Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.  6, N o . 3 ,   Ju n e   201 6, p p . 1 248   ~ 12 59  I S SN : 208 8-8 7 0 8 D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 3.9 222          1 248     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Breakdowns' Di agnosis of A Ne w Character Three-Phase High  Voltage Power Supply for Indus trial Microwave  Generators  with N=2 Magnetrons per Phase      R. B a ti t 1 , M .  C h ra yga ne 1 , M .  Ferf ra 2 , M .   F a del 3 , A. Ds oul 1 , B. Baha ni 1    1 Agadir High  School of  Technolog y ,  MSTI R e search  Team, Ibno u Z ohr Univ ersity , Agadir -Morocco  2 Mohammadia’s School of  Eng i n eers, Resear ch  Team in  Electr i cal Energ y   & Contr o l,    Moha me d V Unive r si ty , Ra ba t - Moroc c o   3 Laborator y  of  Electronic, Sign al  Processing and   Ph y s ic al Modeling, Ibn  Zohr  University , Agadir- M orocco       Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Oct 12, 2015  Rev i sed  Jan  5, 2 016  Accepte Ja n 20, 2016      This paper tr ea ts the m odelisa tion of  a new  three ph as e cha r act er high   voltag e  supply  (HV) for in dustrial micro w ave gener a tor s  with N=2  magnetrons per phase.   T h i s  a lime nt a t i on i s  ba se d on t h e  pre s ent a t i on of a n   equivalent   circuit model of  a n e wly  dimens ion e d high voltag e  transformer.  Each  phase of  the three phase s y st em supplies two pa rallel cell  voltag e   doublers and  current stabilizer . Each of  th ese cells in  turn s upplies one  magnetron 800Watts / 2.45GHz.   This power supply  is  a star connection of   three  iden tic al  m odels of the si ngle- phase power for N=2 mag n etrons.  Th simulation under EMTP (Electr o  Magneti c Tr ansients Program) in nominal  conditions  a llo ws  concluding  that th eore tic al  res u lts  are ad j acen t to the   experim e nt al m e as urem ents Furthermore,  a failur e  stud y  of six  magnetron  of   the m i crowave g e nera tor is  als o   proces s e d. Th e r e sults perm it to  observe tha t   the in ter action b e tween  magnetr ons dosn’ t influence th e nominal  operation of   the s y s t em . Keyword:  Breakdowns'  diagnosis  M a gnet r o n   EMTP   M odel l i n g   R e gul at i o n   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r R e do ua ne B A TIT,   R e search  Tea m  of M odel i s at i on,  Sy st em s a n d In for m at io n of  Tech no log y I bno u Zohr   U n iv er sity,  H i gh   Scho o l  of  Techno log y , BP:  33 /S 8 0000 , Ag ad i r - M o r o cco.  Em a il: red o u a ne.b atit@edu . u i z.ac.m a       1.   INTRODUCTION  Th e Fi g u r e   1A in d i cates a m i cr ow av e pow er  su pp ly fo r  i n d u s t r ial app licatio n  requ ir ing 48 00   W a tts  of power for  N=6 m a gnetrons  (each m a gnetron  needs a  powe of 800  Watts to  ge nerate a hi gh frequenc y   wave  of  2. 4G Hz) .  These m a gnet r o n s are  p o we re d by  6 o r di nary  t r ans f o r m e rs wi t h   m a gnet i c  sh u n t ,  t h r o ug h   six  cell vo ltage d oub lers. In   Fig u re  1 B , th e co nfigurati on  of t h i s  m i crowave s u p p l y  sy st em  i s  im prov ed b y   red u ci n g  t h n u m b er of t r a n sfo r m e rs t o  3 t r ans f o r m e rs, newl y  di m e nsi one d, eac h o f   whi c h i s  capa b l e  of  sup p l y i n g t h po we r o f  t w m a gnet r ons  si m u lt aneou s l y . Last  but   not  l east  a new t h r ee pha se m i cr owa v e   po we r su ppl y  i s  devel ope d i n   or der t o  be abl e  t o  pr ovi de t h e usef ul  p o we r  req u i r e d  fo r t h e 6 m a gnet r o n s .  Thi s   n e po wer supp ly is  m o re o p t i m al  in  term s o f  its  m a ss an d  its v o l u m e; also  it red u c ed  th wiring  cong est i o n whic reduces  the costs of m a nu fact u r i n g a n d m a i n t e nance.   Fi gu re 2 sh o w s t h e schem a tic di agram  of the ne three - phase cha r acter high  vo ltag e  po w e r  supp ly   for N= 2 m a gnetrons. It is a star connection of three  hi gh voltage leakage field tr a n s f orm e rs that e ach one   su pp lies two   do ub lers cells vo ltag e  an d cu rren t  stab ilizers.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Break dow ns ' D i agnosis of  A N e w Character  Three   Phase  H i gh  Voltage  Power Supply for. ... ( R .  B a tit)   1 249    Fi gu re 1.  (A ) C l assi cal  si ngl pha se m i crowa v po we r s u p p l y  fo N=6  m a gnet r ons       (B ) T h ne si ngl p h ase m i cro w ave  p o w e r  s u p p l y  f o r  N = 6 m a gnet r ons     (C ) T h new three  phase m i crowa v e p o w e r su pp ly  for  N = m a g n e tr on     Th is article con s ists of two   main  p a rts: In   th e firs t   part we p r ese n t  an  equi val e nt  ci rc ui t  di ag ram  of  th e n e w ch aracter th ree-ph ase h i gh  vo ltag e   po wer su pp ly  co n s titu ted  of three id en ti cal mo d e ls  star-co nnected  o f  sin g l e-ph ase h i gh  vo ltag e  p o w e r  sup p l y  f o r  N = 2  m a g n e tro n s   [ 1 ]-[3 ].  Th e sim u lati o n   o f  th e n e w th r ee- pha se hi gh  v o l t age p o w er s u p p l y   el ect ri cal  ope rat i o n al l o wed t o   obse r ve  i t s  di ffe rent  t i m e  depe nde nt   cur v es  of di ffe rent  c u r r ent s  a nd  v o l t a ges. A nd t h at  t o  co m p are with  th o s ob tain ed  ex peri men t ally [4 ]-[6 ] in   con v e n t i onal  s i ngl e- p h ase  hi gh  v o l t a ge  p o w er  su p p l y  fo r  si ngl e  m a gnet r o n   (Fi g u r 6. B ) . Fi nal l y , t h e an ode   cur r ent   re gul at i o n  p r ocess i n  e ach m a gnet r on  has  bee n  c o m p l e t e l y  veri fi e d       Fi gu re  2.  C h a r act er t h r ee  pha se hi gh  v o l t a ge  p o we r s u ppl y   fo r t w o m a gnet r o n pe phase       C once r ni ng  t h i s  ne w cha r act e r  t h re e- pha se h i gh  vol t a ge p o w er s u ppl y  f o t w o m a gnet r on s per  p h ase,   t h e sec o n d   pa r t  of  t h i s  a r t i c l e  was  de v o t e d t o  st udy i n g t h e  i n fl uence  o f   o n or  m o re m a gnet r o n fai l u r e s o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E   V o l .  6,  No . 3,  J u ne 2 0 1 6   :    12 4 8  – 12 59   1 250 th e electric op eration   o f  the rest o f  t h o t h e r fu n c tional  m a g n e tron s. In  t h is failure’s st u d y ; we will  successi vely analyze the  foll owi n g cases:   -   One  fa ul t y  m a gnet r o n  a n d fi v e  m a gnet r o n s i n  se rvi ce.   -   Tw o fa ul t y  m a gnet r o n s a n f o u r  m a gnet r on s i n  se r v i ce.   -   Three  fa ul t y  m a gnet r o n s a n d t h ree  m a gnet r o n s i n  se rvi ce.   -   Fo ur  fa ul t y   m a gnet r o n s a n d t w o  m a gnet r o n s  i n  se rvi ce.   -   Fi ve  faul t y  m a gnet r o n s a n o n e m a gnet r on  i n  se rvi ce.   -   Si x faul t y   m a gnet r ons .       2.   PROPOSE D   METHOD FOR T H E MODELING  OF  THE NEW THREE PHASE HIGH  VOLTA GE P O WER  SU PP LY FO R T W O M A G N ET RO NS PE P H ASE   The eq ui v a l e n t  ci rcui t  di agr a m  shoul d re f l ect  t h e beha v i or o f  t h e e n t i r e po we r su p p l y  ci rcui t   i n cl udi ng  t h m a gnet r on a n d  t h e t r an sf orm e r wi t h  m a gnet i c sh unt O n  t h e  one  ha n d  t h e s o l v i n of t h e el ect ri and  m a gnet i c  equat i o ns  o f  t h e  w hol e sy st em   i s  t oo c o m p l i c at ed, a nd t h e s o l u t i o n  co ul d  be  onl y   num eri c  u s i n g   th e EMTP simu latio n  so ft ware, with  t h e po ssib ility o f  stu dyin g  th e select io n   o f  m a terial s and  d i m e n s ion s   of  th e tran sfo r m e r fo r fu rt h e r opti m izatio n .   On  th e o t h e r h a nd   th e EMTP soft ware [7 ]-[9 ] tak e s i n to  accoun t th nonlinea rities of the system , by accepti ng the  data relating to  the satura ble   inductors.  The ad vant a g e  of t h e seco nd   m odel  of q u a d r u pol e i n   π  [10] - [ 12]  i s  i n   i t s  si ngl e phas e  equi val e nt   ci rcui t  w h i c h   wo ul d  be  m o re co nve ni ent  f o r st u d y i n g  t h e   t r ans f o r m e r’s f unct i o ni n g   wi t h  EM T P . T h i s   m odel  is natural, beca use each iron c o re induct o r is a function  of its reluctance, so it’s a  function of the  perm e a bility  of a specific part in the  m a gnetic  circu it, th at is assu m e d  fictiv ely clo s e d  on  wh ich  are wou n d  n 2  s e co nd ar tu rn s. Th e immed i ate b e n e fit o f  th is m o d e l ,  is b e ing  ab le  to  assign  to  each  indu cto r  a  n o n lin ear relat i o n s h i “current -flow”  in the form of n2 Φ (i), f r om  the geo m etrical param e te rs of a specific portion of the   tran sform e r’s  mag n e tic circuit, wh ich  allows to   i n terpret its reel  o p e ration  in non lin ear reg i m e .   There i s  a not h e r eq ui val e nt  el ect ri cal   m odel  of t h e t r a n s f o r m e r wi t h   m a gnet i c  sh u n t ,  nam e d t h m o d e in   T [13],[14 ], b u t   it do esn t reflect  t h e n o n lin ear ity of th e ind u c t o rs, asso ciated to  each   p o rtion   o f  th tran sform e r.    2. 1.   Single-ph a se high voltage   p o wer  sup p ly fo two m a gne t rons: E quival e nt circuit m o del  Th e tran sfo r m e r in  Figu re  3  is con s id ered  wit hou t iron  lo sses  du e to  h y steresis an d   Fou c au lt  cur r ent s ;   o n l y  t h e sat u rat i o phe n o m e non i s  t a ke n i n t o  acc ou nt Th e fu nct i o ni n g   of t h e t r a n s f o r m e r i s   characte r ized  by the following syste m   of m a gnet i c  an d el ect r i c equat i ons:      (1 )      (2 )      (3 )      (4 )      (5 )     After th e tran sfo r m a tio n  o f  the fiv e  abo v e  equ a tio ns (1) to  (5 ), we ob tain  th e six  fo llo wi ng  equ a tio ns  (6 ) t o  ( 1 0),  w h i c refl ect  t h e  e qui val e nt  el ect ri c m odel  i n   π   o f  th e tran sformer with  m a g n etic sh un t.     (6 )      (7 )      (8 )      =   (9 )      =   (1 0)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Break dow ns ' D i agnosis of  A N e w Character  Three   Phase  H i gh  Voltage  Power Supply for. ... ( R .  B a tit)   1 251  a a a a a a 3a 2a 5a 6a b a= 2 5 m m b= 6 0 m m U 1 U 2 Φ 3 /2 Φ 1 Φ 2 Φ 3 /2   Figure  3. Ge ometrical char acteristics o f  m a g n e tic an d electric ci rcu it  o f  t h e tran sform e r with  m a g n e tic  shunt       Th f i gu r e  4 sh ow s t h e sch e me  π  of t h is  powe r s u pply.  We  note  t h at  each  of the t h ree satura ble  in du ctors is a  fun c tion  o f  its o w n  relu ctan ce [1 5 ] ,[16 ], so it’s also  a fu nctio n  o f  its o w n  p e rm eab ility  in  a  p r écised  p a rt of th e correspon d e n t e m a g n e tic circu it, wh ich  is sup p o s ed   fictitio u s ly clo s ed , an d  i n  which  n 2   seconda ries turs are rolled. T h is m odel was  success f u lly verified  [17]-[19] and  showed that each m a gnetron  d e liv ers its fu ll d e sired   po wer.        Fi gu re  4.  El ect ri cal  eq ui val e n t   m odel  o f  t h si ngl p h ase  hi gh  v o l t a ge  p o w er  su p p l y  f o t w o m a gnet r o n s     2. 2.   N e w t h re e - pha s e  h i g h  vo ltag e  po we r  su pp ly   f o r t w o ma gn e t ro n s  p e r p h a s To ac hieve  the  ne w three-pha s e system  in  th e two Figu res  2  an d 5,  we  h a v e   j u st to  star  co up le three  m o d e ls (id e n t i cal to  th at  d e scrib e d  in Figure  3  th at  will b e  sup p lied resp ectiv ely b y   sin g l e-ph ase  vo ltag e with  phase diffe rence of 120  degrees It should  be recalled that each m odel of the sec ondary side c o m p rises   a hi gh  v o l t a ge t r ans f o r m e r wi t h  app r op riate sized shunts  which drives t w o id en tical lo ad s in  p a rallel t h at are  com posed  by  a  v o l t a ge  do u b l e r (ca p aci t o r a n d  di ode ) a n m a gnet r on .       3.   RESULTS  A N D  DI SC US S I ON   The sim u lation  under EMT P  of the  electrical oper ation of the t h ree - pha se cha r acte r  HV  powe supply for  N= 2 m a gnetrons  per  pha se was  perform e d fo r each case of  brea kdown.  T h e obse rvation of the   o b t ain e d  w a v e f o r m s f r o m th e cu r r e n t s and v o ltag e s allow e d  m a k i n g  th e co rr esp ondin g  an alysis of  th d i fferen t  ch aracteristics o f  its  h i gh   v o ltage ci rcu it an d p a rticu l arly th at  o f  th e m a g n e tro n   cu rren t.    3. 1.   The simulati on in EMTP  of the e quivale nt circu it  m o del  of the ne charac ter three-phase high  vol tage power   suppl The el ect ri cal   ope rat i o n of t h e new t h ree - p h ase p o we r su ppl y  desc ri be d  i n  Fi gure  5 of   m i crowav e   g e n e rator with six  m a g n e trons in  to tal (two   mag n e tro n s   p e r ph ase)  was si m u la ted  in  EMTP, wh ich  al lo wed   u s  to  ob tain  the ti m e  cu r v es (Fig ur e 6.a)  of   v o ltag e s ( C onden s er, d i od e and  m a g n e tr on )   an d  cu rr en ts  ( d io d e m a gnet r on a n d  secon d a r y ) . T h e t h ree  pri m ari e s nom i n al s vol t a ges o f  t h e s t udi ed  p o we r s u p p l y  ha ve t h e  sam e   r m s 2 2 0 V   -   50H z an d ar e ph ase sh i f ted   12 d e gr ees.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E   V o l .  6,  No . 3,  J u ne 2 0 1 6   :    12 4 8  – 12 59   1 252 L’ Sh 1 f L' P1 L S1 65 i 12 0.9 µF 35 0 38 00V i’ 11 100 U’ 11 U 12 D 1 Ma g n é t r o n  1 35 0 38 00V Ma g n é t r o n  2 3, 562  H D 2 L’ Sh 2 f L' P2 L S2 65 i 22 0.9 µF 350 380 0V i’ 21 100 U’ 21 U 22 D 3 Ma g n é t r o n  3 350 380 0V Ma g n é t r o n  4 3 , 56 2 H D 4 L’ Sh 3 f L' P3 L S3 65 i 32 0. 9 µF 350 380 0V i’ 31 10 0 U’ 31 U 32 D 5 M agné t ron  5 350 380 0V Ma g n é t r o n  6 3,5 62 H D 6     Fi gu re  5.  C h a r act er t h r ee  pha se hi gh  v o l t a ge  p o we r s u ppl y   fo r t w o m a gnet r o n pe phase   (Eq u i v al e n t  ci r c ui t   m odel )       0 , 6 0 0, 61 0, 62 0 , 63 0 , 64 - 8 000 - 6 000 - 4 000 - 2 000 0 2 000 4 000 6 000 8 000 SE COND AR I E S V O L T AG ES ( V ) TI M E  ( s ) u s2 u s1 u s3 0, 60 0, 6 1 0 , 62 0 , 63 0, 6 4 -3 -2 -1 0 1 2 3 is 2 SE COND A R I E S C U RREN T ( A ) TI M E  ( s ) is 1 is 3     0, 60 0, 61 0, 62 0, 6 3 0, 6 4 - 800 0 - 600 0 - 400 0 - 200 0 0 200 0 400 0 600 0 800 0 (u c3  ;  u c4 ) CO N D EN SERS  V O LT AGES TI M E  ( s ) (u c1  ;  u c2 ) (u c5  ; u c6 ) 0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 D I O D ES  C U RR EN TS  ( A ) TI M E  ( s ) (i d 3  ;   id 4 ) (i d 1  ; id 2 ) (i d 5  ; i d 6 ) 0 , 6 0 0, 61 0, 6 2 0, 63 0 , 6 4 - 800 0 - 600 0 - 400 0 - 200 0 0 200 0 400 0 600 0 800 0 M A GN ETRO N S  VO L T A G ES (V) TI M E  ( s ) (u m3  ; u m4 ) (u m1  ; u m2 ) (u m5  ; u m6 ) 0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 -1 ,5 -1 ,0 -0 ,5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 M A GN ET RO N S  C U RREN T ( V ) TI M E  ( s ) (im 3  ; i m 4 ) (i m 1  ;  i m 2 ) (i m 5  ;  i m 6 ) a.    b.     Fi gu re  6.  Si m u l a t i on an ex pe ri m e nt al  resul t s , a) T h sim u lation’s res u lts with  EMT P  of a  cha r acter  t h ree  p h ase  hi g h   vol t a ge  p o w e r  s u p p l y  f o r  t w o m a gnet r ons   per  p h ase,  b ) .   The e x peri m e nt al  wave fo rm of  cu rre nt s a n d  v o l t a ges  of  a s i ngl pha se  hi g h   vol t a ge  p o w e r  s u p p l y  f o r  o n e  m a gnet r o n  ( n om i n al   m ode)       For  each  of t h e two m a gnetrons  of sam e  phase in   nom i n a l ope ration  (220V a nd  50Hz  in prim ary  si de), t h e el ect ri c cur r e n t s si gnal s   (di ode m a gnet r on a n d  seco nda ry  si d e ) an vol t a ge s  (capaci t o r, m a gnet r o n   an d seco nd ary  sid e ) m a y co n s titu te an asse m b ly wh ich  h a v e  th e sam e  form  as th at o f   sing le m a g n e tro n ’s  co nv en tio n a l feed ing .  Th ese sig n a ls  are p e ri o d i c v a riab le qu an tities  (b u t   t h ey  are no sinu so i d al),  g l o b a lly  fo all th ree p h a ses si m u ltan e o u s ly feed in g  two  m a g n e tron s,  t h ere f ore there are three s u cce ssive sets of si gnals   whi c h are p h a s e shi f t e by  1 20  deg r ees.  It  can be c oncl u ded t h at  t h e c u rves  obt ai n e d t h r o ug h si m u l a ti on i n   EM TP o f  ne w  sim u l t a neous   po we r su p p l y s  t h ree - p h ase  devi ce  of t w m a gnet r ons  pe r p h ase  (i no n-l i n ea r   regim e ), are in accorda n ce  with the  experim e ntal waveform s recorde d   in the case of single m a gnetron’s  si ngl e- p h ase p o we s u ppl y  (F i g u r e 6. b).   We obse rve t h at the  m a xim u m valu e of c u rrent m a gnitude  in each of  bot h  ide n tical  m a gnet r ons in  each  of three  phases  rem a ins less  tha n  t h e lim it  (<1,2A),  whic res p ects the  c ons traints im posed a nd  recom m ended  by  t h e m a nufa c t u rer  of m a gn et ro ns t h us en s u ri ng t h e co rre ct  oper a t i on  of  t h e m i crowa v e t ube.   Taking int o  account the fore goi ng, th e inform ations m e ntione before the electrical curr ent stabilization  p r o cess in  each m a g n e tron  is co m p letely v e rified , as shown in  Fi g u re  7 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Break dow ns ' D i agnosis of  A N e w Character  Three   Phase  H i gh  Voltage  Power Supply for. ... ( R .  B a tit)   1 253  0, 6 0 0, 61 0, 6 2 0, 6 3 0, 6 4 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 U 1 =U 2 =U 3 = 200V MAG N ET RONS C U RREN T S (A ) TI M E   ( s ) (i m 3  ;   im 4 ) (i m 1  ;   im 2 )( i m 5  ;   im 6 ) 0, 6 0 0, 61 0, 62 0, 63 0 , 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 U 1 =U 2 =U 3 = 2 40V M A GNETRONS  CU RR ENT S   ( A ) TI M E  ( s ) (i m 3  ;   im 4 ) (i m 1  ;   im 2 ) (i m 5  ;   im 6 )     Fig u re  7 .  Stab i lizatio n  of th an od e curren t   o f  th e m a g n e tro n  in   relatio with   v a riation s  in  th e m a in s vo ltag e   +10 %  of  t h e n o m i nal   vol t a ge       3. 2.   C a s e  of   o n e fau l t y  m a g n et ron  a nd  five  magne t rons in s e rvice  The si m u l a t i on res u l t s  u nde EM TP co de  of  t h e assem b l y  of  Fi g u re  8.a  a r e i n di cat ed i n  Fi g u re  8B .   We o b ser v e t h at  t h m a gnet r on  brea kd o w n  of p h ase 1 re duce s  t h e ope r a t i on of t h e c o rres p on di n g  v o l t a ge   d oub ler s   wh ich supp lies it, com p o s ed   o f  on e d i od e D 1  an one  c o n d e n ser   C 1  havi n g   0. 9 µ F.   Th e latter  h a s t o   be c h ar ge d t h r o u g h  t h e  di ode  D 1  at  t h e sec o nda ry   peak  v o l t age del i vere by  t h hi g h   v o l t a ge t r a n sf orm e r.   The o p erat i n poi nt  of eac h r u n n i n g m a gnet r o n  i s  not  di st u r be d. T h e bre a k d o w of o n bet w ee n si po we red  m a gnet r o n doe no t  chan ge t h o p erat i o of  t h e fi ve  rem a i n i n g  m a gnet r o n s  i n  se rvi ce.  F o r t h e   pha se co nt ai ni ng t w o m a gnet r o n s, a m a gnet r o n  i n  brea k d o w n  an d a r u n n i n g m a gnet r o n , we  obse r ve at  t h e   co mm u t at io n  ti m e  o f  th e d i od e th p r esen ce o f  tran sien t o s cillatio n s , at  th e lev e l of th e vo ltag e s acro ss t h fu nct i o nal  m a g n et r on a nd t h e seco nda ry  of t h e t r an sf orm e r (Fi g ure  8. b) . Thi s  i s  sim p l y   due t o  t h e cha nge   o f   t h e n o m i nal  op erat i n g  p o i n t   o f  t h e m a gnet r o n  r u nni n g  o f  t h i s  pha se. E ach  of t h e t w ot he r p h ases  co nt ai ni n g   two  run n i n g  m a g n e t r on s, t h ab sen ce of tran sien t oscilla ti o n s  at th e lev e l o f  vo ltag e s i n d i cates th e co rrect   electrical ope ra tion  of these t w o m a gnetrons .   For t h phase  cont ai ni ng t w o   m a gnet r o n s, a   m a gnet r o n  i n  brea k d o w n an d a ru nni ng m a gnet r o n , w e   o b s erv e  at t h e co mm u t atio n  ti m e  o f  t h d i od e the  p r esen ce  o f  tran sien t oscillatio n s , at th e lev e l  of the  vol t a ge s acros s t h e funct i ona l   m a gnet r o n  and t h e sec o n d a r y  of t h e t r ans f o r m e r (Fi gure  8.b ) . Thi s  i s  sim p l y   due  t o  t h e ch a nge  o f  t h e  n o m i n al  ope rat i n poi nt  o f  t h e   m a gnet r on  r u n n i n of t h i s  p h a se. Eac h   of t h e t w o t h e p h a ses co n t ain i n g  two   runn ing  m a g n e tron s, t h e ab se n ce  o f  transient o s cillatio n s  at  th e lev e of  v o ltag e indicates the  c o rrect electrical ope rat i o of  t h ese t w o  m a gnet r o n s.       L’ Sh 1 f L' P1 L S1 65 i 12 0. 9 µF 35 0 38 00 V i’ 11 10 0 U’ 11 U 12 D 1 M agn é t r o n  1 en  p a n n e 35 0 3 800 V M agn é t r o n  2 3 , 56 2 H D 2 L’ Sh 2 f L' P2 L S2 65 i 22 0.9 µF 35 0 3 800 V i’ 21 100 U’ 21 U 22 D 3 M agn é t r o n  3 35 0 3 800 V M agn é t r o n  4 3 , 562  H D 4 L’ Sh 3 f L' P3 L S3 65 i 32 0.9 µF 35 0 3 800V i’ 31 10 0 U’ 31 U 32 D 5 Ma g n étr o n  5 35 0 3 800V M agné t r o n  6 3 , 562  H D 6   0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 - 8 000 - 6 000 - 4 000 - 2 000 0 2 000 4 000 6 000 8 000 SE CO ND A R I E S V O L T A G E S  (V ) TI M E  ( s ) u s3 u s2 u s1 0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0 , 6 4 -3 -2 -1 0 1 2 3 SE C O NDA R I E S C U R R E N TS  (A ) TI M E   ( s ) is 3 is 2 is 1   0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 - 800 0 - 600 0 - 400 0 - 200 0 0 200 0 400 0 600 0 800 0 CO N D E N S E R S  V O L T AG E S  ( V ) TI M E  ( s ) u c1 (u c3  ;  u c4 )    u c2 (u c5  ; u c6 ) 0 , 6 0 0, 61 0, 62 0, 6 3 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 DI O D E S  C U R R EN T S  (A ) TI M E  ( s ) id 1 =0 A (i d 3  ;   id 4 )  id 2 (i d 5  ;  id 6 )   0, 60 0, 61 0, 6 2 0, 6 3 0, 6 4 -8 0 0 0 -6 0 0 0 -4 0 0 0 -2 0 0 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 u m1 MA G N E T R O N S  V O L T A G ES  ( V ) TI M E  ( s ) (u m3  ;  u m4 )   u m2 (u m5  ; u m6 ) 0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 6 4 -1 ,5 -1 ,0 -0 ,5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 MA GN E T RO N S  C U RR E N T S  (A ) TI M E  ( s ) im 1 =0 A (i m 3  ; im 4 )  im 2 (i m 5  ; im 6 ) a. b.  Fi gu re  8.  C i rcu i t  M odel s :  case  o f   one  fa ul t y  m a gnet r on  an d  fi ve  m a gnet r o n s i n  se rvi ce a ) . C i rcui t  m odel  o f  a  ch ar acter  thr e e ph ase  H V   p o w e r supp ly fo r   N = 2 m a g n e tr on p e r ph ase,  b) W a v e fo r m s o f  cur r e n t s an d vo ltag e o f   th e circu it in  Fi g u re  8 . a.        3. 3.   Case   o f  tw o f a ulty   ma gne t r o ns  and  four m a gnetr o ns  in s ervice  3. 3. 1.   Case  o f   tw f a ulty  ma gne t r o ns in  the s a me  ph ase   Th e sim u latio n’s  resu lts  with  EMTP co d e  of th e assem b ly i n  Fi g u r e   9 . a are show n in Figu r e  9.b.  I t  is  not e d  t h at  eac h o f  t h e  t w o f a ul t y   m a gnet r ons  o f  sam e  phase  1 re d u ces  t h e o p er at i o n  of i t s  c o r r es p o n d i n g   vol t a ge  d o ubl e r , c onsi s t i n o f  o n di o d e an d o n e c o nde ns er ha vi n g   0. µF. T h i s  co nd enser  has t o  c h ar ge   th ro ugh  th e d i od D1 at th seco nd ary p e ak   vo ltag e  sup p lied b y  th e h i g h  voltag e  tran sfo r m e r.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E   V o l .  6,  No . 3,  J u ne 2 0 1 6   :    12 4 8  – 12 59   1 254 For eac h o f  t h e  ot her t w pha ses, t h e o p erat i ng  poi nt  of eac h o f  t h e t w o m a gnet r o n s i n  se rvi ce i s  n o t   di sr upt e d .  The  fai l u re  of  b o t h  m a gnet r on of  t h sam e  phase  d o esn t  a ffect  t h ope ra t i on  of  t h e  re m a i n i n g   fo ur  m a gnet r o n s i n  se rvi ce  o f  t h e  ot her  t w o  p h ases.  T h e t w o  fa ul t y  m a g n et r ons  o f  s a m e  p h ase  ( phase  1 )   hav e   n o  in teractio n   effect on  th e op eration  of th e fou r  o t her  fu n c t i onal  m a gnet r o n s ( p hase 2  and  pha se 3) Gi ve t h at   t h ei r o p era t i ng poi nt ar e not  di st u r be d.       0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 -8 0 0 0 -6 0 0 0 -4 0 0 0 -2 0 0 0 0 200 0 400 0 600 0 800 0 SE CO ND A R IES  TENSI O NS  ( V ) TI M E  ( s ) u s3 u s2 u s1 =0 V 0, 60 0, 61 0, 62 0 , 6 3 0, 64 -2 -1 0 1 2 SEC O N D AR IES CU R R EN TS   (A) TIM E  ( s ) is 3 is 2 is 1 =0 A   0, 60 0, 61 0, 62 0 , 6 3 0, 64 -8 0 0 0 -6 0 0 0 -4 0 0 0 -2 0 0 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 CON D ENS E R S  V O L T AG ES  ( V ) TI M E  ( s ) (u c1  ; u c2 ) (u c4  ; u c3 ) (u c5  ; u c6 ) 0, 60 0, 61 0, 62 0 , 6 3 0 , 6 4 -1 ,5 -1 ,0 -0 ,5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 D I OD ES  CU R R E NTS  ( A ) TI M E  ( s ) (i d 3  ;   id 4 ) id 1 =i d 2 =0 A (id 5  ; i d 6 )   0, 60 0 , 61 0, 6 2 0 , 63 0, 6 4 -80 0 0 -60 0 0 -40 0 0 -20 0 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 M A G N ETR O NS V O L T A G ES ( V ) TI M E  ( s ) (u m1  ; u m2 ) (u m4  ;  u m3 ) (u m5  ;  u m6 ) 0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 MA GNE T R O N S  C U RRE NTS  ( A ) TI M E  ( s ) (i m 3  ;  i m 4 ) (i m 1  ; im 2 ) (im 5  ; i m 6 )   a. b.  Fi gu re  9.  C i rcu i t   m odel :  C a se  of  t w o fa ul t y  m a gnet r ons  i n   t h e sam e  phase , a) . C i rc ui t  m o del  o f  a  cha r act er t h ree  pha se  HV  p o w e r s u p p l y  f o r  N = 2 m a gnet r ons  pe phase b) Wave f o rm s of  cur r ent s  an v o l t a ges  of  t h e  c i rcui t  i n   Fi gu re 9.a .          3. 3. 2.   C a s e  of   t w o   fau l t y  m a g n et ron s  th at  ea ch  one is pl aced in differe nt phase  Th e sim u latio n’s resu lts  with   EMTP  o f  t h e assem b l y  i n  Fi gure  1 0 .a  are  sh ow n i n  Fi gu re  10 .b         0, 60 0, 61 0, 6 2 0 , 6 3 0 , 6 4 -8 00 0 -6 00 0 -4 00 0 -2 00 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 SE C O N D A R I E S V O L T A G E S   ( V ) TIM E  ( s ) u s3 u s2 u s1 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 -2 -1 0 1 2 SECOND A R I E S VOLT A G ES ( A ) TI M E  (s ) is 1 is 3 is 2 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 -8 0 0 0 -6 0 0 0 -4 0 0 0 -2 0 0 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 C O ND ENSER S  VOLT A G ES (V) TIM E  ( s ) (u c4  ; u c2 ) u c3   u c1   (u c5  ; u c6 ) 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 D I OD ES C U R R ENT S  (A ) TI ME  (s) id 4 =id 2 =0A id 3   id 1   (i d 5  ;  id 6 ) 0,60 0,61 0,62 0,63 0 , 6 4 -80 0 0 -60 0 0 -40 0 0 -20 0 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 u m3   (u m2  ; u m4 ) MA G N ETRONS VO L T A G ES ( V ) TI M E  ( s ) u m1   (u m5  ; u m6 ) 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0,0 0,5 1,0 1,5 im 4 =i m 2 =0 A MA GNET RONS CURR ENT S   ( A ) TIM E  ( s ) im 3   im 1   (i m 5  ;  i m 6 ) a. b.  Figure  10. Circ uit m odels : Case of two  fa ulty  m a gnetr ons  that each one  is placed  in diffe r ent phase,  a )   C i rcui t  m odel  of  a c h aract er  t h ree  p h ase  H V  p o we r s u ppl y   fo N=2  m a gnet r o n per  p h ase ,  b ) .   W a vef o rm s o f   cu rren ts and   vo ltag e o f  th e circu it in   Figu re 10 .a.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Break dow ns ' D i agnosis of  A N e w Character  Three   Phase  H i gh  Voltage  Power Supply for. ... ( R .  B a tit)   1 255  I t  is no ted th at  on e f a u lty m a g n e t r on   o f  ph ase 1   r e d u ces the op eration   o f   its co rrespon d i n g  vo ltag e   do ub ler,  con s i s t i ng  of  d i ode  D 1  an d c o n d e n ser  C 1   h a vi n g   0. 9 µF.   Thi s  ca paci t o has t o  cha r g e  t h r o ug h t h e  di o d D 1   wi t h  t h seco nda ry  pea k   v o l t a ge s u p p l i e d by  t h e hi g h  vol t a ge t r a n s f o r m e r. The  o p erat i n poi nt  of t h e   fu nct i o nal  m a gnet r on  o f  sam e  p h ase i s  n o t   d i st urbe d.   In th e sam e  way, the fau lty m a g n e tron   o f  th ph ase 2  red u ces t h o p e rat i on  of i t s  c o r r es po n d i n g v o l t a ge d o ubl e r ,  con s i s t i ng  of  one  di o d D 3  an d   on e cond enser  C 3   h a v i n g   0 . 9  µF. Th is cond en ser  h a s t o  ch ar g e  th r ough  th e d i o d e   D 3  with  t h e secon d a ry p e ak  vo ltag e  supp lied   by  t r ans f o r m e r. The  ope rat i n g p o i n t  o f  t h fu nct i o nal  m a g n et r on  of t h i s   pha se i s  not   di st ur bed .  F o r ea ch o n e   of  t h e t h ree  p h a ses w h i c h  c o nt ai ns t w o  m a gnet r o n s:   o n e f a ul t y  m a gnet r o n  a n d   one  m a gnet r on  i n   ser v i ce, we   o b s erv e  in th d i od e switch i ng  tim e, th e p r esen ce  o f  tran si en t oscillatio n s  at th e lev e l of th v o ltag e s acro ss  th e fun c tion a l mag n e tro n  an d th e tran sformer’s seco nd ary (F igu r 1 0 .b). Th is is si m p ly  d u e  to  th e ch an g e   of  th e no m i n a l o p eratin g po in of th e fu n c tion a l  m a g n e tron  in th is  p h a se.   For   one  o f  t h e t h ree  p h ases  w h i c h c o nt ai ns t w o  f unct i o nal  m a gnet r o n s , t h e  abse nce  o f  t r a n si e n t   o s cillatio n s  at  th e vo ltag e s ind i cates th at the electrical o p eratio n   o f  two  mag n e t r on s is p e rfectly no m i n a l. At   th e lev e l o f  th is p h a se, th e wav e fo rm ’s te mp oral ch ar acte r istic obtained from  the secondary curre nt presents,  in eve r y insta n t, double am plitude t h an  that  of t h e sam e  current i n  the ca se  of two fa ulty magnetrons  tha t  each  one is  placed  in differe n t phase. This  is  due to the  fact  that these two  m a gnetrons  debit their full powe sim u l t a neousl y  i n  a pr ope r m a nne r. F r om   t h e st udy  o f  t h t w o cases , we  concl ude t h at  t h e fai l u re o f  t w of   t h e si x  p o w ere d  m a gnet r ons   doe sn ’t  cha n ge  t h ope rat i o of  t h ot he fo ur  m a gnet r o n i n  ser v i ce.     3. 4.   Case   of three  faul ty  m a gnetrons  and thre magne t rons in  service   3. 4. 1.   C a s e  of  Thr e e  fa u l ty  mag n et r o n s  wh ic h  ev e r y o n e is  in  ea c h   p h a s On  t h e on h a nd , th e sim u lati o n ’s resu lts thro ugh  EMTP  o f  th e assem b ly i n  Figu re  11 .a are shown  i n   Fi gu re  10 .b . It   i s  not e d  t h at  ea ch fa ul t y  m a gnet r o n s (i n o n of t h e t h ree  ph ases) re d u ces t h e f u nct i oni ng   of i t s   cor r es po n d i n vol t a ge  d o ubl e r , c onsi s t i n of  one  di o d e a n d  one c o nd ense r  havi ng  0. 9 µF . Thi s  c o n d e n s e r has   to  ch arg e  thr oug h th d i od D 1  at th e seco ndary p e ak   vo ltag e  sup p lied b y   th e h i g h  vo ltage tran sfo r m e r.  On  t h o t h e r han d , we ob serv e in  t h d i ode switch i ng  ti me th e p r esence o f  transien t  o s cillatio n s  at  th e lev e l o f  th e v o ltag e s acro s s th e fun c tio n a m a g n e tron   and the trans f ormer’s seconda ry ( F ig ur e 11 .b ). Th is  is si m p ly d u e  t o  th e ch an g e  of th n o m in al o p e rating  po int o f  the fu nctio n a l m a g n e tron . Th failu re  o f  t h is  m a gnet r on  d o e s n’t   di st u r b  t h e f unct i o ni n g   of  t h ot he r m a gnet r o n s i n  s e rvi ce.  T h e t h r ee fa ul t y   m a gnet r on s   have  n o  i n t e ra ct i on e ffect   o n  t h e  f unct i on i ng  of  t h e t h r ee ot he fu nct i onal  m a gnet r ons Gi ve n t h at  t h ei r   ope rat i n g poi nt are n o t   di st ur bed .     3. 4. 2.   Case  of Three  faulty m a gne t rons   w h i c h t w are   i n  the same ph ase   Th e sim u latio n s resu lts  with   EMTP of t h e assem b ly  i n  Fi gure  1 2 .a a r e s h ow n i n  Fi gu re  12 .b . It  i s   n o t ed  th at each  of  th e two   f a u lty  m a g n e tro n s   o f  sam e  p h ase r e du ces th e op er ation   of  its co r r e spond ing   vol t a ge  d o ubl e r , c o nsi s t i n g  o f  o n di o d e a n d   one  co n d en ser  havi ng  0 . 9  µF.           0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 -8 0 0 0 -6 0 0 0 -4 0 0 0 -2 0 0 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 u S3 u S2 SECOND AR IES V O L T AG ES ( V ) TI M E   ( s ) u S1 0 , 6 0 0, 61 0, 6 2 0, 6 3 0, 64 -2 -1 0 1 2 is 3 is 2 SECON D AR I E S CU R R E NTS (A) TI M E  ( s ) is 1 0, 60 0, 61 0 , 6 2 0, 63 0 , 6 4 - 8000 - 6000 - 4000 - 2000 0 2000 4000 6000 8000 u c2 =u c4 =u c6 C O ND EN SE R S  V O L T AG E S  ( V ) TI M E ( s ) u c3 u c1 u c5 0, 6 0 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 D I OD ES  CU R R E N T S ( A ) TI M E  ( s ) (id 2 =i d 4 =i d 6 =0 A ) id 3 id 1 id 5 0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0 , 6 4 - 800 0 - 600 0 - 400 0 - 200 0 0 200 0 400 0 600 0 800 0 M A G N E T R O NS  V O L T AG ES  ( V ) TI M E  ( s ) u c2 =u c4 =u c6 u c3 u c1 u c5 0, 6 0 0, 61 0 , 6 2 0, 63 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 (im 2 =i m 4 =i m 6 =0 A ) M A G N ET R O NS  CUR R E NTS  ( A ) TI M E  ( s ) im 3 im 1 im 5 a. b.  Figure  12. Circ uit m odel: Case of T h ree  fa ul ty  m a gnetr ons  in each phase ,   a). Circ uit m odel of a c h aracte r   t h ree  p h ase  H V   po wer  s u p p l y  fo N=2  m a gnet r ons  pe p h a se,  b).   W a ve f o rm s of  cu rre n t s an vol t a ges  o f  t h e   circu it in   Figu re 11 .a.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E   V o l .  6,  No . 3,  J u ne 2 0 1 6   :    12 4 8  – 12 59   1 256 Thi s  co nde nse r  has t o  char ge t h r o ug h t h e di o d e D 1  at  t h e secon d a r y  peak  v o l t a ge su p p l i e d  by  t h e hi gh  vo l t a ge  t r ans f o r m e r. The fai l u re  of  t h ese m a gnet r o n does n ’t  di s t ur b t h fu nct i oni ng  o f  t h ot he r m a gnet r ons  i n   service.  C once r ni ng t h e phase w h i c cont ai n s  t w m a gnet r ons:  o n e faul t y   m a gn et ro n and  one  m a gnet r on i n   serv ice,  we observ e  i n  th e d i o d e  switch i ng ti m e th e p r esen ce of tran sien t o s cillatio ns at th e lev e l o f  the  vol t a ge s acr oss  t h e fu nct i o nal   m a gnet r on a n d  t h e t r ans f orm e r’s sec o nda ry  ( F i g u r 12 .b ). T h i s  i s  sim p l y  due t o   t h e cha nge  of t h e n o m i nal  op erat i ng  p o i n t  o f  t h e f u nc tio n a m a g n e tron . Th e failure of this  m a g n e tron   do esn t   di st ur b t h e f u n c t i oni n g  o f  t h e  ot her m a gnet r ons i n  ser v i ce.  The t h ree fa ul t y   m a gnet r ons  have  no i n t e ra ct i o n   effect  on   t h e f unct i o ni n g  o f   t h t h ree ot he r fu nct i o nal   m a gnet r ons . Gi ve n   t h at   t h ei r o p er at i ng poi nt ar n o t   di st ur be d.       0, 60 0, 61 0 , 6 2 0 , 6 3 0, 64 - 800 0 - 600 0 - 400 0 - 200 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 u s3 u s2 SE COND A R I E S  VOLT A G E S  (V ) TI M E  ( s ) u s1 =0V 0, 60 0, 61 0 , 6 2 0, 63 0 , 6 4 -2 -1 0 1 2 SE COND A R I E S C U RREN T ( A ) TI M E  ( s ) is 3 is 2 is 1 =0 A 0, 6 0 0, 61 0, 62 0, 63 0 , 6 4 - 8000 - 6000 - 4000 - 2000 0 2000 4000 6000 8000 (u c1  ; u c2 ) u c4   C O N D EN S E R S  VO L T A G ES   ( V ) TI M E   ( s ) u c3   (u c5  ; u c6 ) 0, 6 0 0, 61 0 , 62 0, 63 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 D I O D ES CU RREN T S  ( A ) TI M E  ( s ) id 3 (id 1 =i d 2 =d 4 =0 A ) (id 5  ; id 6 ) 0 , 6 0 0, 61 0, 62 0, 6 3 0, 64 - 8000 - 6000 - 4000 - 2000 0 2000 4000 6000 8000 MA G N E T R O N S  VO L T A G ES   ( V ) TI M E  ( s ) (u m1 ; u m2 ; u m4 ) u m3   (u m5  ; u m6 ) 0, 60 0, 6 1 0, 62 0, 63 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 M A GN ETRO N S  CU RRE N T S (A) TI M E  ( s ) im 3 (i m 1 =i m 2 =m 4 =0 A ) (im 5  ;   im 6 ) a. b.  Fi gu re  1 2 . C i rc ui t  m odel :  C a se o f  T h ree  fa ul t y   m a gnet r o n wh ich  two  are  in  th sam e  p h ase, a). Circu it  m o d e of a c h aracter three  phase  HV powe r s u pply  for  N=2 m a gnet r o n per  p h ase ,  b ) .   W a vef o rm s o f  c u r r ent s  an v o ltag e s o f   t h e circu it  in  Figu re  12 .a      3. 5.   C a s e   of  f o u r  fa u l ty   mag n et ro n s  a n d  t w o  m a g n e t ro ns   in  s e r v ic   3. 5. 1.   Case  of Two faulty m a gne t r o ns in the tw o of the  three  phases  (phase1  and phase 2 Th e sim u latio n’s resu lts t h ro ug h EMTP of the assem b ly in  Fig u re  13 .a are sho w n  i n  Fi gure  1 3 .b.      0,60 0,61 0 , 6 2 0 , 6 3 0, 6 4 - 8 000 - 6 000 - 4 000 - 2 000 0 2 000 4 000 6 000 8 000 SE C O N D A R I E S V O L T A G E S  (V ) TI M E  ( s ) u s3 u s1 =u s2 =0 V 0, 60 0, 61 0 , 62 0 , 63 0 , 64 -2 -1 0 1 2 SE CONDAR I E S CUR R E N T S   (A) TI M E  ( s ) is 3 is 1 =i s 2 =0 A 0, 60 0 , 6 1 0, 62 0, 6 3 0 , 64 -8 0 0 0 -6 0 0 0 -4 0 0 0 -2 0 0 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 C O ND E N S E R S  V O L T AG ES ( V ) TI M E  ( s ) (u c5  ; u c6 ) (u c1  ; u c2  ; u c3  ; u c4 ) 0 , 6 0 0, 61 0 , 62 0, 63 0, 6 4 -1 ,5 -1 ,0 -0 ,5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 DIO D E S  C U RRE N T S   ( A ) TI M E  ( s ) (id 6  ; i d 5 ) id 1 =i d 2 =i d 3 =i d 4 =0 A 0, 60 0, 61 0 , 62 0, 63 0 , 64 -8 0 0 0 -6 0 0 0 -4 0 0 0 -2 0 0 0 0 20 00 40 00 60 00 80 00 MA G N ET R O NS  V O L T AG ES ( V ) TI M E  ( s ) (u m6  ;  u m5 ) (u m1  ; u m2  ;  u m3  ;  u m4 ) 0, 60 0, 61 0, 62 0, 63 0, 64 -1 ,5 -1 ,0 -0 ,5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 M A GN E T RO N S  C U RRE N T S  ( A ) TI M E  ( s ) (im 6  ; i m 5 ) im 1 =i m 2 =i m 3 =i m 4 =0 A a.   b.   Fi gu re  1 3 . C i rc ui t  m odel :  C a se o f  T w o  fa ul t y   m a gnet r ons   i n   one  p h ase  ( p hase  or  p h ase  2 ) , a ) . C i rc ui t   m odel   of a c h aracter three  phase  HV powe r s u pply  for  N=2 m a gnet r o n per  p h ase ,  b ) .   W a vef o rm s o f  c u r r ent s  an v o ltag e s o f   t h e circu it  in  Figu re  13 .a.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Break dow ns ' D i agnosis of  A N e w Character  Three   Phase  H i gh  Voltage  Power Supply for. ... ( R .  B a tit)   1 257  It is noted tha t  each  of the  two  fa ulty  m a gnet r ons  (in one am ong the  two phases  1 and  2) re duc es t h e   f u n c tion i ng   o f   its co rr espon d i n g  vo ltag e  doub ler ,  con s isting   o f  on d i od e and   on e co nden s er h a v i n g  0.9  µF.  Thi s  co n d ens e r has t o  cha r ge  t h ro u gh t h e di ode at  t h e sec o n d a r y  pea k  v o l t a ge s u p p l i e d by  t h hi g h   vol t a g e   t r ans f o r m e r. Each  faul t y  m a gnet r on  d o es n’t   di st ur b t h fu n c t i oni n g   of  t h ot he r m a gnet r o n s i n  se rvi ce.   The t w o faul t y   m a gnet r o n s o f  sam e  phase ( pha se 1 an d p h ase 2 )  ha ve n o  i n t e ract i o n effect  o n  t h e   fu nct i o ni n g  o f  t h e t w o ot her  fu nct i onal  m a gnet r o n s ( o p h ase 3 ) . Gi ve n  t h at  t h ei r ope rat i ng  poi nt s are n o t   di st ur be d.     3. 5. 2.   C a s e  of  Two fa u l ty  mag n et ro n s  in on e  pha s e   a n one  faulty magne t r o n in e a ch  of the other  two  phase s   Th e sim u latio n s resu lts th ro ug h  EMTP of th e assem b ly in  Fig u re 14 .a are sh own  in  Figu re  1 4 .b. It   is noted t h at each of the t w faulty m a gnet r ons  of  sa me phase (phase 1)  reduces  the functioning  of its   cor r es po n d i n vol t a ge  d o ubl e r , c onsi s t i n of  one  di o d e a n d  one c o nd ense r  havi ng  0. 9 µF . Thi s  c o n d e n s e r has   t o  cha r g e  t h ro ug h t h di o d at  t h e seco n d a r y  pea k   vol t a g e  su ppl i e d  by   t h e hi gh  v o l t a ge t r a n sf o r m e r. Th e   fai l u re  o f  t h es e  t w o  m a gnet r o n do esn t   di st ur b t h e f u nct i o ni n g   of  t h ot h e r m a gnet r o n s   i n  ser v i ce.   For eac h o n e o f  t w o ot her p h a ses ( phase  2 and  phase   3) w h i c h co nt ai ns t w o m a gnet r o n s :  one fa ul t y   m a gnet r on a n d  one m a gnet r o n  i n  servi ce,  w e  obse r ve i n  t h e di ode s w i t c h i ng t i m e , t h e presence  of t r a n si ent  o s cillatio n s  at  th e lev e l of the v o ltag e s acro ss th fu n c ti o n a l m a g n e tron  and  t h e transform e r’s secon d a ry   (Fi g ure  14 .b ).  Thi s  i s  sim p l y   due t o  t h e cha nge  of t h nom i n al  ope rat i ng  poi nt  of t h fu nct i onal  m a gn et ro n i n   t h i s  p h ase.  T h e fai l u re  o f   o n e m a gnet r on  i n  eac pha s e  d o es  n o t  di st ur b t h e  f u nc t i oni n g   of  t h e  ot he m a gnet r ons i n  servi ce. T h e f o ur  faul t y   m a gn et ro ns ha ve n o  i n t e ract i on e f f ect  on t h e f u nc t i oni n g  o f  t h ot he r   t w o f unct i o nal  m a gnet r ons , gi ven   t h at   t h ei r o p erat i n g p o i n t s   are n o t   di st u r b e d.     0, 60 0 , 61 0, 62 0 , 63 0, 64 - 800 0 - 600 0 - 400 0 - 200 0 0 200 0 400 0 600 0 800 0 SECO ND A R I E S VO LT A G ES ( V ) TI M E  ( s ) u S3 u S2 u S1 =0 V 0, 60 0, 61 0, 6 2 0, 6 3 0, 64 -2 -1 0 1 2 SE CON D A R I E S CU RR EN TS   ( A ) TI M E  ( s ) is 3 is 2 is 1 =0A 0, 60 0, 6 1 0, 6 2 0, 63 0, 64 - 8000 - 6000 - 4000 - 2000 0 2000 4000 6000 8000 (u c3  ;  u c5 ) C O N D EN SER S  V O LTA G ES  (V) TI M E  ( s ) (u c1  ;  u c2 ) u c4 u c6 0, 60 0 , 61 0 , 62 0, 63 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 id 6 D I OD E S  CU RRE NT S  ( A ) TI M E  ( s ) id 4 id 1 =i d 2 =i d 3 =i d 5 =0 A 0 , 60 0 , 61 0 , 62 0, 63 0, 64 - 8 000 - 6 000 - 4 000 - 2 000 0 2 000 4 000 6 000 8 000 MA GN ET RO NS  V O L T A G E S  (V ) TI M E  ( s ) u m4 (u m1  ;  u m2  ;  u m3  ;  u m5 ) u m6 0, 60 0, 61 0 , 62 0 , 6 3 0, 64 -1 , 5 -1 , 0 -0 , 5 0, 0 0, 5 1, 0 1, 5 M A GNE T RON S  CU RRE NT S   ( A ) TI M E  ( s ) id 6 id 4 im 1 =i m 2 =i m 3 =i m 5 =0 A a. b.  Fi gu re  1 4 . C i rc ui t  M o del :  C a se o f  T w o  fa ul t y   m a gnet r ons  i n   one  p h ase  an one  fa ul t y  m a gnet r o n  i n  eac of   t h e ot her  t w p h ases,  a) . T h re e p h ase  H V   po wer  su p p l y  f o N=2  m a gnet r o n per  p h ase ,   b ) Wa vef o rm s of   cu rren ts and   vo ltag e o f  th e circu it in   Figu re 14 .a    3. 6.   C a s e  of   f i v e  fau l t y  m a g n et ron s  an d   o n e mag n et r o n  in  s e rv ic e   Th e sim u latio n s resu lts th ro ug h  EMTP of th e assem b ly in  Fig u re 15 .a are sh own  in  Figu re  1 5 .b. It   is note d  that  each  of the two  fa ulty  m a gnet r ons  (in  one am ong t h e  two  phases  1 and  2) re duces the   f u n c tion i ng   o f   its co rr espon d i n g  vo ltag e  doub ler ,  con s isting   o f  on d i od e and   on e co nden s er h a v i n g  0.9  µF.  Thi s  co n d ens e r has t o  cha r ge  t h ro u gh t h e di ode at  t h e sec o n d a r y  pea k  v o l t a ge s u p p l i e d by  t h hi g h   vol t a g e   t r ans f o r m e r. The fai l u re o f  t h ese t w o m a gnet r o n s d o es n’t  d i st urb t h e fu nc t i oni n g  o f  t h ot he r m a gnet r ons i n   service.  C once r ni ng  t h e ot he r rem a i n i n phase  ( p hase  3)  w h i c h c ont ai ns  t w o m a gnet r o n s:  o n e fa ul t y   m a gnet r on a n d  one m a gnet r o n  i n  servi ce,  w e  obse r ve i n  t h e di ode s w i t c h i ng t i m e , t h e presence  of t r a n si ent  o s cillatio n s  at  th e lev e l of the v o ltag e s acro ss th fu n c ti o n a l m a g n e tron  and  t h e transform e r’s secon d a ry   (Fi g ure  15 .b ).  Thi s  i s  sim p l y   due t o  t h e cha nge  of t h nom i n al  ope rat i ng  poi nt  of t h fu nct i onal  m a gn et ro n i n   t h i s  phase . Th e fai l u re of  o n e m a gnet r o n  i n  t h i s  phase  does n o t  di st ur b t h e fu nct i oni ng  of t h ot he r   m a gnet r ons i n   servi ce. T h e fi ve fa ul t y   m a gnet r o n s ha ve n o  i n t e ract i on ef f ect  on t h e f unc t i oni n g  o f  t h e ot he r   m a gnet r on gi v e n t h at  i t s   o p er at i ng  poi nt s a r e n o t  di st ur bed .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.