基于PC104的三相交流電源相序檢測電路

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　　三相交流電源的相序檢測在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也具有重要意義。在許多場合下，是不允許出現(xiàn)逆向相序的，如水泵電機(jī)，大型空調(diào)器用非往復(fù)式壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，移動供配電裝置等。偶爾出現(xiàn)的逆向相序，將導(dǎo)致事故的發(fā)生。為此，設(shè)計相序檢測報警電路和相序檢測自動校正電路很有必要。

　　1 相序檢測和缺相保護(hù)

　　早期的相序、缺相檢測電路主要依靠簡單的電容、電阻等硬件電路來完成，其檢測速度較慢，與數(shù)字電路的快速發(fā)展是極不相稱。為此本文以三路交流信號的相位檢測為例，一方面設(shè)計了基于相序指示器的三相電源相序檢測電路;另一方面采用相序檢測極速算法，將采樣的三路交流信號通過特定的算法，推算出待測相序是否與參考相序相一致，從而給出相序判定信號。

　　1.1 基于雙極型晶體管的相序檢測電路

　　其工作原理是：如圖1所示，因三相電源的A相和B相分別接至a和b兩端時，晶體管VBG截止，所以電壓繼電器KV不動作;當(dāng)三相電源相序接反時，即三相電源的A相接至a端，而C相接至b端，此時晶體管VBC導(dǎo)通，電壓繼電器KV吸合動作。

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　　該電路中，電壓繼電器可選用上海無線電八廠的JZC-221FB(HB4130)或JZC-22FB(HG4123)或4088等超小型中功率繼電器，線圈吸引電壓額定值為6 V(DC)，觸點負(fù)載220V(AC)3 A。

　　1.2 基于相序檢測極速算法的檢測電路

　　不妨假定三相交流信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式為(參考相序A、B、C，待測相序a、b、c)：

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　　由上述推導(dǎo)可以得出，當(dāng)W(t，φ)對時間t的偏導(dǎo)為0時，相序檢測為正序，即待測相序與參考相序一致。反之，相序為逆序時，如將a、c互換，同樣利用上述方法構(gòu)造W(t，φ)函數(shù)，有

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　　從上面推導(dǎo)容易得出

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　　為相序一致的充要條件。對其充要條件進(jìn)行離散化，以便在計算機(jī)上實現(xiàn)相序的檢測。

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　　離散化形式為：△W(t，φ)=0，即W(tk+1，φ)=W(tk，φ)。若W(tk+1，φ)=W(tk，φ)，則兩者相序一致;反之，則為逆序，需要校正。其計算機(jī)程序流程圖如圖2所示。

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　　在實際運行過程中，如果忽略程序的運行時間，則從一開始到給出相序判別信號，整個執(zhí)行過程的時間就是采樣周期的長度，一般為T/12，而實際的采樣周期比T/12小得多，可以做到T/12 000，甚至更小。所以，該算法為極速檢測相序奠定了堅實的理論基礎(chǔ)，使相序檢測的速度提高了近百倍。但實際運用中應(yīng)兼具速度與效果兩項指標(biāo)。

　　為進(jìn)一步增強(qiáng)運行的可靠性，有時還可以用

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　　作為判別條件，但速度隨著N的增大而減慢，N可根據(jù)具體情況確定。