三相交流电源缺相保护电路
三相缺相检测电路的原理分析
三相缺相检测电路的原理分析
三相缺相检测电路的原理分析
本部事业部电源开发部
付应红
前⾔:
对于使⽤三相交流电的⽤电设备,⼀个最基本的可靠性保护功能就是三相输⼊缺相检测功能,当三相输⼊中任何⼀相电压缺相时,该电路模块输出缺相告警信号。通过对告警信号的处理,保证了对⽤电设备的安全保护。
⼀、⼯作原理
1、电路原理图
原理图如图1所⽰:
图1 电路原理图
2、⼯作原理
其⼯作原理如下:
当三相输⼊电压正常时,其三相输⼊相电压波形如图2所⽰,为便于分析,将⼀个电源周期分为6等份,如图2所⽰T1、T2、T3、T4、T5、T6。在这六个区间,三相电源之间的关系如表1所⽰:
T1 T2 T3 T4 T5 T6
三相电
源之间的关系U A>U C>U B U A>U B>U C U B>U A>U C U B>U C>U A U C>U B>U A U C>U A>U B
图2 三相正常时检测电路波形图
在区间T1内,U A >U C >U B ,A 相电压最⼤,B 相电压最⼩,因此,在图1中的
光藕D1和⼆极管VD5导通,此时,控制信号U C 为低电平,当时间从T1进⼊T2区间时,U A >U B >U C ,A 相电压最⼤,C
相电压最⼩,因此,在图1中的
光藕D1和⼆极管VD4导通,控制信号U C 为低电平,如此类推,在区间T3、T4、T5、T6时,控制信号U C 均为低电平,所以,在⼀个电源周期内,控制信号U C 为低电平,也就是说,当三相输⼊电压正常时(不缺相),控制信号U C ⼀直为低电平,从⽽使缺相告警信号PHFL 为低电平,表⽰输⼊正常。
缺相的相序保护板的设计原理
缺相的相序保护板的设计原理
相序保护板是一种常用于电力系统中的保护设备,用于监测和保护电力系统中缺相情况,确保电力系统正常运行。缺相的相序保护板的设计原理是通过监测电力系统中的相序,当发现缺相情况时,迅速采取措施来保护电力设备和用户的安全。
缺相是指电力系统中出现缺少或丢失一个或多个相位的情况。相序保护板主要用于三相交流电力系统,其设计原理基于三相电路中各个相位之间的等幅和120°的相位差。
相序保护板通常通过监测系统中的相位电压来实现对缺相情况的检测。它可以同时监测三相电压,并根据这些数据来判断相序是否正常。当发现缺相情况时,相序保护板将触发相应的保护动作,例如断开主电源,以避免电力设备受到损坏或危险。
在实际的设计中,相序保护板通常采用微处理器或专用的电路来实现相序的监测和保护功能。它会对三相电源进行采样和处理,通过比较各个相位之间的相位角和电压幅值来判断相序是否正常,从而触发相应的保护动作。
此外,相序保护板的设计中还需要考虑到对非正常相序的容忍度和动作的灵敏度。对于短暂的相序异常,相序保护板应该具有一定的容忍度,以免误动作。而对于持续或严重的相序异常,相序保护板应该迅速动作,以保护电力系统和电气设备的安全运行。
总之,相序保护板的设计原理基于对电力系统中缺相情况的检测和保护。通过对三相电压的监测和比较,相序保护板可以确保电力系统中的相序正常,保护电力设备和用户的安全。
三相电机缺相保护电路设计工作原理及注意事项
三相电机缺相保护电路设计工作原理及注意事项
三相电机是工业生产中常用的电动机,它可以提供较大的功率输出。在使用过程中,如果发生了缺相现象,即三相电源中的一个相线中断或丢失,会导致电机无法正常运行,甚至损坏电机。因此,为了保护电机和避免生产事故的发生,需要设计和安装缺相保护电路。下面我将详细介绍缺相保护电路的工作原理以及设计注意事项。
缺相保护电路的工作原理如下:
1.监测电路:缺相保护电路需要安装在电机所连接的三相电源上。它通过监测三相电源中的电压来判断是否缺相。
2.电压监测:缺相保护电路使用电压传感器监测三相电源中的电压变化。通常使用电压变压器将高压电源降到适合监测的范围。传感器将电压信号转换为适合处理的低电平信号,并提供给控制电路。
3.控制电路:控制电路接收来自传感器的信号,并进行信号处理和判断。当控制电路检测到一个或多个相线的电压低于设定的阈值时,它会判定为缺相状态,并触发保护动作。
4.保护动作:当缺相保护电路判断出缺相状态时,它会触发相应的保护动作,以防止电机继续工作,避免损坏。常见的保护动作有断开电源开关、触发报警灯或蜂鸣器等。
在设计缺相保护电路时,需要注意以下事项:
1.设定阈值:设计缺相保护电路时需要合理设定阈值。阈值过低会导致误报缺相,频繁触发保护动作,降低生产效率;阈值过高则可能无法及时发现缺相故障。根据实际情况和电机的额定电压进行综合考虑。
2.电压传感器:选择合适的电压传感器很重要。传感器需要能够适应
高电压环境,并且具备高精度和可靠性。常用的传感器有电位器、变压器
和电容式传感器等,根据实际需求选择合适的传感器。
电机三相电源相序自动矫正与缺相保护
第57卷 第1期2021年1月
石 油 化 工 自 动 化
AUTOMATIONINPETRO CHEMICALINDUSTRY
Vol.57,No.1
Jan,2021
稿件收到日期:20200820,修改稿收到日期:20201025。
作者简介:彭超龙(1987—),男,2020年毕业于西安交通大学工程
管理专业,获硕士学位,现就职于深圳市燃气集团股份有限公司,
主要从事燃气SCADA系统维护与设备管理工作,任工程师。
电机三相电源相序自动矫正与缺相保护
彭超龙,黄静群,邓风琴,黄志勇
(深圳市燃气集团股份有限公司,广东深圳518049)
摘要:电液联动阀广泛应用于城市燃气管网中,然而外部环境的变化使接入电液联动阀油泵电机三相电源的相序发生变化或缺相,导致油泵电机出现空转或反转,长时间运行会造成电机或油泵发热损坏。结合现有油泵电机电路,提出了油泵电机三相电源相序自动矫正与缺相保护方案。应用表明,该方案不但使油泵电机稳定运行还进一步保障了燃气阀室的安全运行。关键词:电液联动阀;三相电源;自动矫正;缺相保护
中图分类号:TP206 文献标志码:B 文章编号:10077324(2021)01008002
燃气是日常生活中很重要的资源,燃气通过高压管线或者次高压管线传输,管线沿线设置有许多阀室,每个阀室中通过电液联动阀控制燃气的输送。该阀采用三相异步油泵电机,通过接入三相交流电控制油泵电机转动,抽取液压油,进而实现液压开关阀门的功能。深圳燃气高压、次高压管线共有60多座阀室,阀室电液联动阀油泵电机均采用三相电源供电,一般由市政电网专用变压器供电。通过对该阀历史维护报告和生产运行记录数据分析,近年来多个站点陆续发生了因市政电网三相电源相序变化或缺相使得电机空转、缺相运行致使油泵电机泵头过热而烧毁的事件。1 电液联动阀存在的问题
三相380v电机缺相保护器
三相380v电机缺相保护器
电机在工业生产中的应用非常广泛,而其中的三相380V电机则是经常使用的
一种类型。然而,由于各种原因,电机在运行过程中可能会出现缺相的情况,这将导致电机的正常运转受到干扰甚至无法正常工作。为了解决这个问题,人们开发了三相380V电机缺相保护器。
缺相保护器是一种用于检测并保护电机免受缺相故障影响的设备。它能够实时
监测电机运行时的相序和电压情况,并在发现缺相时进行及时的保护措施。这主要是通过检测三相电流是否符合相序和幅值来实现的。
一般情况下,正常运行的电机三相电流应该是相等且相位差为120度的。然而,当其中一相电流异常或缺失时,会导致三相电流不相等,这就是缺相的现象。缺相保护器通过检测三相电流的不平衡程度来确定是否存在缺相,并采取相应的措施来停止电机的运行,以避免进一步的损坏。
在实际的应用中,缺相保护器通常通过设置合理的阈值来适应不同电机的需求。当电流不平衡超过设定的阈值时,缺相保护器会触发报警或切断电源,从而保护电机。此外,一些先进的缺相保护器还能监测电机的电流波形,通过分析波形的频谱特征来判断缺相故障的类型,提供更加准确的故障诊断和保护。
三相380V电机缺相保护器不仅可以保护电机免受缺相故障的影响,还可以提
高电机的使用寿命和可靠性。通过及时捕捉和处理潜在的缺相故障,可以避免电机长时间以不正常工作状态运行,进一步损坏电机。这对于生产过程的稳定性和效率至关重要。
此外,三相380V电机缺相保护器还能够帮助用户更好地管理和维护电机。通
过监测电机的运行状况和故障信息,用户可以了解电机的工作状态,及时进行维护和保养。这有助于提高设备的可靠性和维护效率,减少维修成本和停机时间。
三相缺相保护器跳闸原因
三相缺相保护器跳闸原因
1、电路过载:当电路中的负载超过了额定容量时,或者当电路上的电容器被过度充电时,保护器就会跳闸。
2、电路漏电:电路漏电意味着过多的负荷被泄漏,从而导致保护器跳闸。
3、电路短路:当某些元件(如电线、接线端子、转换开关等)出现接触不良、虚脱、缺失等缺陷时,会使电路出现短路现象,从而导致保护器跳闸。
4、接线错误:如果用户把三相电路中的阳极和阴极接反,就会导致保护器跳闸。
5、电路热失控:当电路中的有源元件发热过多时,可能会导致电路温度过高,从而使保护器跳闸。
6、过流保护:当电路中的电流超过额定值时,三相缺相保护器就会跳闸。
7、瞬时缺相:如果电路中的某一相突然中断,三相缺相保护器就会跳闸。
二、解决三相缺相保护器跳闸的方法
1、检查电路是否过载、漏电或短路,如果发现问题,就要及时修复。
2、检查接线是否正确,确保热失控不会发生。
3、如果电路中的电流过大,应采取措施减小电流值。
4、检查电路是否有瞬时缺相现象,如果有,应及时处理。
一种三相逆变器输出缺相检测及保护方法与流程
一种三相逆变器输出缺相检测及保护方法与流程
1.引言
三相逆变器是一种常见的电力电子设备,广泛应用于电力传输、交流电源、电机控制等领域。然而,在实际运行中,由于各种原因,三相逆变器的输出可能出现缺相的情况,这会导致系统性能下降甚至损坏设备。因此,开发一种可靠的缺相检测及保护方法对于保证逆变器的正常运行至关重要。
2.缺相检测原理
缺相是指三相电源中的某一相缺少,这会导致逆变器输出的电压或电流异常。缺相检测的关键在于准确判断是否存在缺相情况。通常采用的方法包括:
2.1电流法
通过对逆变器输出电流进行监测和分析,判断是否存在缺相。其中,常用的方法包括:
-基于谐波分析的方法:通过分析电流谐波特征,判断是否存在缺相;
-基于功率因数的方法:通过测量逆变器输出电流的功率因数,判断是否存在缺相。
2.2电压法
通过对逆变器输出电压进行监测和分析,判断是否存在缺相。常用的方法包括:
-基于相电压差值的方法:通过测量三相输出电压之间的差值,判断是否存在缺相;
-基于零序电压的方法:通过测量逆变器输出电压的零序分量,判断是否存在缺相。
3.缺相保护方法与流程
在检测到缺相后,需要采取相应的保护措施,以避免逆变器输出的异常电压或电流对设备的损坏。一种典型的缺相保护方法与流程如下:
3.1缺相检测
通过以上所述的电流法和电压法中的一种或多种方法,对逆变器的输出进行检测,判断是否存在缺相。
3.2报警信号触发
当检测到缺相时,逆变器会产生相应的报警信号,该信号可用于触发后续的保护措施。
3.3断开逆变器输出
在接收到报警信号后,逆变器会自动断开输出,避免异常电压或电流对设备的损坏。
缺相保护器工作原理
缺相保护器工作原理
缺相保护器是一种电力保护装置,广泛应用于各种电力设备中。其主要功能是监测电网中是否存在缺相现象,并在检测到缺相时,及时切断电路,保护电力设备和人身安全。本文将介绍缺相保护器的工作原理,以及其在电力系统中的应用。
一、缺相保护器的工作原理
缺相保护器的工作原理主要基于电路中三相电流之间的差异。在正常情况下,三相电流应该是相等的,如果其中一相电流出现异常,就会导致三相电流之间的差异,从而触发缺相保护器的动作。缺相保护器主要有两种工作原理,一种是基于电流差动原理,另一种是基于电压比较原理。
1.电流差动原理
电流差动原理是指将电路中的三相电流进行差动运算,得到差动电流信号,再将差动电流信号与设定值进行比较,如果差动电流信号超过设定值,就会触发缺相保护器的动作。具体实现方式是将三相电流分别通过互感器进行变压,然后将变压后的电流信号输入到差动电路中,进行差动运算。差动电路的输出信号就是差动电流信号,通过比较差动电流信号和设定值,可以判断电路中是否存在缺相。
2.电压比较原理
电压比较原理是指将电路中的三相电压进行比较,如果其中一相电压低于设定值,就会触发缺相保护器的动作。具体实现方式是将三相电压分别通过互感器进行变压,然后将变压后的电压信号输入到比
较器中,进行比较。如果其中一相电压低于设定值,比较器就会输出触发信号,触发缺相保护器的动作。
二、缺相保护器的应用
缺相保护器广泛应用于各种电力设备中,特别是在高压电力系统中。其主要应用场景包括:
1.发电机保护
发电机是电力系统中最重要的设备之一,其正常运行对电力系统的稳定性和安全性至关重要。发电机中的缺相问题是一种常见的故障,如果不及时处理,就会导致发电机损坏,甚至引发电网故障。缺相保护器可以监测发电机中的缺相问题,并在检测到缺相时,及时切断电路,保护发电机和电力系统的安全。
缺相保护器
缺相保护器
缺相保护器的重要性及作用
简介:
缺相保护器是一种用于保护电气设备免受缺相(即三相电中某一相缺失)导致的损坏的装置。缺相保护器通过监测电源中的相序和相电压来检测缺相情况,并根据设置的阈值触发保护机制。本文将介绍缺相保护器的重要性及其作用,并探讨其在不同领域的应用。
一、缺相保护器的重要性
缺相是指在三相电源中,某一相电压出现故障或被切断的情况。在正常情况下,三相电压应该相同且相间夹角为120°,以保证电气设备的正常运行。然而,当出现缺相时,由于缺少某一相的电压,会导致电气设备的不平衡和异常运行,从而引发以下问题:
1.设备过载:由于缺相会导致三相电流不平衡,某些设备可能会承受超过其额定容量的电流负荷,从而导致设备过载,降低设备寿命甚至损坏。
2.设备损坏:缺相情况下,某些设备可能会因无法正常运行而受损。例如,高速旋转机械、空调压缩机等需要稳定电压供应的设备,缺
相会导致机械振动、电机过热等问题,从而加速设备的磨损和故障。
3.生产效率下降:在工业生产过程中,许多设备和机器需要依赖三
相电源正常运行,一旦出现缺相,相关设备无法正常工作,从而影
响生产效率,增加生产成本。
二、缺相保护器的作用
缺相保护器在上述情况下起到了至关重要的作用:
1.及时检测缺相:缺相保护器通过监测电源中的相序和相电压来检
测缺相情况。一旦检测到缺相信号,保护器能够迅速做出响应,触
发相应的保护机制。
2.保护设备:缺相保护器能够及时切断供电,防止缺相情况下设备
继续运行并受到进一步损害。这种及时的保护措施可以有效降低设
备故障的风险,延长设备的使用寿命。
三相380v电机缺相保护器一开就跳闸
三相380v电机缺相保护器一开就跳闸
电动机在工业生产和生活中扮演着重要的角色。而对于电动机的保护,缺相保
护器是一种不可或缺的设备。然而,有时我们会遇到这样一个问题:使用三相
380v电机缺相保护器时,一开机就发现保护器不停地跳闸。那么,我们应该如何
解决这个问题呢?
首先,我们需要明确缺相保护器的作用。缺相保护器,顾名思义,是用来检测
电机中是否存在缺相现象的装置。当电机的供电端出现缺相故障时,缺相保护器会自动切断电源,保护电机免受损坏。因此,一旦保护器频繁跳闸,很可能是因为电机存在缺相故障。
那么,为什么电机会出现缺相故障呢?最常见的原因之一是供电电源中某一相
线路断开或接触不良。在三相电的供电系统中,有时会因为各种原因,如电缆老化、接线端子松动等,导致某一相路断开或接触不良。这就会导致电机无法正常工作,进而引发缺相保护器跳闸。
为了解决这个问题,我们可以从以下几个方面入手。首先,检查电机的供电电
源线路,确认是否存在断路或接触不良的情况。可以通过视觉检查和电阻测量等方式进行排查。如果发现问题,应及时修复或更换电缆、端子等部件。其次,检查缺相保护器本身是否有故障。我们可以通过与其他正常工作的设备进行比较,排除保护器本身的问题。如果发现保护器存在故障,应及时更换。
此外,我们还可以通过一些辅助工具来定位缺相问题。例如,可以使用相序表
或相序测试仪对电机进行相序检测。相序正确的电机会运转平稳,而相序错误或缺相的电机则容易发生故障。通过这种方式,我们可以快速判断电机是否存在缺相问题,并进一步采取正确的解决措施。
缺相保护保护的概念
缺相保护是正常三相电源中某一相断路时,设备会降低输出功率,使其不能正常工作或造成事故的防护措施。对于一些重要的设备,加缺相保护装置是必要的。缺相会使三相交流电的相位相差120°~180°,引起频率变化率不平衡以及幅值不平衡等现象,从而使电动机和用电设备的正常工作遭到破坏。
在电子式(智能式)的断路器中,缺相保护功能是常见的。这种断路器在缺相情况下,能够及时停止电动机的运行,避免造成电动机烧毁事故。
此外,对于一些重要的设备,加缺相保护装置也是必要的。例如,在电动机等设备中,如果发生缺相运行,会造成系统振荡和转矩波动等一系列问题,进而危及系统的安全稳定工作及使用寿命。
因此,缺相保护是保障电动机和用电设备正常运行的重要措施之一。
三相380v电机缺相保护器能接220伏吗
三相380v电机缺相保护器能接220伏吗
电机作为现代工业中不可或缺的设备,广泛应用于各个领域。而在电机的使用
过程中,缺相问题是一个常见且具有一定危害性的情况。那么对于三相380V电机,能否使用缺相保护器来解决这个问题呢?
首先,我们需要了解三相电机以及缺相保护器的工作原理。三相电机是由三个
电源相互连接组成,分别为A相、B相和C相。当三个电源完好无损时,电流在
三根导线上均匀分布,电机正常运行。然而,当某一相电源出现故障,导致电流无法正常流动时,就会引发缺相问题。
缺相保护器的作用是监测电机的电流是否平衡,以及是否存在某一相电流过高
或过低的情况。当监测到电流不平衡或缺相时,缺相保护器会及时切断电机的电源供应,以避免进一步损坏电机。
回到问题本身,三相380V电机使用缺相保护器能否接220伏?答案是否定的。因为三相380V电机的额定电压是380V,而缺相保护器是根据额定电压来设计工
作的。若将220伏的电压接入三相380V电机中,将远低于电机的额定电压,这
样一来,电机的运转速度将大大降低,甚至可能无法正常工作。此外,缺相保护器也无法适应220伏电压的工作环境,很可能无法准确检测缺相问题,从而无法提
供保护作用。
因此,在保证电机正常运转和安全的前提下,需要将电机与正确额定的缺相保
护器匹配使用。如果在220伏的环境下使用三相380V电机,需要重新选择合适
的电机或进行适当的电压转换工作。同时,对于缺相保护器的选择也需要根据电机的额定电压进行合理的匹配,以确保缺相保护器能够发挥其应有的功能。
综上所述,三相380V电机使用缺相保护器时,不能接220伏电压。在选择电
三相缺相检测电路
三相缺相检测电路:
缺相:LED3亮,LED2不亮,V15导通。
正常不缺相:LED2导通,LED3不亮。
JA,JB,JC是经过检测变压器从三相电输入端380V采样输入值,大约相电压为20V。
经N2三端稳压源电路产生12V电压,给比较器N1供电。
三相电经过V9,V10,V11后的电压对地值为1.17*20V=23.4V。
经电解电容E7稳压,R16,R17分压,比较器反相端输入电压值为23.4*3/23=3V。
如果无缺相,则比较器5,7,9端电压应为20/2*4.7/(3+4.7)=6.1V。则同相端大于反向端,比较器输出为12V,这样LED3和V15不导通。此时11脚电压为3V,10脚为12V,这13脚输出0,LED2导通,发光,表示不缺相。
当缺相时,例如JA相缺,则三相电经过V9,V10,V11后的电压对地值为1.17*20V*2/3=15.6V。经电解电容E7稳压,R16,R17分压,比较器反相端输入电压值为15.6*3/23=2V。
可以分析出比较器5脚为0,小于4脚,则输出2脚为0,导致LED3亮,V15导通。
10脚为0,此时11脚大于10脚,15脚输出12V为高,LED2不亮。
使用N2三端稳压源电路的原因:(不清楚)
如果直接给比较器供稳定的12V(有模块直接从U相转化12V电源出来),则在刚上电的时刻,比较器输入端电压都为0,此时比较器处于输出不定状态。这样LED2和LED3都是不定的,对系统的控制也不定。
所以直接给比较器供12V电源是不合理的。
故而需要通过N2三端稳压源电路供电。当3相电都没有时,比较器为LM339,有datasheet 可知,没有电视V O处于高阻态,不会导通。
三相电源相序自动纠正及缺相保护电路
三相电源相序自动纠正及缺相保护电路
刘木泉
(广州市康讯动力科技有限公司 广东 广州 510110)
摘 要:介绍了一种实用的相序自动纠正及缺相保护电路。该电路使用市售的相序检测继电器制作,价格便宜,经济实用。具有相序检测、相序自动纠正、缺相保护功能。
关键词:相位检测 相序纠正 缺相保护
0 引 言
三相设备(如三相压缩机、三相电机等)在使用三相电源供电时,传统的做法是通过试接来保证三相程序接入。在试接的过程中,必然存在三相逆相接入的可能,时间虽短,但对设备亦有一定的损害。
更为严重的是:三相电源常常因雷击,外力作用而出现三相中的某相断路,造成缺相。如果不能在运行过程中对三相设备进行缺相保护,则会使三相设备在断相情况下异常工作,轻则设备运行不正常,重则烧毁三相设备。
针对上述问题,本文提出了一种相序自动纠正及缺相保护电路。利用检测正、反相序的相序继电器来分别控制两个按倒相方式接线的接触器,实现了自动相序识别,即当输入端的交流电相序错相时,其输出端能够将交流电的相序自动予以纠正。如果出现缺相现象,控制电路会立即停止电动机运行或者不执行启动功能。
1 电路构成
如图1所示,电路由正泰公司生产的两个型号为XJ3-G的相序保护继电器XJ1、XJ2,以及两个三相交流接触器KM1、KM2组成。
图1
2 电路原理分析
2.1 XJ3-G的相序保护继电器功能
型号为XJ3-G的相序保护继电器如图2、图3所示。当①、②、③脚分别输入为正相序ABC、BCA、CAB时,相序保护继电器的⑤、⑥导通,⑦、⑧断开。当①、②、③脚分别输入为逆相序CBA、ACB、BAC或者缺(断)相时,相序保 护继电器不动作,⑤、⑥保持常开,⑦、⑧保持闭合。
三相交流电动机缺相故障的几种处理方法
电机缺相故障原因
对于三相异步电动机,正常运行的情况应该是三相对称的交流电流通入三相对称的定子绕组中产生圆形的旋转磁场,当三相电流缺掉一相后.电机将会出现不正常的运行现象,电动机造成缺相故障的原因主要有以下几种情况。
1.1电源缺相
三相电源接入交流电动机之前。该电源已少一相或两相(电源已经出现问题,三相熔断器中的一相熔体被烧断),它可造成电机无法启动或启动运转异常。
1.2控制回路造成缺相
控制回路中的接触器、继电器长期使用,触点可能存在一定程度的氧化。引起接触不良,或元件动作机构长期磨损。这些电气元器件,当受到电动机启动电流(一般为额定电流的5—7倍)的冲击,或受到机电设备的震动或运动机构卡住失灵等而误动作,定子绕组由此而缺相。
1.3电动机接线盒中接线柱松脱
电机定子三相绕组中一相绕组断开。从而造成电机运行缺相。
1.4连结头虚接或分断
供电线路中的连结头出现虚接或可能受到外力而分断,也会使得电动机缺相。
1.5绝缘老化
电动机在运行相当一段时间后,定子绕组的绝缘可能出现老化(电动机运行的环境温度长期过高。供电电压偏高或者是负载过大时),造成电动机定子绕组相间或匝间短路,电动机定子绕组也会出现一相或多相断开。
2缺相保护电路
电动机处于缺相时无启动转矩,电机不能转动,容易被发现.而当电动机在运行中发生缺相时。常常不易被发现,以致产生过流.将电机烧坏,因而研制一种高可靠的电动机运行缺相保护装置非常必要。一台三相异步电动机,其定子绕组是Y或△连接。不论是电动机启动前还是启动后产生单相运行故障,三相定子绕组中流过的电流均比正常三相运转时大(一般均超过电动机额定电流)。利用这一特点,将增大的电流信号检测出来,经执行元件。把电动机从电源上切除或报警。
三相电缺相电路
三相电缺相电路
三相电缺相电路是指三相供电系统中,其中一相失去供电的情况下所形成的电路。在正常的三相供电系统中,电力公司会提供三个相位的电源,分别为A相、B相和C相,这三个相位的电压相位差120度,互相之间具有对称性。然而,在某些情况下,可能会发生一相失去供电的情况,这就是三相电缺相电路。
三相电缺相电路存在的原因有很多,比如供电线路故障、设备故障等。当其中一相失去供电时,其他两个相位的电压仍然存在,但是由于缺少一个相位,会对电路产生一定的影响。
在三相电缺相电路中,缺失的相位所对应的电压为零。因此,在缺相的情况下,电路中只有两个相位的电压存在,这样会导致电路不平衡,对电力设备和电气设备产生一些不利影响。
三相电缺相电路会导致电流不平衡。由于缺少一相的供电,电路中只能流过两个相位的电流,这样会导致电流不均匀分布,可能会造成设备过载或过热的情况。因此,在设计三相电缺相电路时,需要考虑电流不平衡对设备的影响,并采取相应的措施来保护设备的正常运行。
三相电缺相电路还会导致功率不平衡。由于缺少一相的供电,电路中只有两个相位的功率存在,这样会导致功率分配不均匀。在三相电缺相电路中,由于缺相导致的功率不平衡可能会引起电力设备的
不稳定运行,甚至可能引发电力系统的故障。因此,在设计三相电缺相电路时,需要合理分配功率,确保电力设备的正常运行。
三相电缺相电路还会对电气设备产生一些不利影响。由于缺少一相的供电,电气设备可能会无法正常工作,甚至可能会损坏。因此,在设计三相电缺相电路时,需要合理选择电气设备,并采取相应的措施来保护设备的正常运行。
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三相交流电源缺相保护电路
张海涛Ξ
(长沙学院物电系,湖南长沙410003)
摘 要:介绍了一个主要由峰值检波器和脉冲宽度鉴别器构成的三相交流电源缺相保护电路.当三相交流电源出现缺相或某相电压过低时,电路动作切断电源,保护用电设备,并发出报警信号.
关键词:三相交流电源;缺相;峰值检波器;脉冲宽度鉴别器
中图分类号:TN710 文献标识码:A 文章编号:1671-119X(2005)01-0016-04
目前世界上电力系统所采用的供电方式,绝大多数是三相制[1].所谓三相制,就是由三个频率相同而相位不同的电压源作为电源供电的体系.这是由于三相制在发电、输电和用电方面都有许多优点.三相电源一般是由三个同频率、等幅值和初相依次相差120°的正弦电压源按一定的方式连接而成.这组电压源称为对称三相电源,依次称为A相、B相和C相,分别记为U A、U B、U C.
U A(t)=U PMcosωt
U B(t)=U PMcos(ωt-120°)
U B(t)=U PMcos(ωt+120°)
它们的波形和向量如下图1
:
(a)波形 (b)向量
图1 三相电压源的波形和向量图
在实际电路中,由于种种原因会出现缺少相序的情况,该情况称之为缺相.如缺少U A,或U B,或U C.电机在缺少相序的情况下不能启动工作,或者工作不稳定甚至烧毁.为了保护用电设备,特此设计电路在缺相时(相电压过低也视为缺相)起保护及报警作用.
1 设计思想
考虑到三相电源为交变电源,若正常时U A、U B、U C峰值电压出现为等间隔时间,通常在电路中把时间表示转换为脉冲表示,因而把三个峰值表示为三个脉冲形式,如此转换电路可使用峰值检波器[2].如果出现缺相的情况,即缺少峰值,那么脉冲宽度将变宽.考虑到这样的现象,使用脉冲宽度检测便能判断出是否缺相.大致方框图如图2所示.
图2 脉冲宽度检测框图
2 功能模块实现
(1)实现峰值检波部分
工作原理如图3所示.该峰值检波器由电压比较器μA760与电容C、电阻R、二极管D组成.V I加在比较器的同相输入端,此时比较器输出高电平,反
第15卷第1期2005年3月 湖南工程学院学报
Journal of Hunan Institute of Engineering
Vo1.15.No.1
Mar.2005
Ξ收稿日期:2004-06-048
作者简介:张海涛(1972-),男,讲师,研究方向:微电子与固体电子.
相输入端的电容C 经过二极管、电阻充电到输入信
号的峰值.但由于比较器的输入偏流及二极管的漏电流,电容器上的电压在非充电时间内缓慢放电,故在同相端的输入信号到达峰值那一时刻,比较器才有高电平输出.这样在比较器的输出端出现了一串反映峰值的脉冲信号
.
图3 峰值检波器
(2)脉冲宽度鉴别部分
工作原理如图4所示:该鉴别器由比较器与运算放大器及电容、电阻、N 沟道的J FET 管组成.Vi 加在运放的反相输入端,如果J FET 栅极为低电平,那么J FET 处于截止状态,J
FET 截止.则Vi 对电容C
充电,
电容C 两端电压VC 上升,由于V c =(Vi/RC )T ,若令V c 源极漏及开始放 电,电容C 两端电压V c0快速下降,V c0 图4 鉴别器 3 功能模块仿真测试 为进一步证实设计思想的正确性,我们通过计 算机辅助电子线路设计软件来帮助我们对该电路进行检测.本文中的所有电路图都是通过Protel [3]制作.以下就便通过Pspice 仿真各功能模块电路如图5所示: 通过对各部分的模拟伪真后,发现设计思路基本可行,并无很大的误差,基本能实现设想的情况,对缺相情况时能起到保护作用. 图5 整体电路方框图 7 1第1期 张海涛:三相交流电源缺相保护电路 4 外围辅助电路部分 411 集成稳压电源 此外,我们还要为电路提供供电用的和比较使用的集成稳压源[4],它是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备.其输出电压大小基本上不受电网电压、负载及环境温度的变化而影响.在本电路中需要两种独立提供稳定电压的电路,第一种是给集成块供电用的电压源,另一种是具有精密电压的供比较器作比较时用的基准电压源. (1)供电电压源 我们选取CW317,这是一种三端式集成稳压器, 它是在三端固定输出集成稳压器的基础上发展起来的.这种稳压器是鉴于许多电子仪器仪表要求稳定的固定输出电压而设计的.它只有3个外部引出端子:输入端、输出端、公共端.使用灵活方便.它的性能指标是:电压调整率为0.005%~0.02%/V ,电流调整率为0.1%~1.0%,纹波抑制比为-65~-85db.其 电路设计的特点是使集成片的输入电流几乎全部流到输出端,流到公共端的电流非常小,一般为50~100μA ,当负载电流从10mA 变化到额定值时或从3V 输入到最大的额定输入电压时,其公共端可调整节点 电流的变化量为0.2~5μA.基于集成芯片这一特点, 可以用少量的外部元件方便地组成精密可调的稳压器或稳流器电路.它的应用电路如图6: 图6 供电电压源的应用电路 (2)基准电压源 我们选用MAX873,这是一种采用激光修正的 低功耗、低温漂、精密带隙基准电压源,广泛用于便携数字仪表、数据采集系统、A/D 或D/A 转换器中.MAX873可输出2.500V 的基准电压,最在允许偏差为+—115mV ;低温漂,电压温度系数的典型值为3×10-6℃,最大也不超过7×10-6℃;电源电压范围宽,为+415~18V ,最大工作电流为10mA ;低功 耗,静态电流为280 μA.它的应用电路如图7:利用TRIM 端能对基准电压进行微调,调节范围是+— 4%;在此电路中 ,C 为消噪电容,取0.1μf ;RP1为 100K 精密多圈电位器,对输出电压微调,调节范围是+—95mV ;RP2为20K 精密多圈电位器,调整RP2可获得0~2.5V 的任意基准电压值. 图7 MAX873基准电压源的应用电路 4.2 控制报警部分 作为三相电机电源缺相保护的一部分,当电源出现问题的时候,它必须能够在第一时刻切断电路,以保护电机不受损伤;并且要能够及时发出信号提醒操作者,不管是可见的还是可闻的.我们可以采用双向可控硅组成电子开关,来控制三相交流电源的通断;另外只用一个红色L ED 开关来报警,当然我们可以另加一个音乐芯片. 可控硅[5](SCR )是一种三端可控器件,实现了弱电对强电的控制.它体积小、重量轻、效率高、寿命长、无噪声、 无磨损、维修方便,在工业上应用广泛.可控硅可用作电子开关,以代替触点交流接触器使用.应用交流场合的可控硅器件,我们可以选用双向可控硅,这是因为它具有双向可控的优点.双向可控硅的管心是用N 型硅单晶片的两面三刀侧扩散形成PN P ,再在两面三刀端设置PN 结,形成N PN PN 五层结构的三极管.它在两个方向均能触发.它用作电子开关时的应用电路如图8所示: 图8 可控硅电子开关的应用电路 在图8中,Vct1为控制电压,当它取值为高电 平时,SCR 导通,所以电源通过SCR 给负载提供电力;而当它取值为低电平时,SCR 截止,负载停止工作. 5 完整的电路结构 完整的电路结构如图9所示,它将前面分析的各功能模块电路有机有结合在一起,能够较好的完成缺相保护功能。 81 湖南工程学院学报 2005年