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三相电源自然换相点检测方法的研究.pdf
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三相电源自然换相点检测方法的研究
引言 在使用三相交流电时,往往要利用三相交流电的自然换相点作为控
制的参考点,所以需要对三相交流电的自然换相点进行检测,以保证用电设备
的安全可靠运行,同时对三相交流电的频率、相序、缺相情况进行实时监测,
并且在三相电源出现异常时,进行相应的告警并做出保护措施。
换相点检测工作原理 三相电源在自然换相点处,两相电压相等,并且是电
压反相的起始点,该设计正是利用这一特点实现对自然换相点的检测,如图 1
所示。在一个周期内,u1 和 u2 存在两个交点,即 a,b 两点。a 点是 u2u1 的起
始点,b 点是 u1u2 的起始点,该设计对 a 点进行检测,通过电路变换,在每一
个周期的 a 时刻产生相应的脉冲信号,并将该信号送至单片机的外部中断,单
片机对中断进行处理和判断,从而检测到自然换相点,同时通过软件对三相电
源的频率、相序以及是否缺相作出判断[4]。
硬件电路设计 三相电源自然换相点的检测有很多方法,大多数是采用模拟
电路,通过比较器对相与相之间的电压进行比较,但是这种方法的精度不高[5],
会直接影响输出电压控制的精度;另外也有通过数字电路实现的,但是大多数
电路存在器件较多,电路复杂,并占用较多单片机资源的缺点。 传统的检测
电路设计:图 2 是一种传统的数字型自然换相点检测电路的原理图,其中占用
了 7 个 I/O 口,并且还需要 ADC、数值寄存器和脉冲逻辑组合电路。电路相当
复杂,在程序设计上也需要进行设计以后才能对自然换相点作出判断。另外这
种方法还存在换相点丢失的情况,丢失的概率会随采样频率的降低而增大,极
大降低了控制的可靠性。
tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。仅供参阅!
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春哥111
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