CN104034963A - 交流电相位检测系统 - Google Patents

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Abstract

一种交流电相位检测系统，包括一用于连接三相交流电的一第一输出端的第一运算电路、一用于连接三相交流电的一第二输出端的第二运算电路及一反相输出模块，第一运算电路连接第二运算电路，第一输出端及第二输出端分别用于输出一第一交流电压信号和第二交流电压信号，第一运算电路用于将第一交流电压信号积分运算得到一第三交流电压信号，第二运算电路用于将第三交流电压信号及第二交流电压信号转变为一运算值，反相输出模块用于将所述运算值进行反向运算而得到一相位值，相位值为第一交流电压信号与第二交流电压信号之间的相位差值。

Description

交流电相位检测系统
技术领域
本发明涉及一种检测系统，特别是一种用于检测三相交流电的交流电相位系统。
背景技术
三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。目前的电力系统所采用的供电方式，绝大多数是属于三相制电路，三相交流电有很多优越性，比如其结构简单，价格便宜，性能好。然而，三相交流电在使用中存在一些问题，例如当三相交流电的相位接错时会导致逆相，相位电压不平衡，致使电源供电器无法工作，并可能导致产品及设备损坏，降低产品及设备的寿命。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可避免因相位接错导致损坏产品及设备的交流电相位检测系统。
一种交流电相位检测系统，用于检测三相交流电的相位，所述交流电相位检测系统包括一用于连接三相交流电的一第一输出端的第一运算电路及一用于连接三相交流电的一第二输出端的第二运算电路，所述第一运算电路连接所述第二运算电路，所述第一输出端用于输出一第一交流电压信号，所述第二输出端用于输出一第二交流电压信号，所述交流电相位检测系统还包括一与所述第二运算电路连接的反相输出模块，所述第一运算电路用于将第一交流电压信号进行积分运算而得到一第三交流电压信号，所述第二运算电路用于将第三交流电压信号及第二交流电压信号进行乘法运算而得到一运算值，所述反相输出模块用于将所述运算值进行反向运算而得到一相位值，所述相位值为所述第一交流电压信号与所述第二交流电压信号之间的相位差值。
一实施例中，所述第一运算电路包括一运算放大器，所述第二运算电路包括一芯片，所述反相输出模块包括一反相器，第一交流电压信号通过两个电阻分别接所述运算放大器的正向输入端和方向输入端，所述运算放大器的输出端接所述芯片的一第一输入引脚，第二交流电压信号接所述芯片的一第二输入引脚，所述芯片的一输出端接所述反相器的正向输入端，所述反相器的反向输入端接所述反相器的输出端。
一实施例中，所述运算放大器的正向输入端通过一电容接地。
一实施例中，所述运算放大器的反向输入端通过一电阻接所述运算放大器的输出端。
一实施例中，所述芯片的一输出端通过一电阻接所述反相器的正向输入端。
一实施例中，所述反相器的正向输入端通过一电容接地。
一实施例中，所述运算放大器接还包括两个引脚，所述两个引脚分别接一电容的两端。
一实施例中，所述运算放大器的型号为AD301A。
一实施例中，所述芯片的型号为AD532SH。
一实施例中，所述反相器的型号为AD741。
与现有技术相比，所述交流电相位检测系统，第一交流电压信号通过所述第一运算电路积分运算得到一第三交流电压信号，第三交流电压信号及第二交流电压信号通过所述第二运算电路乘法运算得到一运算值，所述运算值通过所述反相输出模块进行反向运算而得到一相位值，所述相位值为所述第一交流电压信号与所述第二交流电压信号之间的相位差值，通过所述相位值可判断出相位是否接错，可快速直观地对相位进行检测避免因相位接错而导致损坏产品及设备。
附图说明
图1是本发明交流电相位检测系统的一较佳实施方式的原理图。
图2是本发明交流电相位检测系统的一较佳实施方式的电路连接图。
主要元件符号说明
第一交流电压信号 S1
第二交流电压信号 S2
第一运算电路 10
运算放大器 11
第二运算电路 20
芯片 21
第一输入引脚 22
第一接地引脚 23
第二输入引脚 24
第二接地引脚 25
反相输出模块 30
反相器 31
电阻 R1~R4
电容 C1~C3
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明一种交流电相位检测系统的一较佳实施方式包括一用于连接三相交流电的一第一输出端的第一运算电路10及一用于连接三相交流电的一第二输出端的第二运算电路20，所述第一运算电路10连接所述第二运算电路20，所述第一输出端用于输出一第一交流电压信号S1，所述第二输出端用于输出一第二交流电压信号S2,所述交流电相位检测系统还设有一与所述第二运算电路20连接的反相输出模块30。
请参阅图2，所述第一运算电路10包括一电阻R1、一电阻R2、一电阻R3、一电容C1、一电容C2及一运算放大器11。第一交流电压信号S1通过电阻R1接所述运算放大器11的反向输入端，同时第一交流电压信号S1通过电阻R2接所述运算放大器11的正向输入端，所述运算放大器11的正向输入端通过电容C1接地，所述运算放大器11接电容C2，所述运算放大器11的反向输入端通过电阻R3接所述运算放大器11的输出端。在一实施例中，电阻R1、R2、R3均为10 KΩ，电容C1为0.015uF，电容C2为10uF。在一实施例中，所述运算放大器11的型号为AD301A。
所述第二运算电路20包括一芯片21，所述芯片21包括一第一输入引脚22、一第一接地引脚23、一第二输入引脚24及一第二接地引脚25。所述运算放大器11的输出端接所述芯片21的第一输入引脚22，所述第一接地引脚23接地，第二交流电压信号S2接所述第二输入引脚24，所述第二接地引脚25接地。在一实施例中，所述芯片21的型号为AD532SH。
所述反相输出模块30包括一与所述第二运算电路20连接的电阻R4、一电容C3及一反相器31。所述芯片21的输出端通过一电阻R4接所述反相器31的正向输入端，同时所述反相器31的正向输入端通过电容C3接地，所述反相器31的反向输入端接所述反相器31的输出端。在一实施例中，所述反相器31为AD741，电阻R4=100KΩ，电容C3=1uF。
请参阅图1及图2，电源检测系统，其工作原理为：当接通三相交流电时，所述电源检测系统处于工作状态，所述第一运算电路10接收所述第一交流电压信号S1，所述第一交流电压信号S1为一正弦信号U*sinωt，通过所述第一运算电路10，所述第一交流电压信号S1从U*sinωt转变为一输出信号源-U*cosωt并从所述运算放大器11的输出端输出至所述第二运算电路20的芯片21的第一输入引脚22，所述第二交流电压信号S2为一与所述第一交流电压信号S1幅值相同而具有相位差值为φ的同频率正弦信号Usin(ωt-φ)，Usin(ωt-φ)输送至所述第二运算电路20的芯片21的第二输入引脚24，通过所述第二运算电路20的乘法运算得到一输出信号源-U*U5*sinφ/20，-U*U5*sinφ/20作为所述反相输出模块30的一输入信号源，通过所述反相输出模块30的反相器31，-U*U5*sinφ/20转换为U*U5*sinφ/20，通过转换得到一相位值φ从所述反相器31的输出端输出，所述反相器31的输出端连接一用于显示φ的显示装置（图未示），例如，七段显示管、显示屏等，相位值φ为三相交流电的两相邻的相位差。当检测到的φ值为120°时表明相位连接正确，电源正常供电；否则，表明检测到的相位连接错误，则重新连接相位，直到相位连接正确。在一实施例中，U5为基准电源电压，其大小为1.5V。
在一实施例中，所述第一交流电压信号U*sinωt通过所述第一运算电路10输出-U*cosωt，-U*cosωt与所述第二交流电压信号Usin(ωt-φ)通过所述第二运算电路20得到一输出信号源-U*U5*sinφ/20，-U*U5*sinφ/20通过所述反相器31并通过转换得到一输出相位值φ，即得到三相交流电的两相之间的相位差φ，通过φ值可判断出相位是否接错，可有效避免因相位接错而导致损坏产品及设备，减少经济损失，设计电路简单，成本低，使用方便。
对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。

Claims (10)

1.一种交流电相位检测系统，用于检测三相交流电的相位，其特征在于：所述交流电相位检测系统包括一用于连接三相交流电的一第一输出端的第一运算电路、一用于连接三相交流电的一第二输出端的第二运算电路、及一与所述第二运算电路连接的反相输出模块，所述第一运算电路连接所述第二运算电路，所述第一输出端用于输出一第一交流电压信号，所述第二输出端用于输出一第二交流电压信号，所述第一运算电路用于将第一交流电压信号进行积分运算而得到一第三交流电压信号，所述第二运算电路用于将第三交流电压信号及第二交流电压信号进行乘法运算而得到一运算值，所述反相输出模块用于将所述运算值进行反向运算而得到一相位值，所述相位值为所述第一交流电压信号与所述第二交流电压信号之间的相位差值。
2.如权利要求1所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述第一运算电路包括一运算放大器，所述第二运算电路包括一芯片，所述反相输出模块包括一反相器，第一交流电压信号通过两个电阻分别接所述运算放大器的正向输入端和方向输入端，所述运算放大器的输出端接所述芯片的一第一输入引脚，第二交流电压信号接所述芯片的一第二输入引脚，所述芯片的一输出端接所述反相器的正向输入端，所述反相器的反向输入端接所述反相器的输出端。
3.如权利要求2所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述运算放大器的正向输入端通过一电容接地。
4.如权利要求2所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述运算放大器的反向输入端通过一电阻接所述运算放大器的输出端。
5.如权利要求2所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述芯片的一输出端通过一电阻接所述反相器的正向输入端。
6.如权利要求2所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述反相器的正向输入端通过一电容接地。
7.如权利要求2所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述运算放大器接还包括两个引脚，所述两个引脚分别接一电容的两端。
8.如权利要求2所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述运算放大器的型号为AD301A。
9.如权利要求2所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述芯片的型号为AD532SH。
10.如权利要求2所述的交流电相位检测系统，其特征在于：所述反相器的型号为AD741。
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