專(zhuān)利名稱(chēng):相序識(shí)別調(diào)整器的制作方法
本實(shí)用新型涉及三相交流電源相序的識(shí)別調(diào)整裝置。
一般來(lái)說(shuō)，三機(jī)電動(dòng)設(shè)備都有其規(guī)定的工作相序，如果電源相序接反，設(shè)備就不能正常運(yùn)行，操作會(huì)混亂，電氣保護(hù)線路失致，從而造成設(shè)備的損壞，甚至釀成危及人身安全的重大事故。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種三相交流電源相序的識(shí)別調(diào)整裝置，只要一次性調(diào)整好工作相序使其按預(yù)定相序工作，以后不論外接電源相序如何改變，而供給電動(dòng)設(shè)備的工作相序始終是正確的。
本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)輸入三相交流電源信號(hào)由取樣電路進(jìn)行取樣，得出一系列反映電源三相相序的脈沖信號(hào)，并經(jīng)微分電路對(duì)取樣脈沖進(jìn)行微分處理，區(qū)分出正負(fù)脈沖的上、下跳沿，輸入到邏輯組合電路中進(jìn)行組合，由觸發(fā)器完成鑒別相序功能，并輸出反映輸入相序正反的電平信號(hào)。
由上述識(shí)別相序正反電路產(chǎn)生的反映輸入正反相序的電平信號(hào)經(jīng)可由繼電器組成的相序調(diào)整電路進(jìn)行相序調(diào)整，使輸出相序始終是按預(yù)定相序輸出。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于與傳統(tǒng)的相移法相比較，具有判別精度高，可靠性好，還可具有多種繼電器保護(hù)功能，如相序指示，缺相保護(hù)，欠壓保護(hù)和超壓保護(hù)等，對(duì)電網(wǎng)的各種干擾具有極強(qiáng)的抗干擾性能。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)裝置作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是三相電源相序波形圖；圖2－1是本實(shí)用新型的方框圖說(shuō)明；圖2－2是本實(shí)用新型所述相序識(shí)別調(diào)整裝置的電路圖3是經(jīng)本實(shí)用新型所述的取樣電路后的取樣信號(hào)的波形圖；圖4是圖3所示的取樣信號(hào)經(jīng)反相器整形后的信號(hào)波形圖；圖5是如圖4的整形后的取樣脈沖經(jīng)微分電路后的波形圖；圖6是進(jìn)入邏輯組合觸發(fā)器的二相信號(hào)的波形圖；圖7是本實(shí)用新型所述相序識(shí)別調(diào)整裝置的相序繼電器調(diào)整電路的線路圖；圖8是本實(shí)用新型所述相序調(diào)整電路中與反相序接通繼電器相連的指示器的電路圖；圖9是本實(shí)用新型所述相序調(diào)整電路中與反相序接通繼電器相接的報(bào)警器的電路圖；圖10是本實(shí)用新型的所述相序調(diào)整電路中大功率情況下與正反相繼電器相連的接觸器的電路連接圖；圖11是現(xiàn)有技術(shù)電氣裝置中有限位開(kāi)關(guān)和聯(lián)鎖裝置的線路圖；圖12是在電氣裝置中有定位開(kāi)關(guān)情況下繼電器與接觸器的連接圖；參照附圖1，圖1是輸入三相電源的波形圖?，F(xiàn)假定三相電源的相序?yàn)锳、B、C。因?yàn)橄嘈駻、B、C有各種不同的組合，而且可用以下六種組合決定正、反相序的輸入全部情況。
現(xiàn)設(shè)定ABC、CAB、BCA為正相序的三種組合，而ACB、BAC、CBA為反相序的三種組合。
參見(jiàn)附圖2－1，圖2－1為本實(shí)用新型的實(shí)施方框圖。三相電源信號(hào)經(jīng)過(guò)取樣處理得出一系列的方波信號(hào)，經(jīng)微分處理電路后，得到一系列上下跳沿脈沖，這些脈沖信號(hào)輸入到邏輯組合電路中進(jìn)行識(shí)別，可輸出控制對(duì)應(yīng)于正反相序輸入的開(kāi)關(guān)調(diào)整電路，從而達(dá)到相序識(shí)別與調(diào)整目的。
參見(jiàn)附圖2，圖2是根據(jù)本實(shí)用新型所述的相序識(shí)別調(diào)整器的電路圖。三相交流電經(jīng)電阻R1R2，R3R4，R5R6分壓后，在A1，B1，C1端分別得到各相的取樣電壓，(見(jiàn)圖3)取樣電壓經(jīng)限幅放大整形后，得到如圖4所示的方波A2B2C2，現(xiàn)設(shè)波形自左向右為正相序，并假為邏輯“1”。自右向左方向?yàn)榉聪嘈颍⒍檫壿嫛?”。再設(shè)定各相方波的脈沖上跳沿為A2B2C2，脈沖的下跳沿為
A2，
B2，
C2。由此可列出表示電源相序正、反的邏輯表達(dá)式A2B2＋
A2C2＋B2C2＝1，
A2B2＋A2C2＋
B2C2＝0由于三相電源是連續(xù)的，上面的邏輯表達(dá)中，只要一組符合，其它兩組必然符合，故可簡(jiǎn)化為A2B2＝1，A2C2＝0從上面的邏輯式中可以看出，只要檢出A相的一個(gè)上跳脈沖，以及B、C相的下跳脈沖，然后進(jìn)行邏輯組合，就能實(shí)現(xiàn)鑒別正反相序的目的。
參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型所述的微分電路由電阻電容構(gòu)成。A相經(jīng)C11R7微分，且R7一端接地，從而在A3端取出A相上跳脈沖。
B相，C相分別經(jīng)C21R8，C31R9微分電路，且R8，R9一端接V＋，從而在B3C31端取出BC相的下跳脈沖。
上述微分電路的時(shí)間常數(shù)取τ＝0.7RC＜ (T)/10 (T＝20ms)這樣能保證微分脈沖較為尖銳，獲得優(yōu)良的抗干擾特性。微分后脈沖波形參見(jiàn)圖5。
取樣脈沖獲得后，需對(duì)它們進(jìn)行邏輯組合和鎖定，根據(jù)D型觸發(fā)器邏輯真值表，用CMOSD型觸發(fā)器可方便地完成這樣的邏輯功能。
D型觸發(fā)器邏輯真值表輸 入 輸 出tn時(shí)刻 tn＋1時(shí)刻
D Q
Q0 011 10如果將A相上跳脈沖信號(hào)A3作為D觸發(fā)信號(hào)CPA3，而將B、C相的下跳脈沖信號(hào)
B3、
C3經(jīng)反相后，分別作為D端的輸入信號(hào)，則可得到下列驅(qū)動(dòng)方程Q＝DB3·CPA3，Q＝DC3·CPA3為了保證觸發(fā)器能可靠地工作，必須保證在CP信號(hào)前沿到來(lái)前，D端已有穩(wěn)定的電平，因此，在選擇微分時(shí)間常數(shù)時(shí)要使τA＜τB，τB＝τC。
設(shè)取τA＝1／2τB，故保證了CPA3的位置在DB或者DC之間，見(jiàn)圖6所示的波形。這樣就保證了電路的可靠工作。
綜上所述，可以得出，當(dāng)電源為正相序接入時(shí)，第一觸發(fā)器Q1＝1，Q2＝0第二觸發(fā)器。反之，當(dāng)電源反相序接入時(shí)，第2觸發(fā)器Q2＝1，第1觸發(fā)器Q1＝0。這樣就實(shí)現(xiàn)了鑒別電源正、反相序的目的。
本實(shí)用新型所述的相序調(diào)整的繼電器電路由三極管和繼電器構(gòu)成。其工作原理是，第1，2觸發(fā)器Q1Q2端分別經(jīng)三極管T1、T2帶動(dòng)第1繼電器J1，第2繼電器J2，一次調(diào)整相序使J1繼電器動(dòng)作時(shí)，J2不動(dòng)作，其觸點(diǎn)提供給負(fù)載的相序?yàn)檎嘈?，以后在接入外施電源相序相反時(shí)，第1繼電器J1不動(dòng)作，而第2繼電器J2動(dòng)作。參見(jiàn)圖7可知，繼電器J1與J2是按相反相序聯(lián)接的，所以供給負(fù)載的相序仍為正相序。這樣實(shí)現(xiàn)了相序自動(dòng)調(diào)整的目的。當(dāng)然，相序繼電器本身直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載能力不可能做得很大，如果需要大功率三相電動(dòng)設(shè)備，則可用其控制外接接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
由上述相序識(shí)別電路分析可知，CPA3的位置在正常電壓時(shí)，在DB4或DC4脈沖信號(hào)的中間，這樣不僅保證了電路的可靠工作，而且當(dāng)外施電壓變?cè)跁r(shí)，CPA3將在DB4或DC4脈沖信號(hào)間左，右移動(dòng)，當(dāng)CPA3的前沿超越D端脈沖信號(hào)時(shí)，觸發(fā)器將會(huì)返回原狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了電源欠壓，超壓保護(hù)的功能，調(diào)整電路元件參數(shù)可以制成靈敏度及可靠性很高的電壓繼電器。
同樣地，如果A相電源缺相，電參照?qǐng)D2及其說(shuō)明可知，邏輯組合電路的二個(gè)D型觸發(fā)器無(wú)輸入觸發(fā)脈沖，則觸發(fā)器D1，D2維持原始狀態(tài)，沒(méi)有判別輸出，則晶體管T1，T2不工作，通過(guò)繼電器J1J1或其它調(diào)整電路切斷電源。如果B、C相缺相，，則D1D2觸發(fā)器輸入0信號(hào)，輸出也為0信號(hào)，因此T1T2晶體管不工作，從而切斷電源。
參見(jiàn)附圖8。附圖8示出了用于指示相序的指示電路示意圖。它用二只不同顏色的LED二極管串接在對(duì)應(yīng)于正反相序接通的繼電器J1與J2回路中。當(dāng)外加電源相序?yàn)檎_時(shí)，繼電器J1吸合接通，這樣，與繼電器J1相串聯(lián)的LED二極管導(dǎo)通，并有發(fā)光顯示，灰蘊(yùn)嶁巡作人員。同樣，若外接電源相序相反，由前述的相序識(shí)別電路可判別并使J2繼電器接通，這樣，與J2繼電器相串聯(lián)的顯示二極管LED電路接通，在調(diào)整相序的同時(shí)，指示相反的相序。
參見(jiàn)附圖9，它示出了用于當(dāng)相序相反時(shí)報(bào)警的報(bào)警電路。報(bào)警器321與繼電器J2相串聯(lián)，預(yù)先調(diào)整電動(dòng)設(shè)備的相序，假定J動(dòng)作時(shí)為正相序。這樣當(dāng)外施電源相序改變時(shí)，則J2動(dòng)作，同時(shí)報(bào)警器報(bào)警，以提示外接相序接反。
參見(jiàn)附圖10。上面已說(shuō)明對(duì)1KW以下的三相電動(dòng)設(shè)備直接用如圖2所示相序識(shí)別調(diào)整器作定相序電源的方案，現(xiàn)不再重變。圖10所示的為外接大功率接觸器以帶動(dòng)大功率負(fù)載的定相序供電線路，C1C2接觸器可根據(jù)負(fù)載的不同容易選擇，其工作原理如下一次調(diào)整好，當(dāng)外施電源為正相序時(shí)，接觸器C1動(dòng)作，根據(jù)如圖10所示的連接方式可知，當(dāng)外施電源為反相序，則接觸器C2動(dòng)作，從而供給負(fù)載的仍為正相序。
由于繼電器J1J2吸合情況已由D型觸發(fā)器根據(jù)外施電源的相序正、反確定，故當(dāng)按鍵Ag按下時(shí)，若外施電源為正相序，則繼電器J1必定吸合，接觸器C1吸合；若外施電源為反相序時(shí)，則繼電器J2必定吸合，接觸器C2吸合，這樣就實(shí)現(xiàn)了定相序供電的目的。
參見(jiàn)圖11，圖11示出了控制三相電機(jī)正反運(yùn)轉(zhuǎn)的電氣控制線路。圖8是X1設(shè)定為當(dāng)C1動(dòng)作電機(jī)正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)機(jī)械裝置作前進(jìn)方向的限位開(kāi)關(guān)；X2設(shè)定為C2動(dòng)作電機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)機(jī)械裝置作后退方向的限定開(kāi)關(guān)。上述控制線路并不能保證主電路供給電機(jī)的相序一定符合上述設(shè)定，當(dāng)輸入信號(hào)的相序發(fā)生變化時(shí)，接觸器C1動(dòng)作時(shí)電機(jī)將作反向旋轉(zhuǎn)，而接觸器C2動(dòng)作時(shí)電機(jī)將作正方向旋轉(zhuǎn)。這樣原按鈕Ag，AN的操作含義改變了，并且將使限位開(kāi)關(guān)X1X2失效，從而使線路失去原來(lái)的控制和保護(hù)功能。
參見(jiàn)附圖12，圖12為將本裝置接入原控制電路中的情況。其工作過(guò)程是這樣的；調(diào)整電源輸入端，使之當(dāng)接觸器C1動(dòng)作時(shí)，本裝置的繼電器J1動(dòng)作；電機(jī)作正方向旋轉(zhuǎn)；而當(dāng)接觸器C2動(dòng)作時(shí)，繼電器J2動(dòng)作，電機(jī)作反方向旋轉(zhuǎn)。以后，如果輸入電源相序反接了，由本裝置判斷得出繼電器J1不動(dòng)作，而繼電器J2動(dòng)作，這時(shí)按下AZ按鈕，由于接觸器C1C2在電路中已按反相序方式連接，因此，反相序的輸入，反相序運(yùn)行接觸器C2動(dòng)作，由“非非得真”邏輯原理可得，電機(jī)將作正方向旋轉(zhuǎn)，正方向的限定位器X1有效。同樣，當(dāng)按下按鈕AN時(shí)，能確保電機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)，X2限位器有效。由此可知，加入本裝置后，不僅按鈕形關(guān)AZ，AN不受相序變化而改變實(shí)際操作的動(dòng)作含義，而且確保了限位開(kāi)關(guān)X1，X2不受相序的變化而失效，使X1，X2限位器在任何相序情況下線路功能均有效。
以上結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)成作了分析，可以理解到，在上述對(duì)本實(shí)用新型描述中，邏輯“1”設(shè)定為正相序，而邏輯“0”設(shè)定為反相序，邏輯與相序的設(shè)定關(guān)系是人為假定的，如果相反的設(shè)定，則結(jié)果應(yīng)是一致的。
本裝置的直流電源Vcc和Vcc′可由交直流變壓器提供，其電壓分別為6V和6.5V。
權(quán)利要求
1.一種識(shí)別調(diào)整三相交流電源相序的裝置，其特征包括對(duì)三相交流電源取樣電路，對(duì)取樣結(jié)果進(jìn)行處理的微分電路，由觸發(fā)器或記憶電路構(gòu)成的相序邏輯組合電路以及二組分別對(duì)應(yīng)于正、反相序接通的繼電器和晶體管開(kāi)關(guān)裝置。
2.如權(quán)利要求
1所述的相序識(shí)別調(diào)整裝置，其特征在于所述的三相電源取樣電路是三組分別對(duì)應(yīng)于三相輸入的電阻分壓取樣電路。
3.如權(quán)利要求
1所述的相序識(shí)別調(diào)整裝置，其特征在于所述的微分電路器電阻電容微分電路構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求
1所述的相序識(shí)別調(diào)整裝置，其特征在于所述的相序邏輯組合電路是二個(gè)根據(jù)邏輯判別正反相序的D型觸發(fā)器。
5.如權(quán)利要求
1所述的相序識(shí)別調(diào)整裝置，其特征在于有二個(gè)分別對(duì)應(yīng)于正反相序接通的繼電器和晶體管開(kāi)關(guān)裝置相串聯(lián)在一起的用于指示所輸入的電源相序?yàn)檎嘈蚧蚍聪嘈虻闹甘酒鳌?br>6.如權(quán)利要求
1所述的相序識(shí)別調(diào)整裝置，其特征在于有一個(gè)與所述反相序接通的繼電器和晶體管開(kāi)關(guān)裝置相串聯(lián)的報(bào)警器，用于當(dāng)輸入三相電源為反相序時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
專(zhuān)利摘要
本實(shí)用新型是一種識(shí)別并調(diào)整三相交流電源正反相序的裝置。它把輸入三相交流電進(jìn)行取樣，處理并經(jīng)邏輯組合后進(jìn)行判別和調(diào)整，從而具有固定相序輸出，相序指示，相序報(bào)警等功能。具有判別精度高，可靠性好，對(duì)電網(wǎng)的各種干擾具有極強(qiáng)的抗干擾性，能適合惡劣的現(xiàn)場(chǎng)使用。
文檔編號(hào)G01R29/18GK87202917SQ87202917
公開(kāi)日1988年4月6日 申請(qǐng)日期1987年3月2日
發(fā)明者王國(guó)榮 申請(qǐng)人:王國(guó)榮導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan