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基于PC104的三相交流电源相序检测电路

[日期:2011-07-28] 来源:电子设计工程  作者:吴玉彬 张合新 吕 [字体: ]

  三相交流电源的相序检测在工农业生产中也具有重要意义。在许多场合下,是不允许出现逆向相序的,如水泵电机,大型空调器用非往复式压缩机和风机,移动供配电装置等。偶尔出现的逆向相序,将导致事故的发生。为此,设计相序检测报警电路和相序检测自动校正电路很有必要。

  1 相序检测和缺相保护

  早期的相序、缺相检测电路主要依靠简单的电容电阻等硬件电路来完成,其检测速度较慢,与数字电路的快速发展是极不相称。为此本文以三路交流信号的相位检测为例,一方面设计了基于相序指示器的三相电源相序检测电路;另一方面采用相序检测极速算法,将采样的三路交流信号通过特定的算法,推算出待测相序是否与参考相序相一致,从而给出相序判定信号。

 

  1.1 基于双极型晶体管的相序检测电路

  其工作原理是:如图1所示,因三相电源的A相和B相分别接至a和b两端时,晶体管VBG截止,所以电压继电器KV不动作;当三相电源相序接反时,即三相电源的A相接至a端,而C相接至b端,此时晶体管VBC导通,电压继电器KV吸合动作。

  

相序检测电路

 

  该电路中,电压继电器可选用上海无线电八厂的JZC-221FB(HB4130)或JZC-22FB(HG4123)或4088等超小型中功率继电器,线圈吸引电压额定值为6 V(DC),触点负载220V(AC)3 A。

  1.2 基于相序检测极速算法的检测电路

  不妨假定三相交流信号的数学表达式为(参考相序A、B、C,待测相序a、b、c):

  

公式

 

  由上述推导可以得出,当W(t,φ)对时间t的偏导为0时,相序检测为正序,即待测相序与参考相序一致。反之,相序为逆序时,如将a、c互换,同样利用上述方法构造W(t,φ)函数,有

  

公式

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