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三相缺相检测电路的原理分析

对于使用三相交流电的电气设备,最基本的可靠性保护功能之一是三相输入缺相检测功能。当三相输入中的任何一相电压缺相时,电路模块输出缺相报警信号。通过处理报警信号,确保电气设备的安全保护。

一、工作原理

1.电路原理图

原理图如图1所示:

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2、工作原理

其工作原理如下:

当三相输入电压正常时,三相输入相电压波形如图2所示。为便于分析,电源周期分为6等份,如图2所示T1、T2、T3、T4、T5、T6.三相电源之间的关系如表1所示:

在区间T1内,UA》UC》UB ,A相电压最大,B因此,图1中的相电压最小,

光藕D1和二极管VD此时,控制信号UC当时间从低电平T1进入T2区间时,UA》UB》UC ,A相电压最大,C因此,图1中的相电压最小,

光藕D1和二极管VD4导通,控制信号UC为低电平,等等T3、T4、T5、T6点,控制信号UC所有这些都是低电平,所以在一个电源周期中,控制信号UC也就是说,当三相输入电压正常(不缺相)时,控制信号UC一直是低电平,导致缺相报警信号PHFL为低电平,表示输入正常。

三相输入电压缺相时,检测电路波形图如图3所示,

由于缺C相,线电压只有UAB一相,当UAB过零点附近,光藕D1不导通,

另外两个光莲藕没有引通,此时控制信号UC为高电平,从而使缺相告警信号PHFL高电平表示输入缺相,发送ECU处理。

3.电路设计说明

(1) 控制信号CV的计算 图1中各点电压说明如下:

VA:光藕输出;VB:电压比较器LM339第4脚输入;VC:三极管VT1基极控制信号;VR:所有比较器的比较电压基准。

光藕TLP621GR电流传输比CTR取最小值,即CTRMIN=100%。 电压基准VR为:

(2)充放电电路分析计算

充放电电路由电阻引起R9、R10、VT2、C10、C11组成。当控制信号CV三极管是高电平时的VT1、VT2导通, 15V电源通过电阻R9、R10给电容C10、C当信号被控制时CV三极管通常用于低电VT1、VT2截止,电容C10、C11通过电阻R9放电,显然,BV事实上,只要直流电压迭加脉动信号,BV的波不小于10.5V,则电压比较器LM339的第二脚输出一直是低电平,缺相报警信号PHFL为高电平,表示三相输入缺相。波形见图4

二、实验结果

这个实验是在ZXD5000 100A(V2.0)开关整流器上进行的,缺相工作和正常工作时的测试波形如图5、图6所示:

图5 三相缺C相时检测电路实测波形图

图6 正常工作时检测电路实测波形图

三、结论

该电路实现了三相交流输入电压缺相检测功能。当三相输入中的任何一相电压缺相时,电路模块输出缺相报警信号。测试结果与理论分析一致。

标签: 480v三相电容

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