一种三相移相调压电路

技术领域

本发明涉及调压领域，特别是涉及一种三相移相调压电路。

背景技术

三相调压电路（又称晶闸管电力调整电路、可控硅电力调整电路或简称电力调整电路）是一种可调的自耦变压器，可作为带动三相负载的无级平滑调节电压设备。现有的三相调压电路在调压时，无法识别相序。用电设备在正常运行中，一旦相序反相，运转方向也将发生改变，可能会造成用电设备故障，甚至人身伤害。除此之外，现有的三相调压电路在调压时只能进行独立调压，不能同步调节，其调节方式较为单一，不能满足实际应用的需求。因此，本发明发明人提出了一种三相移相调压电路来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种三相移相调压电路，可以对三相交流电进行相序检测并且可以多种方式调压。

基于此，本发明提供了一种三相移相调压电路，所述电路包括：

中央处理器以及分别与所述中央处理器相连的三相交流电鉴相器、三个调压器、三个电能表、显示器、调压旋钮、三相联动及单控旋钮，所述中央处理器与所述调压器之间分别设置有开关；

所述三相交流电鉴相器包括：第一采样单元、第二采样单元和第三采样单元，所述第一采样单元通过第一电信号处理电路与第一过零检测电路相连，所述第二采样单元通过第二电信号处理电路与第二过零检测电路相连，所述第三采样单元通过第三电信号处理电路与第三过零检测电路相连，所述第一过零检测电路、第二过零检测电路和第三过零检测电路均与所述中央处理器相连，所述中央处理器与预先存储有基波数据的存储器相连；

所述调压器包括模拟信号输入端、辅助信号输入端、AD转换器、三相触发模块、可控硅；所述模拟信号输入端和辅助信号输入端均经所述AD转换器与所述中央处理器输入端相连接，所述中央处理器输出端与所述三相触发模块输入端相连接，所述三相触发模块输出端与可控硅相连接。

其中，所述所述调压器包括第一相调压器、第二相调压器、第三相调压器，所述电能表包括第一相电能表、第二相电能表、第三相电能表，所述开关包括第一开关、第二开关、第三开关。

其中，所述第一相调压器的一端与所述第一开关连接，所述第一相调压器的另一端与所述第一相电能表的一端连接，所述第一相电能表的另一端与所述显示器连接，所述第二相调压器的一端与所述第二开关连接，所述第二相调压器的另一端与所述第二相电能表的一端连接，所述第二相电能表的另一端与所述显示器连接，所述第三相调压器的一端与所述第三开关连接，所述第三相调压器的另一端与所述第三相电能表的一端连接，所述第三相电能表的另一端与所述显示器连接，所述第一开关、第二开关、第三开关、第一相调压器、第二相调压器、第三相调压器、第一相电能表、第二相电能表、第三相电能表和显示器均与所述中央处理器连接。

其中，所述电能表用于测量所述调压器的输出电压、电流、有效功率。

其中，所述第一电信号处理电路包括依次相连的第一预处理电路和第一取波电路，所述的第一预处理电路与第一采样单元相连，所述的第一取波电路与第一过零检测电路相连。

其中，所述第一采样单元为微功耗高压取电电路且所述微功耗高压取电电路的输出端与第一电信号处理电路相连。

其中，所述微功耗高压取电电路包括感应取电电路、运算放大电路和输出电路。

采用本发明，首先，所述三相交流电鉴相器用于对所述三相交流电的相序进行检测，并将检测结果上传至所述中央处理器，所述中央处理器根据所述检测结果来控制所述开关的开启与否，当且仅当相序与预设相序一致时，所述开关开启，此时，所述调压器为移相调压器，所述模拟信号输入端及辅助信号输入端输入控制信号，经AD转换器转换为数字信号至中央处理器进行处理，当负载为阻性时，中央处理器自动对输入控制信号与移相角之间的功率关系进行非线性补偿，使得输出功率与输入信号成正比；再由中央处理器的输出端发送输出三相移相线性触发电压信号给三相触发模块，从而精准控制可控硅。在本发明中，选择三相联动旋钮能实现三相同步调压，切换至分相旋钮可进行三相独立调压，因此既能实现三相同步调压又能进行三相独立调压、调节方式较为灵活、能满足实际应用的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的三相移相调压电路的示意图；

图2是本发明实施例提供的三相交流电鉴相器的示意图；

图3是本发明实施例提供的调压器的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的三相移相调压电路的示意图，所述电路包括：

中央处理器106以及分别与所述中央处理器106相连的三相交流电鉴相器104、三个调压器101、三个电能表102、显示器103、调压旋钮107、三相联动及单控旋钮108，所述中央处理器106与所述调压器101之间分别设置有开关105；

图2是本发明实施例提供的三相交流电鉴相器的示意图，所述三相交流电鉴相器包括：第一采样单元201、第二采样单元和第三采样单元，所述第一采样单元通过第一电信号处理电路与第一过零检测电路204相连，所述第二采样单元通过第二电信号处理电路与第二过零检测电路相连，所述第三采样单元通过第三电信号处理电路与第三过零检测电路相连，所述第一过零检测电路、第二过零检测电路和第三过零检测电路均与所述中央处理器相连，所述中央处理器与预先存储有基波数据的存储器相连；

所述第一电信号处理电路包括依次相连的第一预处理电路202、第一取波电路203。所述第一预处理电路202与第一采样单元201相连，所述的第一取波电路203与第一过零检测电路204相连。

其中，所述第一采样单元201为微功耗高压取电电路且所述微功耗高压取电电路的输出端与第一电信号处理电路相连。所述微功耗高压取电电路包括感应取电电路、运算放大电路和输出电路。所述感应取电电路包括电流互感器CT、桥式整流器O1、电容C1、电容C2、二极管D1和电阻R1；所述的运算放大电路包括变压器T1、运算放大器U1、反相器U2、基准电压芯片U3、N沟道MOS管Q2、N沟道MOS管Q3、电阻R4、电阻R5、电阻R6，变压器T1的一端、电阻R4的一端连接二极管D1的阴极，变压器T1的另一端、基准电压芯片U3的一端连接运算放大器U1的负输入端，电阻R4的另一端、电阻R5的一端连接运算放大器U1的正输入端，电阻R5的另一端、电阻R6的一端连接N沟道MOS管Q2的漏极，运算放大器U1的输出端连接反相器U2的输入端，反相器U2的输出端、N沟道MOS管Q2的栅极连接N沟道MOS管Q3的栅极，N沟道MOS管Q3的漏极连接电阻R3的一端，N沟道MOS管Q3的源极、N沟道MOS管Q2的源极、电阻R6的另一端、基准电压芯片U3的另一端接地；所述的输出电路包括N沟道MOS管Q1、电阻R2、电阻R3和电容C3，所述的运算放大电路具有输入端、接地端和输出端，所述的电流互感器CT包括互感线圈及与互感线圈相连的两个交流输出端，桥式整流器O1具有两个交流输入端、一个直流输出端和接地端，电流互感器CT的两个交流输出端分别连接桥式整流器O1的两个交流输入端，电容C1的一端、二极管D1的阳极、N沟道MOS管Q1的漏极、电阻R2的一端分别连接桥式整流器O1的直流输出端，二极管D1的阴极、电容C2的一端、电阻R1的一端均连接运算放大电路的输入端，运算放大电路的输出端连接电阻R2的另一端、电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接N沟道MOS管Q1的栅极，N沟道MOS管Q1的源极连接电容C3的一端，电容C3的另一端、运算放大电路的接地端、电容C1的另一端、电容C2的另一端、电阻R1的另一端、桥式整流器O1的接地端接地。

若第一采样单元所采集的电信号处于正半周则中央处理器判断第一过零检测电路的输出值为1，若第一采样单元所采集的电信号处于负半周则中央处理器判断第一过零检测电路的输出值为0；若第二采样单元所采集的电信号处于正半周则中央处理器判断第二过零检测电路的输出值为，若第二采样单元所采集的电信号处于负半周则中央处理器判断第二过零检测电路的输出值为0；若第三采样单元所采集的电信号处于正半周则中央处理器判断第三过零检测电路的输出值为1，若第三采样单元所采集的电信号处于负半周则中央处理器判断第三过零检测电路的输出值为0；所述的中央处理器将第一过零检测电路、第二过零检测电路和第三过零检测电路的输出值分别按时序同步取值从而获得由三位代码组成的编码XYZ，该编码XYZ中的三位代码分别代表同一时刻第一过零检测电路输出值X、第二过零检测电路输出值Y和第三过零检测电路输出值Z，所述的中央处理器按时序取连续的三个编码，然后分别将各个编码中的X按时序排列并与存储器中的基波数据进行比对、各个编码中的Y按时序排列并与存储器中的基波数据进行比对、各个编码中的Z按时序排列并与存储器中的基波数据进行比对，若均能与基波数据吻合，则判断相序正确，否则相序错误。若连续的三个编码分别为110、101和011，则各个编码中的X按时序排列为110，Y按时序排列为101，Z按时序排列为011，则均能与基波数据吻合，判断为相序正确。若相序错误则中央处理器发出报警信号。显然，基于排列组合的方式，还能够确定基波数据为其他组合方式，连续的三个编码中，各个编码中的X按时序排列、Y按时序排列和Z按时序排列也可以为对应于基波数据的其他组合方式。在此不做赘述。本申请中的基波数据是指对应于相序正确的三相交流电的数据。

图3是本发明实施例提供的调压器的示意图，所述调压器包括模拟信号输入端301、辅助信号输入端306、AD转换器302、三相触发模块304、可控硅305；所述模拟信号输入端301和辅助信号输入端306均经所述AD转换器302与所述中央处理器303输入端相连接，所述中央处理器303输出端与所述三相触发模块304输入端相连接，所述三相触发模块304输出端与可控硅305相连接。

其中，所述第一相调压器的一端与所述第一开关连接，所述第一相调压器的另一端与所述第一相电能表的一端连接，所述第一相电能表的另一端与所述显示器连接，所述第二相调压器的一端与所述第二开关连接，所述第二相调压器的另一端与所述第二相电能表的一端连接，所述第二相电能表的另一端与所述显示器连接，所述第三相调压器的一端与所述第三开关连接，所述第三相调压器的另一端与所述第三相电能表的一端连接，所述第三相电能表的另一端与所述显示器连接，所述第一开关、第二开关、第三开关、第一相调压器、第二相调压器、第三相调压器、第一相电能表、第二相电能表、第三相电能表和显示器均与所述中央处理器连接。

所述模拟信号输入端及辅助信号输入端输入控制信号，经AD转换器转换为数字信号至中央处理器进行处理，当负载为阻性时，中央处理器自动对输入控制信号与移相角之间的功率关系进行非线性补偿，使得输出功率与输入信号成正比；再由中央处理器的输出端发送输出三相移相线性触发电压信号给三相触发模块，从而精准控制可控硅。

所述模拟信号输入端及辅助信号输入端输入的控制信号可以是0-20mA（0-5V）/4-20mA（1-5V）信号兼容输入；而当为更好地适应硅钼棒、石墨、钨丝等有变压器的感性负载时，辅助信号输入端则作为软启动/软停止功能输入端口，以降低对负载的冲击，辅助信号输入端用于调整软启动/软停止时间。

其中，所述所述调压器包括第一相调压器、第二相调压器、第三相调压器，所述电能表包括第一相电能表、第二相电能表、第三相电能表，所述开关包括第一开关、第二开关、第三开关。

其中，所述电能表用于测量所述调压器的输出电压、电流、有效功率并在所述显示器显示。

采用本发明，首先，所述三相交流电鉴相器用于对所述三相交流电的相序进行检测，并将检测结果上传至所述中央处理器，所述中央处理器根据所述检测结果来控制所述开关的开启与否，当且仅当相序与预设相序一致时，所述开关开启，此时，所述调压器为移相调压器，所述模拟信号输入端及辅助信号输入端输入控制信号，经AD转换器转换为数字信号至中央处理器进行处理，当负载为阻性时，中央处理器自动对输入控制信号与移相角之间的功率关系进行非线性补偿，使得输出功率与输入信号成正比；再由中央处理器的输出端发送输出三相移相线性触发电压信号给三相触发模块，从而精准控制可控硅。在本发明中，选择三相联动旋钮能实现三相同步调压，切换至分相旋钮可进行三相独立调压，因此既能实现三相同步调压又能进行三相独立调压、调节方式较为灵活、能满足实际应用的需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。