三相电源检测介绍
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。
当三相输⼊电压缺相时，其检测电路波形图如图3所⽰，图3 三相缺C 相时检测电路波形图由于缺C 相时，线电压只有U AB ⼀相，当U AB 在过零点附近时，光藕D1不导通，U C其余⼆个光藕也不导通，此时，控制信号U C 为⾼电平，从⽽使缺相告警信号PHFL 为⾼电平，表⽰输⼊缺相，送ECU 处理。
三相电源检测
三相电源检测系统设计三相电源检测系统设计摘 要本设计采用AT89C51单片机实现三相电压与电流的检测。
该设计可检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C 线电流0～5A）。
本系统的变压器、放大器、A/D 转换和计算产生的综合误差满足5%的精度要求。
输出采用128×64 LCD 方式显示，单片机电源部分直接由AC220V 交流电经整流、滤波、稳压供电。
系统采用数字时钟芯片和8kB 的RAM 进行存储器的扩展。
关键词关键词：：三相交流电 AD 转换 变压器 LCD 显示 8KB RAM1.引言当前电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生严重畸变，电能质量受到严重的影响和威胁；同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为各方面关注的焦点，电能质量检测是当前的一个研究热点，有必要对三相电信号进行采样，便于进一步分析控制。
目前，精度要求不高的交流数字电压表大多采用平均值原理，只能测量不失真时的正弦信号有效值，因此受到波形失真的限制而影响测量精度和应用范围。
真有效值数字仪表可以测量在任何复杂波形而不必考虑波形种类和失真度的特点以及测量精确度高、频带范围宽、响应速度快的特点而得到广泛应用。
提高系统的测量精度、稳定性特性是设计中的关键。
真有效值的数字电压数字电压表和以往的仪表有所不同的是可以检测波形复杂的三相交流电压电流。
这些都是以单片机为基础的智能化仪表，同时充分表明单片机是一个应用于对象体系的智能化工具。
本设计用单片机进行三相电压与电流的硬件检测系统。
该系统检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C线电流0～5A）。
本系统的变压器、放大器、A/D转换和计算产生的综合精度满足5%要求。
输出显示采用128×64点阵的LCD，单片机电源由AC220V交流供电通过变压与整流稳压电路实现。
三相绝缘检测系统详细介绍
AIM-T200系列绝缘监测仪
A型与B型功能一样，仅安装方式不一样；
n 实时监测交流单相或三相IT系统对地的绝缘电阻，
测量范围：0-1MΩ，最大允许系统电容80uF;
n 具有预警和报警和出错报警功能，和对应三路继
AIM-T200A
电器输出和两个LED灯报警指示；
n 最大可监测系统电压为交流800V；
u 为甲方和设计院提供完善的重症监护室（ICU）配电解决方案
IT系统
GGF-I系列隔离电源柜
GGF-I8G(600*425*1500)（IP31） GGF-I8Q(500*350*900)（IP34） GGF-I8F(500*150*600)（IP34）
AIM-M100
医疗IT配电解决方案
u 为甲方和设计院提供通用型医疗IT系统配电解决方案
在2类场所 患者往往无行为能力，必须依靠某些医疗设备维持生命，任何设备上的电气
故障都将给患者带来生命危险，所以，必须保证医疗设备电源系统的可靠性，既 保证设备直接漏电流不超过10μA，同时又要保证有不间断供电的保证。鉴于上述 两方面因素，在2类医疗场所内，医疗IT系统应该用于维持生命的，外科手术的和 其他位于“患者区域”内的医疗电气设备和系统的供电回路。
PE
IT系统示意图
IT系统简介
保护技术 IT系统中所有用电设备的外漏导电部分互相
连通并接地。 IT系统中装设绝缘监测装置，一次绝缘故障
时，绝缘监测仪能发出报警，系统可继续运行。 系统装过电流保护器（熔断器或空开）在二
次故障时切断电源。 主要特征
系统供电连续性最好， 供电安全安全性最高.
应用IT系统的优越性
在接地系统（TN系统）内 根据绝缘故障时阻值的大小，系统存在漏电流 l当漏电流较小时熔断器或空开不动作 l 系统负载存在误动作的危险 l 漏电流数值无法显示 l当漏电流较大时熔断器或空开动作 l 系统供电中断 l 造成经济损失
三相交流电路实验报告
三相交流电路实验报告实验标题: 三相交流电路实验实验目的:1. 理解三相交流电路的结构和工作原理。
2. 学习三相电源的连接方式和相序检测方法。
3. 掌握三相电压和电流的测量方法。
4. 熟悉三相负载的测量和计算方法。
实验器材与设备:1. 三相变压器2. 三相电动机3. 电压表4. 电流表5. 多用电表6. 开关7. 电源实验原理:三相交流电路由三相电源、三相负载和相互连接的导线组成。
在理想情况下，三相电源的电压互相差120°相位，形成一个稳定的旋转磁场。
三相负载接通后，电流在三相导线中流动，形成正弦波形的电压和电流。
通过测量和计算，可以获得三相电压、电流和功率等参数。
实验步骤:1. 按照实验电路图连接实验器材与设备。
将三相变压器的输入端接入电源，输出端与三相电动机相连。
同时，将电压表和电流表连接到三相电路中测量电压和电流。
2. 打开电源，观察电动机是否正常运转。
3. 使用电压表测量每一相的电压值，并记录下来。
4. 使用电流表分别测量每一相的电流值，并记录下来。
5. 使用多用电表测量每一相的功率值，并记录下来。
6. 根据测量结果计算三相电路的总功率和功率因数。
实验结果:1. 测量得到的每一相电压值分别为：Uab=400V, Ubc=400V, Uca=400V。
2. 测量得到的每一相电流值分别为：Ia=10A, Ib=10A, Ic=10A。
3. 测量得到的每一相功率值分别为：Pa=4000W, Pb=4000W,Pc=4000W。
4. 计算得到的三相电路总功率为：Ptotal=12000W。
5. 计算得到的三相电路功率因数为：pf=1.0。
实验结论:通过本次实验，我们成功搭建了三相交流电路，并测量了电压、电流和功率等参数。
实验结果符合理论预期，验证了三相电路的工作原理和计算方法。
同时，我们也学习到了三相电源的连接方式和相序检测方法，并掌握了测量三相负载的方法。
这对于日常生活和工程应用具有重要意义。
matlab三相电源相序检测
matlab三相电源相序检测-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述三相电源相序检测是电力系统中一项重要的技术，旨在判断电源的相序是否正确，以确保电力系统的正常运行。
在三相电力系统中，三个电压波形或电流波形的相互关系是非常重要的，任何相序错误都可能导致设备异常运行甚至损坏。
本文将介绍三相电源相序的概念和相序检测的重要性。
我们将探讨相序检测的原理，并介绍使用Matlab进行相序检测的方法。
通过本文的阐述，读者将对三相电源相序检测有更深入的理解，并了解到Matlab在该领域的应用。
三相电源相序的概念将从电力系统中的三相电压或电流波形着手解释。
我们将介绍正常相序和反相序的区别，以及相序错误可能导致的问题。
相序检测的重要性将从保护设备和确保电力系统稳定运行的角度进行探讨。
相序检测的原理将涉及到相序检测器的工作原理，包括采样和计算电压或电流的相互关系，并通过一定的算法来判断相序是否正确。
我们将介绍常见的相序检测方法，并讨论它们的优缺点。
对于使用Matlab进行相序检测的方法，本文将介绍如何利用Matlab 编程来实现相序检测算法。
我们将详细讨论Matlab在相序检测中的应用，包括数据处理、图表展示和结果分析等方面。
总之，本文将全面介绍三相电源相序检测的概念、原理和方法，并重点展示Matlab在相序检测中的应用。
对于电力系统领域的研究人员和工程师而言，了解三相电源相序检测的重要性和相应的工具与算法是至关重要的，有助于提高电力系统的可靠性和稳定性。
在结论部分，我们将总结三相电源相序检测的重要性，并对未来相序检测研究的展望进行探讨。
最后，我们将得出本文的结论，总结文章的主要观点和研究内容。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行撰写:本文共分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将对本文的主题进行概述。
首先，我们将简要介绍三相电源相序的概念，接着探讨相序检测的重要性，并介绍使用Matlab 进行相序检测的方法。
三相交流电路电压、电流的测量-三相交流电压检测电路
四、实验内容
1. 三相负载星形联接 按图 7-1 线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对
称电源,将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为 0V 的位置，经指导教师检查 后。方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为
220V，按表 1 数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线 电流（相电流）、中线电流、电源与负载中点的电压，记录之。并观察各相灯组
倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过
高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其
是对于三相照明负载，无条件地一律采用 Y0 接法。 3. 当不对称负载作△ 接时， IL≠ 3 Ip，但只要电源的线电压 UL 对称，加在三 相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
C
UCA
333
220
线电流（A）
IA
IB
IC
0.57 0.57 0.57
相电流（A）
IAB
IBC
ICA
0.33 0.32 0.32
△ 接三相 不平衡 1 2 3
0.40 0.29 0.47 0.11 0.22 0.33
图 7-3
表3
五、预习思考题 1. 三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？ 答：三相负载星形或三角形连接，是根据绕组（如电动机）或用电器的额定 电压连接的。负载额定电压是 220V 的星形连接；额定电压是 380V 的三角形连 接。 2. 复习三相交流电路有关内容，分析三相星形连接不对称负载在无中线情 况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？ 答：无中线情况下要有一相短路相当于把线电压 380V 直接加在另外两相负 载上，结果就是把这两相负载也烧掉，若是开路的话因两相都是不对称负载，分 得电压不同一样要烧。总之星形接法且不对称，那么负载中线断开肯定会烧坏负 载。接上中线不会烧坏负载。 3. 本次实验中为何要通过三相调压器将 380V 的市电线电压降为 220V 的线 电压使用？ 答：380v / 220v 是线电压和相电压的关系，如果用电器是三相电的话，就用 380 伏，如果是单相电的用 220 伏。如果三相用电器额定电压是 220 伏，则要用 到变压器进行变压。
三相过零检测电路原理解说_概述说明以及解释
三相过零检测电路原理解说概述说明以及解释1. 引言1.1 概述：本篇文章主要介绍三相过零检测电路的原理、组成以及工作原理。
三相过零检测电路是一种用于检测交流信号中波形过零点的电路，通过检测波形的过零点，可以帮助我们实现对交流信号的精确控制和监测。
该电路在许多领域中得到广泛应用，如家庭电器、工业控制系统等。
1.2 文章结构：本文将按照以下结构进行阐述：首先在引言部分进行概述，解释文章的目的，并介绍文章的结构。
接下来，在第二部分中，详细说明三相过零检测电路的原理、组成以及其工作原理。
然后，在第三部分中，我们将深入讨论该电路的主要要点和功能特点。
紧接着，在第四部分中，通过实例分析和应用场景介绍展示该电路在实际应用中的价值与作用。
最后，在第五部分中，我们将总结全文并展望未来该领域可能进行的研究方向。
1.3 目的：本文旨在为读者提供一个全面且易于理解的关于三相过零检测电路的介绍。
通过阅读本文，读者将了解该电路的原理、组成和工作原理，以及其在实际应用中的主要特点和功能。
同时，本文也将通过实例分析和应用场景介绍，向读者展示该电路的具体应用价值。
最后，通过对全文进行总结和研究展望，希望能够引发读者对于该领域未来发展方向的思考，并为相关研究提供一定的参考依据。
2. 三相过零检测电路原理解说：2.1 原理概述：三相过零检测电路是一种用于检测交流电源中三相信号的过零点的电路。
在交流电源中，正弦波的过零点是指波形经过0V且变向的时刻。
通过对这些过零点进行检测，我们可以获取到关于电源频率和相位的有用信息。
2.2 过零检测电路组成：三相过零检测电路由多个元件组成，包括但不限于运放、比较器、滤波器和触发器等。
其中，运放主要用于信号放大和滤波处理，比较器用于将输入信号与阈值进行比较，滤波器可用来去除噪声和杂散信号干扰，而触发器则是根据比较结果输出所需的逻辑信号。
2.3 检测方法及工作原理：三相过零检测电路有多种不同的方法和工作原理。
三相电源检测介绍
三相电源检测介绍一、三相电源检测的目的三相电源是工业生产中常用的电源类型，其具有稳定性好、输送能力强等优势。
然而，随着电网负荷增加、电气设备老化等因素的影响，三相电源的参数可能会发生变化。
为了保证生产设备的正常运行，需要对三相电源进行定期检测，以确保其电压、频率、功率因数等参数符合要求。
二、三相电源检测的常见参数1.电压：电压是电源输出的基本参数，常用单位为伏特（V）。
三相电源的电压通常为380V，有时也会有其他电压等级。
电压的不稳定性会影响电气设备的正常工作，因此需要对三相电源的电压进行检测。
2.频率：频率是指电源交流电周期的次数。
在中国，工业用电的交流频率通常为50Hz。
如果频率偏离标准值，可能会导致设备工作不正常。
因此，三相电源的频率也是需要检测的参数之一3.功率因数：功率因数反映了电力设备对电源的利用效率。
功率因数是有功功率与视在功率之比，通常用“PF”表示。
功率因数的合理范围为0.9-1，如果功率因数偏低，可能会造成电网负荷增加，并影响电源的效率。
4.电流平衡度：三相电流平衡度是指三相电源输出的电流之间的差异。
电流平衡度为100%表示三相电流完全平衡，如果偏离100%，说明电流的分布不均衡，可能会导致设备损坏和电能浪费。
三、三相电源检测的方法1.电压和频率的检测：电压和频率可以通过电压表和频率表进行直接测量，也可以使用万用表等多功能电表测量。
在检测过程中，需要将测量仪器正确接入电源线路，并遵循相关安全操作规程。
2.功率因数的检测：功率因数的检测可通过功率因数表或功率因数仪进行。
通常，检测仪器会记录功率因数的实时值，并显示在仪表上。
3.电流平衡度的检测：电流平衡度的检测通常通过电流表进行。
将电流表连接到三相电源的输出端，测量不同相的电流值，并计算其差异。
通常，电流平衡度的容许范围是正负10%左右。
四、三相电源检测的重要性三相电源检测是确保电力系统正常运行的重要环节。
三相电源检测可以及时发现电压、频率、功率因数等参数的变化，有助于预防设备事故、降低能耗和提高生产效率。
三相电注平衡试验
三相电注平衡试验-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：三相电注平衡试验是一项重要的电力系统测试，用于验证三相电路中各相之间的电流、电压和功率是否平衡。
通过这项测试，可以检测电力系统中是否存在不平衡负载或故障，以及及时排除问题，确保电力系统的安全稳定运行。
本文将介绍三相电平衡试验的意义、原理和步骤，以及对实验结果进行分析和总结，最后展望未来在电力系统测试方面的发展和应用。
希望本文能够为读者提供全面的了解和指导，使其能够有效地进行三相电平衡试验，并从中受益。
文章结构部分的内容如下所示：1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分，依次介绍三相电平衡试验的意义、原理和步骤，最终进行结果分析和实验总结。
在引言部分，将对三相电平衡试验进行概述，介绍文章结构并阐明本文的目的。
在正文部分，将详细探讨三相电平衡试验的意义、原理和步骤，以帮助读者更好地理解试验的重要性和实施过程。
最后，在结论部分，将对试验结果进行分析，并总结试验所得的经验和教训，展望未来试验的发展方向。
通过以上结构，读者将全面了解三相电平衡试验的相关知识，为实验实施和结果分析提供指导。
1.3 目的:本文的目的是介绍三相电平衡试验的意义、原理和步骤，帮助读者了解并掌握这一重要实验方法。
通过本文的阐述，读者将能够深入了解三相电平衡试验在电力系统中的重要性以及如何进行有效的试验步骤，从而能够更好地应用于实际工程中，确保电力系统运行的稳定性和安全性。
同时，本文也旨在对三相电平衡试验的结果进行分析，总结实验经验，展望未来的发展方向。
通过本文的阐述，我们希望读者能够对三相电平衡试验有一个全面的了解，并能够应用于实际工程中，为电力系统的安全稳定运行提供有力的支持。
2.正文2.1 三相电平衡试验的意义三相电平衡试验是电力系统运行中的一项重要测试，其意义主要体现在以下几个方面：1. 确保电力系统安全稳定运行：三相电平衡试验可以检验电力系统中三相电压和电流是否平衡，一旦发现不平衡情况，可以及时采取措施进行调整，以确保电力系统的安全稳定运行。
如何辨别三相电缺相
如何辨别三相电缺相三相电缺相是指在三相电系统中出现了一相电源中断的情况，导致三相电电源的不平衡。
一般来说，三相电缺相会带来很多问题，如电机运行不平稳、电力设备损坏等。
因此，及时辨别和处理三相电缺相问题非常重要。
本文将介绍如何辨别三相电缺相问题。
辨别三相电缺相的方法有多种，可以从电路测量、观察设备运行情况和使用专业仪器等多个角度进行。
首先，可以通过电路测量的方法来辨别三相电缺相。
在三相电系统中，各相之间应该是较为平衡的，因此，一旦有一相电源中断，三相电系统的电压和电流会发生显著变化。
在辨别三相电缺相时，可以使用数字电压表和数字电流表进行测量。
首先，将电压表连接到三相电路的各相之间进行测量，观察各相之间的电压差异。
如果相电压明显低于其他相的电压，说明该相存在缺相问题。
此外，还可以通过测量三相电流来辨别三相电缺相。
在正常情况下，三相电流应该相等且相位差120度，如果相电流明显低于其他相的电流，也说明该相存在缺相问题。
其次，可以观察设备运行情况来辨别三相电缺相。
由于三相电缺相会导致电力系统的不平衡，从而影响设备的正常运行。
一般来说，电机是受三相电供电的主要设备，因此，可以通过观察电机的运行情况来判断是否存在三相电缺相。
在正常情况下，电机应该平稳运行，如果存在三相电缺相，电机的运行状态可能会发生不平稳、震动或噪音增加等现象。
此外，还可以观察其他设备的运行情况，如照明设备的亮度是否均匀、电力设备是否频繁故障等，也可以提供一些线索来辨别三相电缺相。
此外，还可以使用专业的仪器来辨别三相电缺相。
市场上有许多专门用于检测三相电缺相的仪器，如三相电缺相检测仪。
这些仪器通常具有自动检测、显示和报警等功能，可以较快地判断三相电缺相的情况。
不过，这些仪器一般较为昂贵，不适合普通用户使用。
综上所述，辨别三相电缺相的方法有多种，可以从电路测量、观察设备运行情况和使用专业仪器等多个角度进行。
对于一般用户来说，可以从电路测量和观察设备运行情况两个方面入手，通过对电路参数的测量和设备运行情况的观察来初步判断是否存在三相电缺相问题。
三相电源的相序可以用下面的方法进行测量
三相电源的相序可以用下面的方法进行测量:1)相序表相序表是由电压表、电阻、电容等构成，其电路如图8-24a所示。
接人三相电源后，电压表读数小于某一值时为正序(即被测电源相序与仪表标注相序相同)。
大于某一值时为逆序，如图8-24b所示。
2)氖灯相序检测器利用试电笔中的氖管作指示器与电阻、电容等元件组成检测器，电路如图8-25所示。
接人三相电源后，氖灯不亮为正序，说明电源相序与图中标注相序相同，氖灯亮为逆序。
测量电路电压的仪表叫电压表，也称伏特表。
电压表—般以伏(v)为单位，也有的以千伏(kV)或者毫伏(mV)做单位。
电压表的外观如图12—3所示。
图12—4为电压测量电路。
电能表主要由电磁铁(两块)、电压线圈、电流线圈、铝盘、计数器、制动磁铁组成。
电压线圈绕在—块电磁铁上，称为电压电磁铁，兆欧表俗称摇表，它是专供用来检测电气设备、供电线路的绝缘电阻的一种可携式仪表。
因为绝缘电阻的阻值比较大，如几兆欧或几十兆欧，在这个范围内万用表的刻度很不准确。
另外，万用表在测量电阻时所用的电源电压很低((9V以下)，在低电压下呈现的电阻值，并不能反映出在高电压作用下的绝缘电阻的真正数值。
因此.绝缘电阻需用备有高压电源(500--5000V)的兆欧表进行测量。
怎样使用钳形电流表?(一) >根据被测量及其大小的范围选择测量档位，如果测量电压，则应将选择开关打在“V”上;如果测量电流，则应先估算线路上的电流大小，然后将选择开关的指示指在相应的档位上。
如果不可估算，则应从最大值开始，然后再渐渐减小，直到示值正确。
(2)用手握住手柄，并按动手钳，将电流互感器的钳口张开。
( 3)将被测导线(指绝缘导线，如果是裸导线则应先在被测段包扎绝缘)放人钳口内，然后松开手钳，将钳口闭合，导线则正好穿人钳口。
(4)从表盘上读出数值，一般表盘上有两个刻度，一条为红色，即电压刻度标尺，一条为黑色，即电流刻度标尺。
读数时要结合转换开关的所指范围、并根据指针的指示读数。
本例介绍的三相交流电相序检测器,能检测三相交流电的相序是否正确,并在相序正确的前提下自动接通负载
本例介绍的三相交流电相序检测器，能检测三相交流电的相序是否正确，并在相序正确的前提下自动接通负载 (三相交流电动机等用电设备)的三相交流电源。
若三相交流电的相序不正确，则负载的工作电源不接通，从而达到了保护负载的目的。
电路目的：电路用于检测三相交流电的相序是否正确。
若相序正确，则电路输出信号驱动继电器吸合，接通用电设备的三相交流电源；否则，不接通电源以保护用电设备。
电路工作原理：该三相交流电相序检测器电路由相序检测电路、触发器和控制执行电路组成，如图所示。
相序检测电路由电阻器Rl-R5、稳压二极管VSl-VS3、电容器Cl和二极管VDl组成。
触发器电路由双D触发器集成电路IC和电阻器R5组成。
该电路主要由一片CD4013双D触发器构成。
三相交流电经降压、整流后变换为低压脉冲信号输入到本电路的A、B、C端，A、B两端信号经过电阻和稳压二极管限幅、整形后，分别作为两个D触发器的时钟信号，C端信号经微分电路变为尖脉冲作用于两触发器的复位端R。
若相位顺序正确，即以A、B、C的顺序出现正脉冲，如图2（a）所示，则Ａ的上升沿首先使Q1输出高电平，然后Q2在B的上升沿作用下变为高电平，最后C的上升沿在R端产生的尖脉冲使两个D触发器复位，Q1、Q2回到低电平，完成一次循环。
三相交流电是周期信号，Q2输出脉冲的频率与三相交流电频率相同，其电压的直流分量就是C2（22u F）电容上的电压。
该电压使三极管导通，继电器接通用电设备的三相电源。
若相序不对，则Q2输出保持低电平不变，三极管截止，保证了用电设备的三相交流电源不被接通。
各点波形如图2（C）所示。
（下面两图大同小异，只是其中一图多画了个接触器符号）(原文件名:ThreePhase1.gif)引用图片(原文件名:ThreePhase2.JPG)引用图片控制执行电路由晶体管Vl、V2、继电器K、二极管VD2、电阻器R6和电容器C2组成。
三相交流电压经降压、整流电路 (降压、整流电路末画出)处理后变换为低压脉冲信号，输入到该-相交流电相序检测器的A、B、C端。
三相交流电相序检测器电路图
三相交流电相序检测器电路图三相电相序是以某相电量的相位超前排列在前面，而电量的相位滞后的相排列在后面，三相之间互差120度电角度，第二相滞后第一相120度电角度，最后的一相滞后第一相240度电角度。
但是由于相差360度相当于同相位，因此最后的一相又相当于超前第一相120度电角度。
因此任意将两条电源线对调，则相序变反，电机反转。
若再对调两条电源线后再一次另外对调任意两条电源线则相序又变回原来的相序。
也就是说RST为正转相序的话，TRS和STR都与RST 一样为正转相序，另外的SRT、TSR和RTS三种都是反转相序。
三相交流电相序指示器的相序检测原理将相序指示器接至三相电源上，便可测出其相序，如下图：其中：两个灯泡相同，其电阻值是R。
则：可根据两个灯泡的亮度确定电源的相序（相序指示器）。
分析（正序）：B相灯泡电压：C相灯泡电压：三相电源相序的判定：若以接电容一相为A相，则B相电压比C相电压高。
B相灯较亮，C相较暗（正序）。
三相交流电相序检测器电路图在使用三相交流电动机时，需要知道所连接三相电源的相序，若相序不正确，则电动机的旋转方向将与所需的相反，从而导致安全事故。
本电路的功能为检测三相交流电源的相序，并在相序正确的前提下自动接通负载，若不正确则负载不工作。
一、电路工作原理电路原理如图所示。
三相交流电相序检测器电路图三相交流电经过降压、整流后分别接入A、B、C 三端，A、B 两端分别经过电阻器R1、R2和稳压二极管VS1、VS2 限幅、整形后送至IC 集成电路的2 个时钟脉冲信号端。
若相序正确（即A、B、C 三相顺序出现正脉冲），则IC 集成电路的1 脚和13 脚均输出高电平，使得VT1、VT2 导通，继电器K 线圈得电，K 的动合触点闭合，用电设备开始工作。
此时，C 端通过电阻器R3 和稳压管VS3 向IC 集成电路的复位端输出复位信号，1脚和13 脚输出低电平，由于电容器C2 上开始放电，使得三极管VT1、VT2 继续导通维持继电器继续得电，负载正常工作，完成三相交流电一个周期的变化。
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三相电源检测系统设计三相电源检测系统设计摘 要本设计采用AT89C51单片机实现三相电压与电流的检测。
该设计可检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C 线电流0～5A）。
本系统的变压器、放大器、A/D 转换和计算产生的综合误差满足5%的精度要求。
输出采用128×64 LCD 方式显示，单片机电源部分直接由AC220V 交流电经整流、滤波、稳压供电。
系统采用数字时钟芯片和8kB 的RAM 进行存储器的扩展。
关键词关键词：：三相交流电 AD 转换 变压器 LCD 显示 8KB RAM1.引言当前电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生严重畸变，电能质量受到严重的影响和威胁；同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为各方面关注的焦点，电能质量检测是当前的一个研究热点，有必要对三相电信号进行采样，便于进一步分析控制。
目前，精度要求不高的交流数字电压表大多采用平均值原理，只能测量不失真时的正弦信号有效值，因此受到波形失真的限制而影响测量精度和应用范围。
真有效值数字仪表可以测量在任何复杂波形而不必考虑波形种类和失真度的特点以及测量精确度高、频带范围宽、响应速度快的特点而得到广泛应用。
提高系统的测量精度、稳定性特性是设计中的关键。
真有效值的数字电压数字电压表和以往的仪表有所不同的是可以检测波形复杂的三相交流电压电流。
这些都是以单片机为基础的智能化仪表，同时充分表明单片机是一个应用于对象体系的智能化工具。
本设计用单片机进行三相电压与电流的硬件检测系统。
该系统检测三相交流电压（AC220V×3）及三相交流电流（A、B、C线电流0～5A）。
本系统的变压器、放大器、A/D转换和计算产生的综合精度满足5%要求。
输出显示采用128×64点阵的LCD，单片机电源由AC220V交流供电通过变压与整流稳压电路实现。
系统配有数字时钟芯片、8kB的RAM存储器扩展芯片。
2总体设计方案总体设计方案框架如图2-1所示，由交流信号处理部分、A/D转换电路、51单片机控制、数据存储器电路、LCD显示电路以及稳压电源电路组成。
图2-1总体系统原理图2.1 设计思路本设计分为直流稳压电源、三相交流电压电流表和存储器扩展模块。
其中，三相电压电流表部分，以AT89C51作为控制核心，待测信号通过电压电流互感电路、衰减运放电路，之后送入真有效值转换电路，转换成直流信号，经放大后使得满足输入A/D 转换需求，转换完成后单片机取走A/D 转换器的数值，再进行数据处理，处理后数据送给LCD 将其显示，具体流程如图2-2所示。
存储器扩展模块是用一片6264芯片扩展8K B 数据存储器。
图2-2系统流程图2.2 总体方案设计与论证对电力参数的采样方法一般主要有两种，即直流采样法和交流采样法。
直流采样法采样的是整流变换后的直流量，软件设计简单，计算方便，但测量精度受整流电路影响调整困难。
交流采样法则是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按一定算法进行数据处理，从而获得被测量，因而较之直流采样法更易获得高精度，高稳定测量结果。
下面我们选取三种方案来比较：方案一：对信号进行精密整流并积分，得到正弦电压的平均值，再进行ADC 采样，利用平均值和有效值之间的简单换算关系，计算出有效值并显示。
这里只用了简单的整流滤波电路和单片机就可以完成交流信号有效值的测量，但此方法对非正弦波的测量会引起较大的误差。
方案二：利用高速ADC 对信号调理过的电压（电流）信号进行采样，单片机采集一周期或几个周期内的数据存入存储器中并计算其均方根值，即可得到调理后的有效值：交流电压电流 电压电流互感 衰减运放电路真值有效值转换 放大及A/D 转换AT 89 C51 控制LCD 显示此方案具有抗干扰能力强、设计灵活、精度高等优点，但调试困难，高频时采样困难而且计算量大，增加了软件难度。
方案三：采用集成芯片R S M-DC真有效值变换器LTC1966。
LTC1966主要应用于便携测量仪表，精度高，频带宽，而且是具有灵敏度好测量速度快、测量面广、功耗低等特点。
采用LTC只需要将符合芯片要求幅值的测量信号加到它的输入端，不必考虑被测信号波形的参考失真，就可以得到它的有效值，即有效值的计算交给硬件去处理，大大简化了软件的复杂度，并且测试方便。
综上所述，根据题目要求和实际操作情况，就精度、带宽、功耗、输入信号电平、波峰因数和稳定时间、容易操作度等因素考虑，我们采用方案三。
2.3各分部分方案（1）直流稳压电源部分直流稳压电源部分一般由变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路组成。
整流滤波电路采用桥式整流滤波电路，稳压电路采用集成稳压芯片。
该设计简单准确性高，如图2-3所示。
图2-3 直流稳压电源模块（2）输入通道部分采用一定变比的互感器将较大的电压电流变成较小的电压电流值再经分压电阻进行再次的电压变换，之后送入下级的集成运放中进行衰减到合适的电压范围，目的是为了满足真有效值转换芯片输入端的条件。
如果真有效值转换器输出值较小则还需再加一级运放放大到0-5V以便输入到A/D转换器中。
（3）ADC转换部分ADC0809是CM OS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、参考电源5v时能分辨出19.6mv电压、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。
是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。
基于本设计需要六路电路转换，满足本设计的要求。
（4）显示部分采用点阵型LCD显示。
点阵型LCD虽然占用I/O口资源较多，控制页较复杂，但其功能却是强大的，信息量丰富且直观易懂。
而且液晶显示功耗低，体积小，质量轻。
3.硬件实现部分3.1电源电路根据题目电路设计要求，需要+5V、+15V和-15V直流供电，对电源的供电要求不高，故利用普通变压器设计电源对系统供电，电路图如图3-1所示。
变压器输入220V交流电压，输出7V和19V交流电压。
经过桥式整流输出脉动电压，7V 交流电压经过470uF的滤波电容得到平稳的直流电压。
此电压再经过三端稳压器7805稳压，输出稳定的+5V电压。
19V交流电压经过滤波电容可得平稳的直流电压，此电压再经过分别三端稳压器7815和7915稳压，输出稳定的+15V和-15V 电压。
其中稳压芯片输出后接470uF和0.1uF电容为了抑制共模干扰，使得直流电源更加稳定。
图3-1 稳压电压电源电路3.2电压电流互感电路电压互感器原理类似变压器，电流互感器的结构较为简单，由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组成。
其工作原理与变压器基本相同，一次绕组的匝数(N1)较少，直接串联于电源线路中，一次负荷电流通过一次绕组时，产生的交变磁通感应产生按比例减小的二次电流；二次绕组的匝数(N2)较多，与仪表、继电器、变送器等电流线圈的二次负荷串联形成闭合回路。
本设计电压互感器匝数比选择10:1；电流互感器匝数比选择1:10，电压互感器一次、二次电流大小与一次二次绕组匝数成正比，电流互感器一次、二次电流大小与一次二次绕组匝数成反比三相电源电压。
电压互感器和电流互感器接法如图3.2所示。
图3-2 电压电流互感电路3.3电压信号采样电路图3-3 电压采样电路由于三相的情况和一相的情况类似，这里只介绍采集一相的情况。
电压信号经互感器变换后经电阻分压，取的分压值传给后级，为了提高带负载能力同时使得前后级隔离，减小后面电路对互感电压电流的影响，以便减少误差，在互感器后面加了一级电压跟随器，此跟随器使用通用放大器741，由于真有效值转换芯片的输入限制，需要对信号进行必要的调理，考虑到变压器和分压比，调整反向比例运放衰减系数选择进行的10倍衰减，运放输出连接LTC1966真有效值转换芯片IN1端，输出的电压即为前级交流信号的有效值，因为输出为模拟数值幅值较小，还需加一级10倍的运算放大器，使得信号在0-5V的范围内，以便A/D 转换接收。
同时电源端都加了0.1uF电容为了防止高频干扰。
使芯片更稳定可靠工作，具体电路详见图3-3所示。
3.4衰减放大电路基于测量范围的考虑，真有效值直流转换器LTC1966最高输入电压为1V，所以需要将待测信号或进行衰减或进行放大。
如图3-4所示，这里把采样的4V 左右的电压衰减10倍到0.4V到真有效转换器。
图3-4 衰减放大电路3.5真有效转换电路LTC1966是一个R S M至DC转换器，它可接受单端或差动输入信号，并支持最大为4的峰值因数，共模输入范围为轨至轨幅度。
差动输入范围为1V PEAK，并提供绝无仅有的线性度。
具有高精确度0.1%增益准确度（范围50Hz至1KHz）、0.25%的整体误差（范围50Hz至1KHz），高线性度，0.02%线性度允许简便的系统调校。
真值有校值转换电路如图3-5所示。
图3-5 真值有效值转换电路3.6电流采样电路图3-6 电流采样电路电流采样原理和电压采样差不多，只是电流互感器过来的是电流值，需要进行电流电压变换才可输入给后面的运放电路进行处理，这里采用最为简单的方法即通过一个精密电阻将电流信号的变化转换成电压信号的变化，后面就和电压采样方法一样，进行衰减调理真有效值转换然后A/D转换，三相和一相硬件组成类似，故这里只介绍一相情况如图3-6所示。
3.7 数字时钟电路该设计中ADC0808 CL K上的时钟频率为500k Hz。
为得到此频率，AT89C52采用12M Hz的时钟频率，然后经过74L S74芯片4分频得到500k Hz，此时的转换速度为128us。
数字时钟电路如图3-7所示。
图3-7 数字时钟电路3.8 A/D转换部分ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。
其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。
一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。
本设计基于有六路电压采样，故用ADC08088个输入端口其中的6个分时复用。
将单片机的P0.0、P0.1和P0.2通过74L S373地址锁存器与ADC0808的ADDA、ADDB和ADDC相连接，分时选择ADC0808的采集通道IN0——IN5。
ADC0808的地址由P0口和P2口提供，即P0口作为地址/数据复用口，提供低8位地址；P2口提供高8位地址。
由于从可变电阻器上引出的电压是从IN0口输入ADC0808的，所以要求P0.0、P0.1和P0.2初始状态为低电平。