшей мере одно моментальное значение коэффициента заполнения сигнала, выданного управляющим каскадом; и

- сравнивают моментальное значение с пороговым значением сбоя. Сбой обнаруживают посредством использования коэффициента заполнения, который является величиной, представляющей собой электроэнергию, подаваемую на нагрузку источником электричества. Сравнивая моментальное значение коэффициента заполнения с пороговым значением, определенным относительно номинального значения коэффициента заполнения (либо измеренным заранее в условиях нормального функционирования, либо вычисленным или спрогнозированным на основе моделирования), можно обнаружить наличие короткого замыкания или обрыв цепи в нагрузке.

Предпочтительно, диапазон номинальных значений является определенным. Предпочтительно, чтобы функционирование нагрузки было связано с вызываемыми изменениями в токе.

Предпочтительно, способ включает в себя этап измерения тока, выводимого силовым каскадом, и проверку того, что:

- там, где это предусмотрено, ток является нулевым;

- сигнал установки соответствует нулевому току. Обнаружение значения тока позволяет идентифицировать неисправную работу в самом источнике электричества.

В настоящем изобретении также предложен импульсный источник электричества, содержащий управляющий каскад, силовой каскад и модуль обнаружения сбоя, выполненный с возможностью реализации способа по настоящему изобретению.

Краткое описание чертежей

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут понятны после прочтения нижеследующего описания конкретных вариантов осуществления, которые, однако, не ограничивают настоящее изобретение.

Ссылки даны на сопроводительные чертежи, в которых:

фиг.1 является блок-схемой источника электричества согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг.2 является видом, аналогичным показанному на фиг.1, и отображает источник электричества согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

В соответствии с показанными на фигурах изображениями изобретение относится к импульсному источнику электричества, соединенному с нагрузкой 100 для подачи на нее электроэнергии. Нагрузкой 100 может быть, в частности, роторная машина или привод моментного электродвигателя или соленоида.

Источник электричества, в целом обозначенный ссылочной позицией 1, содержит управляющий каскад 2, силовой каскад 3 и модуль 4 обнаружения сбоя, соединенный с ответвлением 5 для измерения тока между силовым каскадом 3 и нагрузкой 100.

Управляющий каскад 2 выполнен так, что он подает на силовой каскад 3 управляющий сигнал, модулированный с коэффициентом заполнения, заданным как функция от сигнала установки.

Силовой каскад 3 содержит, известным образом, транзисторы, каждый из которых имеет управляющий вход, принимающий управляющий сигнал, для переключения транзисторов между их состояниями ВКЛ/ВЫКЛ, как функцию от коэффициента заполнения. Ток, протекающий через транзисторы, подают на нагрузку 100.

В варианте осуществления, показанном на фиг.1, управляющий каскад 2 имеет цифровой тип и включает в себя блок 6 для вычисления коэффициента заполнения, и данный блок соединен с блоком 4 обнаружения сбоя для передачи на него моментального значения коэффициента заполнения.

В варианте осуществления, показанном на фиг.2, управляющий каскад 2 является контролирующим устройством аналогового типа, и модуль 4 обнаружения соединен с элементом 7 для обнаружения управляющего сигнала, выводимого управляющим каскадом 2, и для измерения коэффициента заполнения.

В обоих вариантах осуществления модуль 4 обнаружения выполнен с возможностью реализации способа обнаружения сбоя.

Данный способ содержит этапы, на которых:

- определяют по меньшей мере одно номинальное значение коэффициента заполнения при нормальной работе нагрузки 100 и по меньшей мере один порог сбоя в качестве функции от номинального значения;

- определяют по меньшей мере одно моментальное значение α коэффициента заполнения модулированного сигнала, полученного от управляющего каскада 2; и

- сравнивают моментальное значение с порогом сбоя.

Более конкретно, диапазон номинальных значений является определенным, а именно минимальное значение αmin и максимальное значение αmax соответствуют минимальному току и максимальному току, получаемому нагрузкой 100 при нормальном функционировании. Минимальные и максимальные значения αmin и αmax могут быть определены теоретически, посредством вычислений или эмпирически проведением измерений тогда, когда нагрузка работает в контролируемых условиях для гарантии того, что она функционирует нормально. На основе этих значений определяют два порога сбоя: порог αос обнаружения обрыва цепи, который больше максимального значения αmax, и порог αsc обнаружения короткого замыкания, который меньше минимального значения αmin. Величину, на которую пороги αос и αsc соответственно больше максимального значения αmax и меньше минимального значения αmin, определяют так, чтобы избежать ложного обнаружения сбоя как результата случайного или непродолжительного изменения тока во время нормального функционирования нагрузки 100, например, в результате перехода между двумя состояниями нагрузки. Порог αос обрыва в цепи может быть, например, на 20% больше максимального значения αmax, и порог αsc короткого замыкания может быть, например, на 20% меньше минимального значения αmin.

Способ также включает в себя этап измерения тока I в горячей точке (Ih) и/или холодной точке (Iс) на выходе силового каскада 3 через ответвление 5 и проверку того, что:

- где это предусмотрено, ток является нулевым;

- сигнал установки соответствует нулевому току.

Данный этап служит для обнаружения сбоев в источнике электричества.

В нижеприведенной таблице обобщены различные случаи сбоев.

Идентифицируемые сбои Условия обнаружения сбоя
Измеренный Ih Измеренный Iс α Установка
Короткое замыкание в нагрузке sc
Обрыв цепи в нагрузке oc
Сбой в задающем устройстве =0 -0 -0 ≠0

Очевидно, что настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления и охватывает любые варианты, попадающие под объем изобретения, описанный в формуле изобретения.

В частности, источник электричества может иметь структуру, отличающуюся от описанной, если такая структура позволяет реализовать способ согласно настоящему изобретению.

Также можно обнаруживать множество моментальных значений для коэффициента заполнения, например, в течение заданного периода.


СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОТКАЗА В ИМПУЛЬСНОМ ИСТОЧНИКЕ ТОКА И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОТКАЗА В ИМПУЛЬСНОМ ИСТОЧНИКЕ ТОКА И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 57 items.
10.02.2015
№216.013.225c

Гироскопический датчик

Изобретение относится к гироскопическому датчику (2), содержащему: чувствительный элемент (4), выполненный с возможностью вибрирования; электрододержатель (8), способный поддерживать электроды (20) возбуждения/обнаружения для возбуждения чувствительного элемента (4) и обнаружения вибрации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540249
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.04.2015
№216.013.3c02

Индукционный датчик и способ изготовления такого индукционного датчика

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой индукционный датчик для измерения земного магнитного поля. Датчик содержит электромагнитный узел обнаружения магнитного поля, размещённый на маятнике. Маятник помещен в корпус и подвешен к его стенке на шарнире. Противоположная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546850
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.06.2015
№216.013.5477

Способ пайки, гироскоп и паяный узел

Изобретение может быть использовано при изготовлении бессвинцовой пайкой узла, содержащего подложку (4,28) и, по меньшей мере, частично электропроводное тело (2,34), например, при изготовлении гироскопического датчика. Подложка может быть выполнена, например, из диоксида кремния, силикона,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553144
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5c6c

Гиродатчик и способ его изготовления

Настоящее изобретение раскрывает устройство и способ изготовления гиродатчика (2), содержащего: чувствительный элемент (4), предназначенный для вибрирования; держатель (8) электродов, на котором могут быть размещены электроды (20) для возбуждения чувствительного элемента (4) и электроды (20)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555201
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.08.2015
№216.013.7390

Электромеханический исполнительный механизм для поверхности управления воздушным летательным аппаратом и воздушный летательный аппарат, оборудованный таким исполнительным механизмом

Электромеханический исполнительный механизм для подвижной поверхности управления полетом воздушного летательного аппарата. Исполнительный механизм содержит электродвигатель (2), имеющий выходной вал (20) с первым и вторым направлениями вращения, трансмиссию (1) для перемещения, соединяющую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561159
Дата охранного документа: 27.08.2015
20.10.2015
№216.013.8478

Оценка общего и частного движения

Изобретение относится к средствам оценки движения в последовательности изображений. Техническим результатом является повышение точности оценки движения в последовательности изображений. В способе получают (101) первое оцененное движение посредством оценки общего движения от предшествующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565515
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.10.2015
№216.013.8873

Инерциальный датчик угловой скорости типа балансной мэмс и способ балансировки такого датчика

Изобретение относится к вибрационному инерциальному датчику угловой скорости, такому как гирометр или гироскоп, и к способу балансировки этого датчика. Вибрационный инерциальный датчик угловой скорости типа МЭМС содержит опору для, по меньшей мере, двух масс, которые установлены с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566534
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.12.2015
№216.013.9611

Способ одновременной работы приводов для перемещения закрылков воздушного судна, устройство привода закрылков воздушного судна и воздушное судно, снабженное таким устройством

Способ одновременной работы приводов для перемещения подвижных аэродинамических поверхностей воздушного судна. Способ содержит этапы, на которых: управляют приводами, чтобы перемещать подвижные аэродинамические поверхности в направлении заданного положения; обнаруживают во время движения самый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570037
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9b8c

Способ коррекции измерения напряжения на контактах датчика

Изобретение относится к общей области датчиков, например, таких как датчики температуры, давления, перемещения и т.д. В частности, оно касается компенсации погрешностей измерения, связанных с выходным полным сопротивлением датчика. Способ коррекции измерения напряжения на выходных контактах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571445
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.01.2016
№216.013.a3d7

Силовой привод с многофазным двигателем и способ управления таким силовым приводом

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления полетом самолета. Технический результата - повышение надежности и ремонтопригодности. Силовой привод содержит по меньшей мере один многофазный двигатель (100), имеющий фазы (101), обращенные к ротору (102),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573585
Дата охранного документа: 20.01.2016
Showing 21-30 of 52 items.
10.02.2015
№216.013.225c

Гироскопический датчик

Изобретение относится к гироскопическому датчику (2), содержащему: чувствительный элемент (4), выполненный с возможностью вибрирования; электрододержатель (8), способный поддерживать электроды (20) возбуждения/обнаружения для возбуждения чувствительного элемента (4) и обнаружения вибрации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540249
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.04.2015
№216.013.3c02

Индукционный датчик и способ изготовления такого индукционного датчика

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой индукционный датчик для измерения земного магнитного поля. Датчик содержит электромагнитный узел обнаружения магнитного поля, размещённый на маятнике. Маятник помещен в корпус и подвешен к его стенке на шарнире. Противоположная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546850
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.06.2015
№216.013.5477

Способ пайки, гироскоп и паяный узел

Изобретение может быть использовано при изготовлении бессвинцовой пайкой узла, содержащего подложку (4,28) и, по меньшей мере, частично электропроводное тело (2,34), например, при изготовлении гироскопического датчика. Подложка может быть выполнена, например, из диоксида кремния, силикона,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553144
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5c6c

Гиродатчик и способ его изготовления

Настоящее изобретение раскрывает устройство и способ изготовления гиродатчика (2), содержащего: чувствительный элемент (4), предназначенный для вибрирования; держатель (8) электродов, на котором могут быть размещены электроды (20) для возбуждения чувствительного элемента (4) и электроды (20)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555201
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.08.2015
№216.013.7390

Электромеханический исполнительный механизм для поверхности управления воздушным летательным аппаратом и воздушный летательный аппарат, оборудованный таким исполнительным механизмом

Электромеханический исполнительный механизм для подвижной поверхности управления полетом воздушного летательного аппарата. Исполнительный механизм содержит электродвигатель (2), имеющий выходной вал (20) с первым и вторым направлениями вращения, трансмиссию (1) для перемещения, соединяющую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561159
Дата охранного документа: 27.08.2015
20.10.2015
№216.013.8478

Оценка общего и частного движения

Изобретение относится к средствам оценки движения в последовательности изображений. Техническим результатом является повышение точности оценки движения в последовательности изображений. В способе получают (101) первое оцененное движение посредством оценки общего движения от предшествующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565515
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.10.2015
№216.013.8873

Инерциальный датчик угловой скорости типа балансной мэмс и способ балансировки такого датчика

Изобретение относится к вибрационному инерциальному датчику угловой скорости, такому как гирометр или гироскоп, и к способу балансировки этого датчика. Вибрационный инерциальный датчик угловой скорости типа МЭМС содержит опору для, по меньшей мере, двух масс, которые установлены с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566534
Дата охранного документа: 27.10.2015
10.12.2015
№216.013.9611

Способ одновременной работы приводов для перемещения закрылков воздушного судна, устройство привода закрылков воздушного судна и воздушное судно, снабженное таким устройством

Способ одновременной работы приводов для перемещения подвижных аэродинамических поверхностей воздушного судна. Способ содержит этапы, на которых: управляют приводами, чтобы перемещать подвижные аэродинамические поверхности в направлении заданного положения; обнаруживают во время движения самый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570037
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9b8c

Способ коррекции измерения напряжения на контактах датчика

Изобретение относится к общей области датчиков, например, таких как датчики температуры, давления, перемещения и т.д. В частности, оно касается компенсации погрешностей измерения, связанных с выходным полным сопротивлением датчика. Способ коррекции измерения напряжения на выходных контактах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571445
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.01.2016
№216.013.a3d7

Силовой привод с многофазным двигателем и способ управления таким силовым приводом

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления полетом самолета. Технический результата - повышение надежности и ремонтопригодности. Силовой привод содержит по меньшей мере один многофазный двигатель (100), имеющий фазы (101), обращенные к ротору (102),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573585
Дата охранного документа: 20.01.2016
+ добавить свой РИД