專利名稱：三相交流電相序檢測裝置的制作方法
技術領域：
三相交流電相序檢測裝置技術領域[0001]本實用新型屬于電學技術領域，涉及三相交流電，尤其是涉及一種三相交流電 相序檢測裝置。
背景技術：
[0002]在三相用電設備應用領域中，三相交流電的相序對用電設備的正常運行有著重 要的影響，很多情況下不允許出現相反的供電相序。以三相交流電拖動的電力傳動設備 為例，如行車、吊車、電梯等起重設備等，交流電機拖動的設備通過改變電動機供電電 壓的相序來控制傳動設備的運轉方向。在正常運行中，一旦相序反相，運轉方向也將發 生改變，因此在傳動設備的控制中必需引入相序的檢測，否則會造成設備故障，甚至人 身傷害。因此，三相電相序的正確檢測是很多三相用電設備的基本要求。[0003]現有技術中，對于相序檢測及保護的電路結構較為復雜，造價成本高，并且在 實際應用時安全性較差。現有相序測量技術中主要有兩種方法方法一通過相序測量 裝置構造不平衡負載，導致相序檢測電路三相負載各相電壓不平衡，同時將不平衡電壓 的大小關系通過顯示器件體現出來，由于相序不同時，同樣兩相負載上的相電壓大小關 系相反，據此可以判斷相序。這種方法在三相嚴重不平衡時，可能引起誤判。方法二 利用三相交流電瞬時電壓波形的特征，在預定的時間隔交替掃描各相位；借助一種合適 的預定的測算法來測算測量值，僅僅測算兩個時刻的測量值的符號來確定相序，以大約3 倍于電網頻率的測量頻率來測量三相電網信號，根據兩個采樣時刻的測量值符號信息， 即可判斷相序的正反，這種方法本質上是基于波形特征的，波形的好壞對測量結果的準 確性有影響。[0004]為此，人們進行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案。例如，中國專利 文獻公開了一種三相電源相序檢測及斷相保護電路[申請號200620045859.5]，包括三 相電路處理信號、放大信號和觸發信號，其中三相電路信號處理電路為三相電源B、A、 C三相分別經二極管Dl、D2、D3半波整流，再經電阻Rl、R2、R3衰減，通過由穩壓 管D4、D5、D6與電阻R4、R5、R6組成的穩壓電路削波后輸出接近矩形的脈沖信號， 送至數字集成IC，輸出一個寬度約3MS (50周交流電)的矩形負脈沖，矩形負脈沖的前沿 正好與B相正弦波過零點同步，負脈沖經過放大電路觸發觸發電路控制三相負載。如果 接錯相序或是斷相，雙向可控硅SCR均不會開通，負載端將無電，避免了故障。還有人 發明了一種三相交流電相序判斷方法和裝置[申請號02118647.2]，該方案根據旋轉矢 量角的旋轉方向確定三相交流電的相序，旋轉矢量角的旋轉方向通過采集三相實時電壓/ 電流信號，求取電壓/電流旋轉矢量的相角差，計算一定時間間隔之間的旋轉矢量相角 差，根據所計算的旋轉矢量相角差的符號確定旋轉矢量角的旋轉方向，旋轉矢量角的旋 轉方向可通過計算在一個市電周期之間的旋轉矢量相角差確定，旋轉矢量角可根據反三 角函數計算，其所處象限值由坐標變換后的兩相值的極性判別，相角差經濾波處理或求 平均值后可以得到準確穩定的數據。[0005]上述方案雖然實現了相序檢測，但是仍然存在著判斷過程復雜，判斷電路復 雜，成本較高等技術問題。發明內容[0006]本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種基于典型數據所對應的時刻的大 小來判斷三相交流電的相序，實用可靠、抗干擾能力強，結構簡單，易于實施，設備成 本較低的三相交流電相序檢測裝置。[0007]為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案三相交流電相序檢測裝 置，其特征在于，本裝置包括連接在三相用電設備或者三相交流電源上用于采集各相電 信號的A相采樣單元、B相采樣單元和C相采樣單元，所述的A相采樣單元、B相采樣 單元和C相采樣單元分別與模/數轉換器相連接且模/數轉換器能夠將所述電信號按一定 時序進行模數轉換從而獲得與所述電信號相對應的數字信號，即A相數字信號、B相數 字信號和C相數字信號，所述的模/數轉換器與用于存儲A相數字信號的A存儲單元、 用于存儲B相數字信號的B存儲單元和用于存儲C相數字信號的C存儲單元相連接，處 理器與A存儲單元、B存儲單元和C存儲單元相連接，且處理器能夠分別讀取A存儲單 元、B存儲單元和C存儲單元的上述數字信號中的典型數據并由處理器計算所述典型數據 所對應的時刻，即辦、Tb和^Tc,所述的處理器包括能夠根據B、Tb和^Tc的大小進行排 序的排序單元和連接在排序單元上能夠根據排序結果判斷正相序或反相序的判斷單元， 并且若n<Tb<Tc、或Tb<^rc<n、或^<乜<幾，則判斷單元判斷為正相序， gh<^Tc<Tb、或^Tc<Tb<h、或Tb<h<Tc，則判斷單元判斷為反相序。[0008]在上述的三相交流電相序檢測裝置中，所述的A相采樣單元、B相采樣單元和C 相采樣單元為電壓互感器、電流互感器和分壓電阻中的任意一種。[0009]與現有的技術相比，本三相交流電相序檢測裝置的優點在于1、在電網周期任 意時刻都可以實時體現相序狀態，相序判斷及時有效，而且實現了三相電網嚴重畸變條 件下對相序的準確檢測，提高用電安全性。2、當應用于數字控制領域時，將有效的簡化 外圍硬件判斷電路。3、相序檢測裝置簡單實用，抗干擾能力強，為三相用電設備或者三 相交流電源提供了快速準確的三相交流電相序信息。
[0010]圖1是本實用新型提供的結構框圖。[0011]圖中，三相用電設備1、三相交流電源2、A存儲單元31、B存儲單元32、C存 儲單元33、處理器4、排序單元41、判斷單元42、A相采樣單元51、B相采樣單元52、 C相采樣單元53、模/數轉換器6。
具體實施方式
[0012]如圖1所示，本三相交流電相序檢測裝置包括連接在三相用電設備1或者三相交 流電源2上用于采集各相電信號的A相采樣單元51、B相采樣單元52和C相采樣單元 53。A相采樣單元51、B相采樣單元52和C相采樣單元53分別與模/數轉換器6相連 接且模/數轉換器6能夠將所述電信號按一定時序進行模數轉換從而獲得與所述電信號相4對應的數字信號，即A相數字信號、B相數字信號和C相數字信號。A相采樣單元51、 B相采樣單元52和C相采樣單元53為電壓互感器、電流互感器和分壓電阻中的任意一 種。模/數轉換器6與用于存儲A相數字信號的A存儲單元31、用于存儲B相數字信 號的B存儲單元32和用于存儲C相數字信號的C存儲單元33相連接。[0013]處理器4與A存儲單元31、B存儲單元32和C存儲單元33相連接，且處理器4 能夠分別讀取A存儲單元31、B存儲單元32和C存儲單元33的上述數字信號中的典型 數據并由處理器4計算所述典型數據所對應的時刻，即^、Tb和Tc，所述的處理器4包 括能夠根據B、Tb和L的大小進行排序的排序單元41和連接在排序單元41上能夠根據 排序結果判斷正相序或反相序的判斷單元42，并且若B < Tb < Tc、或幾<^<辦、 或^<乜<11 ，則判斷單元42判斷為正相序，若乜<^<孫、或^<孫<乜、 或Tb<T^<Tc，則判斷單元42判斷為反相序。[0014]本裝置的檢測過程如下[0015]a、信號采集分別采集三相用電設備1各相電信號或者分別采集連接在三相用 電設備1上的三相交流電源2各相電信號，所采集到的電信號即為A相信號、B相信號和 C相信號。[0016]這里的A相信號、B相信號和C相信號為由電壓信號或電流信號。A相信號、B 相信號和C相信號分別由A相采樣單元51、B相采樣單元52和C相采樣單元53采集。 A相采樣單元51、B相采樣單元52和C相采樣單元53為電壓互感器、電流互感器和分 壓電阻中的任意一種。[0017]b、信號處理將A相信號、B相信號和C相信號按一定時序進行模數轉換從而 獲得與所述電信號相對應的數字信號，即A相數字信號、B相數字信號和C相數字信號， 將A相數字信號、B相數字信號和C相數字信號分別存儲在A存儲單元31、B存儲單元 32和C存儲單元33。[0018]這里的A相信號、B相信號和C相信號分別通過模/數轉換器6按一定時序進 行模數轉換從而獲得相對應的A相數字信號、B相數字信號和C相數字信號。[0019]C、相序判斷由處理器4分別讀取A存儲單元31、B存儲單元32和C存儲單 元33的上述數字信號中的典型數據，并由處理器4計算所述典型數據所對應的時刻，即 Ta> Tb和^Tc，然后處理器4根據乜、Tl^Mc的大小進行排序，gT^a<Tb<Tc、或Tb < Tc < Ta、或 Tc < Ta < Tb,則判斷為正相序，若 Ta < Tc < Tb、或 Tc < Tb < Ta、 ^ Tb < Ta < Tc,則判斷為反相序。[0020]這里的典型數據為過零點、最大值或最小值中的任意一項。當然，根據實際情 況可以選取其他數值。[0021]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新 型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用 類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。[0022]盡管本文較多地使用了三相用電設備1、三相交流電源2、A存儲單元31、B存 儲單元32、C存儲單元33、處理器4、排序單元41、判斷單元42、A相采樣單元51、B 相采樣單元52、C相采樣單元53、模/數轉換器6等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋 成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權利要求1.一種三相交流電相序檢測裝置，其特征在于，本裝置包括連接在三相用電設備(1) 或者三相交流電源( 上用于采集各相電信號的A相采樣單元(51)、B相采樣單元(52) 和C相采樣單元(5 ，所述的A相采樣單元(51)、B相采樣單元(5 和C相采樣單元 (53)分別與模/數轉換器(6)相連接且模/數轉換器(6)能夠將所述電信號按一定時序進 行模數轉換從而獲得與所述電信號相對應的數字信號，即A相數字信號、B相數字信號 和C相數字信號，所述的模/數轉換器(6)與用于存儲A相數字信號的A存儲單元(31)、 用于存儲B相數字信號的B存儲單元(32)和用于存儲C相數字信號的C存儲單元(33) 相連接，處理器(4)與A存儲單元(31)、B存儲單元(3 和C存儲單元(3 相連接， 且處理器(4)能夠分別讀取A存儲單元(31)、B存儲單元(3 和C存儲單元(3 的上 述數字信號中的典型數據并由處理器(4)計算所述典型數據所對應的時刻，即辦、Tb和 Tc,所述的處理器(4)包括能夠根據B、TMHc的大小進行排序的排序單元Gl)和連 接在排序單元Gl)上能夠根據排序結果判斷正相序或反相序的判斷單元G2)，并且若U < Tb < Tc、或Tb < L < Ta>或L <乜< Tb，則判斷單元02)判斷為正相序，若 Ta < Tc < Tb、或^Tc < Tb < Ta>或Tb <乜< Tc，則判斷單元02)判斷為反相序。
2.根據權利要求1所述的三相交流電相序檢測裝置，其特征在于，所述的A相采樣單 元(51)、B相采樣單元(5 和C相采樣單元(5 為電壓互感器、電流互感器和分壓電 阻中的任意一種。
專利摘要本實用新型屬于電學技術領域，涉及一種三相交流電相序檢測裝置。它解決了現有技術相序判斷過程復雜，判斷電路復雜，成本較高等技術問題。本檢測裝置包括連接在三相用電設備或者三相交流電源上用于采集各相電信號的A相采樣單元、B相采樣單元和C相采樣單元，處理器、排序單元、判斷單元、A相采樣單元、B相采樣單元、C相采樣單元、模/數轉換器等零部件。其優點在于1、在電網周期任意時刻都可以實時體現相序狀態，相序判斷及時有效，實現了三相電網嚴重畸變條件下對相序的準確檢測，提高用電安全性。2、當應用于數字控制領域時，將有效的簡化外圍硬件判斷電路。3、簡單實用，抗干擾能力強，提供了快速準確的三相交流電相序信息。
文檔編號G01R29/18GK201811998SQ20102053585
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月14日 優先權日2010年9月14日
發明者徐國治 申請人:徐國治