專利名稱:相序識別調整器的制作方法
本實用新型涉及三相交流電源相序的識別調整裝置。
一般來說，三機電動設備都有其規(guī)定的工作相序，如果電源相序接反，設備就不能正常運行，操作會混亂，電氣保護線路失致，從而造成設備的損壞，甚至釀成危及人身安全的重大事故。
本實用新型的目的在于提供一種三相交流電源相序的識別調整裝置，只要一次性調整好工作相序使其按預定相序工作，以后不論外接電源相序如何改變，而供給電動設備的工作相序始終是正確的。
本實用新型通過對輸入三相交流電源信號由取樣電路進行取樣，得出一系列反映電源三相相序的脈沖信號，并經微分電路對取樣脈沖進行微分處理，區(qū)分出正負脈沖的上、下跳沿，輸入到邏輯組合電路中進行組合，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。
由上述識別相序正反電路產生的反映輸入正反相序的電平信號經可由繼電器組成的相序調整電路進行相序調整，使輸出相序始終是按預定相序輸出。
本實用新型的優(yōu)點在于與傳統的相移法相比較，具有判別精度高，可靠性好，還可具有多種繼電器保護功能，如相序指示，缺相保護，欠壓保護和超壓保護等，對電網的各種干擾具有極強的抗干擾性能。
下面結合附圖，對本實用新型的結構裝置作進一步說明。
圖1是三相電源相序波形圖；圖2－1是本實用新型的方框圖說明；圖2－2是本實用新型所述相序識別調整裝置的電路圖3是經本實用新型所述的取樣電路后的取樣信號的波形圖；圖4是圖3所示的取樣信號經反相器整形后的信號波形圖；圖5是如圖4的整形后的取樣脈沖經微分電路后的波形圖；圖6是進入邏輯組合觸發(fā)器的二相信號的波形圖；圖7是本實用新型所述相序識別調整裝置的相序繼電器調整電路的線路圖；圖8是本實用新型所述相序調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是本實用新型所述相序調整電路中與反相序接通繼電器相接的報警器的電路圖；圖10是本實用新型的所述相序調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是現有技術電氣裝置中有限位開關和聯鎖裝置的線路圖；圖12是在電氣裝置中有定位開關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。現假定三相電源的相序為A、B、C。因為相序A、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。
現設定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。
參見附圖2－1，圖2－1為本實用新型的實施方框圖。三相電源信號經過取樣處理得出一系列的方波信號，經微分處理電路后，得到一系列上下跳沿脈沖，這些脈沖信號輸入到邏輯組合電路中進行識別，可輸出控制對應于正反相序輸入的開關調整電路，從而達到相序識別與調整目的。
參見附圖2，圖2是根據本實用新型所述的相序識別調整器的電路圖。三相交流電經電阻R1R2，R3R4，R5R6分壓后，在A1，B1，C1端分別得到各相的取樣電壓，(見圖3)取樣電壓經限幅放大整形后，得到如圖4所示的方波A2B2C2，現設波形自左向右為正相序，并假為邏輯“1”。自右向左方向為反相序，并定為邏輯“0”。再設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，上面的邏輯表達中，只要一組符合，其它兩組必然符合，故可簡化為A2B2＝1，A2C2＝0從上面的邏輯式中可以看出，只要檢出A相的一個上跳脈沖，以及B、C相的下跳脈沖，然后進行邏輯組合，就能實現鑒別正反相序的目的。
參見圖2，本實用新型所述的微分電路由電阻電容構成。A相經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。
上述微分電路的時間常數取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圖5。
取樣脈沖獲得后，需對它們進行邏輯組合和鎖定，根據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時刻 tn＋1時刻
D Q
Q0 011 10如果將A相上跳脈沖信號A3作為D觸發(fā)信號CPA3，而將B、C相的下跳脈沖信號
B3、
C3經反相后，分別作為D端的輸入信號，則可得到下列驅動方程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信號前沿到來前，D端已有穩(wěn)定的電平，因此，在選擇微分時間常數時要使τA＜τB，τB＝τC。
設取τA＝1／2τB，故保證了CPA3的位置在DB或者DC之間，見圖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，當電源為正相序接入時，第一觸發(fā)器Q1＝1，Q2＝0第二觸發(fā)器。反之，當電源反相序接入時，第2觸發(fā)器Q2＝1，第1觸發(fā)器Q1＝0。這樣就實現了鑒別電源正、反相序的目的。
本實用新型所述的相序調整的繼電器電路由三極管和繼電器構成。其工作原理是，第1，2觸發(fā)器Q1Q2端分別經三極管T1、T2帶動第1繼電器J1，第2繼電器J2，一次調整相序使J1繼電器動作時，J2不動作，其觸點提供給負載的相序為正相序，以后在接入外施電源相序相反時，第1繼電器J1不動作，而第2繼電器J2動作。參見圖7可知，繼電器J1與J2是按相反相序聯接的，所以供給負載的相序仍為正相序。這樣實現了相序自動調整的目的。當然，相序繼電器本身直接驅動負載能力不可能做得很大，如果需要大功率三相電動設備，則可用其控制外接接觸器來實現。
由上述相序識別電路分析可知，CPA3的位置在正常電壓時，在DB4或DC4脈沖信號的中間，這樣不僅保證了電路的可靠工作，而且當外施電壓變在時，CPA3將在DB4或DC4脈沖信號間左，右移動，當CPA3的前沿超越D端脈沖信號時，觸發(fā)器將會返回原狀態(tài)，從而實現了電源欠壓，超壓保護的功能，調整電路元件參數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，電參照圖2及其說明可知，邏輯組合電路的二個D型觸發(fā)器無輸入觸發(fā)脈沖，則觸發(fā)器D1，D2維持原始狀態(tài)，沒有判別輸出，則晶體管T1，T2不工作，通過繼電器J1J1或其它調整電路切斷電源。如果B、C相缺相，，則D1D2觸發(fā)器輸入0信號，輸出也為0信號，因此T1T2晶體管不工作，從而切斷電源。
參見附圖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二極管串接在對應于正反相序接通的繼電器J1與J2回路中。當外加電源相序為正確時，繼電器J1吸合接通，這樣，與繼電器J1相串聯的LED二極管導通，并有發(fā)光顯示，灰蘊嶁巡作人員。同樣，若外接電源相序相反，由前述的相序識別電路可判別并使J2繼電器接通，這樣，與J2繼電器相串聯的顯示二極管LED電路接通，在調整相序的同時，指示相反的相序。
參見附圖9，它示出了用于當相序相反時報警的報警電路。報警器321與繼電器J2相串聯，預先調整電動設備的相序，假定J動作時為正相序。這樣當外施電源相序改變時，則J2動作，同時報警器報警，以提示外接相序接反。
參見附圖10。上面已說明對1KW以下的三相電動設備直接用如圖2所示相序識別調整器作定相序電源的方案，現不再重變。圖10所示的為外接大功率接觸器以帶動大功率負載的定相序供電線路，C1C2接觸器可根據負載的不同容易選擇，其工作原理如下一次調整好，當外施電源為正相序時，接觸器C1動作，根據如圖10所示的連接方式可知，當外施電源為反相序，則接觸器C2動作，從而供給負載的仍為正相序。
由于繼電器J1J2吸合情況已由D型觸發(fā)器根據外施電源的相序正、反確定，故當按鍵Ag按下時，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，則繼電器J2必定吸合，接觸器C2吸合，這樣就實現了定相序供電的目的。
參見圖11，圖11示出了控制三相電機正反運轉的電氣控制線路。圖8是X1設定為當C1動作電機正方向旋轉時帶動機械裝置作前進方向的限位開關；X2設定為C2動作電機反方向旋轉時帶動機械裝置作后退方向的限定開關。上述控制線路并不能保證主電路供給電機的相序一定符合上述設定，當輸入信號的相序發(fā)生變化時，接觸器C1動作時電機將作反向旋轉，而接觸器C2動作時電機將作正方向旋轉。這樣原按鈕Ag，AN的操作含義改變了，并且將使限位開關X1X2失效，從而使線路失去原來的控制和保護功能。
參見附圖12，圖12為將本裝置接入原控制電路中的情況。其工作過程是這樣的；調整電源輸入端，使之當接觸器C1動作時，本裝置的繼電器J1動作；電機作正方向旋轉；而當接觸器C2動作時，繼電器J2動作，電機作反方向旋轉。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不動作，而繼電器J2動作，這時按下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，反相序運行接觸器C2動作，由“非非得真”邏輯原理可得，電機將作正方向旋轉，正方向的限定位器X1有效。同樣，當按下按鈕AN時，能確保電機反方向旋轉，X2限位器有效。由此可知，加入本裝置后，不僅按鈕形關AZ，AN不受相序變化而改變實際操作的動作含義，而且確保了限位開關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。
以上結合附圖，對本實用新型的構成作了分析，可以理解到，在上述對本實用新型描述中，邏輯“1”設定為正相序，而邏輯“0”設定為反相序，邏輯與相序的設定關系是人為假定的，如果相反的設定，則結果應是一致的。
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。
權利要求
1.一種識別調整三相交流電源相序的裝置，其特征包括對三相交流電源取樣電路，對取樣結果進行處理的微分電路，由觸發(fā)器或記憶電路構成的相序邏輯組合電路以及二組分別對應于正、反相序接通的繼電器和晶體管開關裝置。
2.如權利要求
1所述的相序識別調整裝置，其特征在于所述的三相電源取樣電路是三組分別對應于三相輸入的電阻分壓取樣電路。
3.如權利要求
1所述的相序識別調整裝置，其特征在于所述的微分電路器電阻電容微分電路構成。
4.如權利要求
1所述的相序識別調整裝置，其特征在于所述的相序邏輯組合電路是二個根據邏輯判別正反相序的D型觸發(fā)器。
5.如權利要求
1所述的相序識別調整裝置，其特征在于有二個分別對應于正反相序接通的繼電器和晶體管開關裝置相串聯在一起的用于指示所輸入的電源相序為正相序或反相序的指示器。
6.如權利要求
1所述的相序識別調整裝置，其特征在于有一個與所述反相序接通的繼電器和晶體管開關裝置相串聯的報警器，用于當輸入三相電源為反相序時進行報警。
專利摘要
本實用新型是一種識別并調整三相交流電源正反相序的裝置。它把輸入三相交流電進行取樣，處理并經邏輯組合后進行判別和調整，從而具有固定相序輸出，相序指示，相序報警等功能。具有判別精度高，可靠性好，對電網的各種干擾具有極強的抗干擾性，能適合惡劣的現場使用。
文檔編號G01R29/18GK87202917SQ87202917
公開日1988年4月6日 申請日期1987年3月2日
發(fā)明者王國榮 申請人:王國榮導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan