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1、第24卷增刊实验室研究与探索Vol.24Sup.2005年RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORY2005一种新颖的三相电源相序检测电路王 栋 刘 利 薛宏民(西普电力电子有限公司陕西西安710055)摘 要:介绍了一种新颖的相序检测电路。该电路用数字相位检测和相频变换的方法来检测相序,可极大地提高检测的抗干扰性能,而且提高了检测的准确性。关键词:数字相位检测 相频转换中图分类号:G482文献标识码:B文章编号:100627167(2005)Z20280203ANovelElectronicCircuitInTestingPha
2、sicsequenceWANGDongLIULiXUEHong2min(Xi’anWestpowpowerelectronicCo.Ltd)Abstract:AnovelelectroniccircuitisintroducedinthepaperthatcanbeusedintestingthephasesequenceofACsource.Itcanimprovethecapacityofanti2jammingofinstrument.Furthermore,itimprovestheveracityofinstrument.Keywords:dig
3、italtest.phasesequence;phase2frequenceconversion1 引 言在电子、电力、仪表、自动控制和电力电子等设备中,往往需要检测交流三相电源的相序。特别是在电力电子装置中,由于移相控制中移相角的计算必须要依据电源的相位与相序,因而务必要稳定可靠。而在使用中,一般的相序检测电路要么体大笨重,要么易受干扰。由于现今在电子、电力、仪表、自动控制和电力电子等设备中采用以单片计算机为代表的嵌入式系统做图1 相序检测电路原理图为控制核心已成为了普遍的发展趋势,因此,本文提出了一种新颖的相序检测电路,该电路以单片机为控制3 电路原理
4、分析核心,结构简单,所用元器件少,可极大地提高检测电3.1 相序检测部分路的抗干扰能和检测的准确性。如图1所示,电路首先将三相电源电压经过分压2 电路构成送到由339构成的过零比较器,过零比较器将经过分压的三相正弦波整形成三相方波信号,经光电隔离后 如图1所示,该电路由两部分构成,第一部分为相送到单片机输入口。整形后的三相电压波形如图2所序检测部分,由分压电路和比较器构成。第二部分为示。缺相检测部分,由RC电路和比较器构成。如使用集 如将整形后的三相电压波形送入单片机P1口的成比较器来做,则仅需一片LM339就可以了。低三位,则可直接通过采样P1口的状
5、态就可以检测到三相电源电压的相序。如图所示,若三相电源电压的相序为正相序,则P1口检测到的数据顺序应为524262收稿日期:2005204220作者简介:王栋:电气工程师,主要研究方向为电力电子及自动控2232125。若三相电源电压的相序为负相序,则P1口检制技术与工程。测到的数据顺序应为5212322262425。P1口检测到的数©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 增刊王 栋,等:一种新颖的三相电源相序检测电路281变化的影响。同时,RC充放电电路本身就构成一个低
6、通滤波器,可滤掉大多数高次谐波。另外,缺相时频率的变化非常大(50Hz150Hz),这样,有限次的低频干扰也可以被有效的滤除,使得电路的可靠性得到极大提高。4 程序设计4.1 相序检测部分相序检测通过对P1口循环检测数据顺序来判断相序的正确与否。为了提高设备的抗干扰特性,必须使用数字滤波技术,具体的做法如下。图2 三相电压波形图检测P1口数据,与预期值比较,如相符,则相序正据非以上两种顺序,则为无效的干扰信号。若可以看确,执行后续程序,同时相序出错标志寄存器减1。如到,电路通过一个RC低通滤波器已经先期对干扰信不相符,则重复检测数次,如仍不相符,则设置数据
7、无号进行了抑制,同时又将三相电压的模拟信号检测变效标志,不执行后续程序,同时相序出错标志寄存器加为了数字信号的检测,如在程序中再使用数字滤波技2。当相序出错标志寄存器值累计超过预先设置值,则术,则抗干扰特性将异常优越。故障保护。程序流程如图4。同时,若P1口检测到的数据为0或7,则为缺相。但由于三相电源上往往接有电动机等负载,通过负载线圈感应的作用,可能当缺相发生时,P1口检测到的数据并不是0或7,此时,缺相的检测就需要用到下面的缺相检测电路了。3.2 缺相检测部分如图1所示,缺相检测电路由一个RC充放电电路和一个比较电路构成。由于RC电路的充放电作用,使
8、得比较器反相输入端得到的是一个锯齿波(通过调整充放电电阻可以调整上
