CN107478918A - 一种三相无中线输入的缺相检测系统 - Google Patents
一种三相无中线输入的缺相检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107478918A CN107478918A CN201710791627.7A CN201710791627A CN107478918A CN 107478918 A CN107478918 A CN 107478918A CN 201710791627 A CN201710791627 A CN 201710791627A CN 107478918 A CN107478918 A CN 107478918A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diode
- phase
- unit
- output end
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/16—Measuring asymmetry of polyphase networks
Abstract
本发明提供一种三相无中线输入的缺相检测系统，包括输入信号检测模块，输入信号检测模块连接有信号缓冲模块，信号缓冲模块连接有信号比较模块；输入信号检测模块包括整流单元，整流单元连接有滤波采样单元，滤波采样单元连接有第一输出端；信号缓冲模块包括滤波单元，滤波单元连接有保护单元，保护单元连接有信号跟随单元，信号跟随单元连接有第二输出端，滤波单元还与第一输出端连接；信号比较模块包括滤波分压单元，滤波分压单元连接有第三输出端，第三输出端连接有信号比较单元，滤波分压单元还与第二输出端连接。一旦有缺相发生，本发明可及时检测反馈，本发明电路简单、可靠、检测电源电压范围宽、电路损耗小，可适应电网波形的各种畸变。
Description
技术领域
本发明属于通用服务器供电领域，具体涉及一种三相无中线输入的缺相检测系统。
背景技术
HVDC（high-voltage-direct current）高压直流输电。
随着信息技术的发展，数据中心的规模也随之越来越大，配电系统的容量也越来越大，单相的UPS或HVDC系统受输入电流过大的限制已很难满足客户需求，三相输入的UPS及HVDC也就应运而生。
就现在的技术来看，三相输入分两种，一种为三相输入带中线，一种三相输入不带中线，三相输入带中线一般是在内部分为三个单相的有源功率因数校正电路，和之前单相输入的方案差别不大，因为多了一根零线电缆在增加配电成本的基础上可靠性也不高。现在最流行的是三相无中线输入技术，这种方案一般采用Vlenna拓扑，三相三电平Vlenna整流器作为三电平Boost型中点箝位（NPC）结构变换器一种，具有电路结构简单、开关电压应力小、输入电流谐波含量低、可实现输入单位功率因数校正等优点，适合应用于多种功率场合.
在实际的运行过程中由于输电电缆断路或者其他原因会产生缺相的现象，如果没有检测缺相的机制及保护装置，缺相的后果是十分严重的,三相无中线输入时缺相怎么检测的问题也亟待解决。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种三相无中线输入的缺相检测系统，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述三相无中线输入时缺相检测的缺陷，提供一种三相无中线输入的缺相检测系统，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种三相无中线输入的缺相检测系统，包括输入信号检测模块，输入信号检测模块连接有信号缓冲模块，信号缓冲模块连接有信号比较模块；
输入信号检测模块包括整流单元，整流单元连接有滤波采样单元，滤波采样单元连接有第一输出端；
信号缓冲模块包括滤波单元，滤波单元连接有保护单元，保护单元连接有信号跟随单元，信号跟随单元连接有第二输出端，滤波单元还与第一输出端连接；
信号比较模块包括滤波分压单元，滤波分压单元连接有第三输出端，第三输出端连接有信号比较单元，滤波分压单元还与第二输出端连接。
进一步地，整流单元包括第一三相输入端、第二三相输入端、第三三相输入端、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管以及第六二极管；
滤波采样单元包括第一电阻、第二电阻以及第一电容；
第一三相输入端连接第一二极管的正极和第四二极管的负极，第二三相输入端连接第二二极管的正极和第五二极管的负极，第三三相输入端连接第三二极管的正极和第六二极管的负极；
第一二极管的负极与第二二极管的负极、第三二极管的负极以及第一电阻连接，第一电阻的另一端与第一电容、第二电阻和第一输出端连接，第二电阻的另一端与第一电容的另一端、第四二极管的正极、第五二极管的正极以及第六二极管的正极连接并接地。
进一步地，滤波单元包括第三电阻和第二电容；
保护单元包括电源VCC、第七二极管以及第八二极管；
信号跟随单元包括第一运算放大器；
第三电阻的一端连接第一输出端，第三电阻的另一端连接第二电容、第七二极管的正极、第八二极管的负极以及第一运算放大器的同向输入端，第七二极管的负极连接电源VCC,第八二极管的正极还与第二电容的另一端连接并接地，第一运算放大器的反向输入端与第一运算放大器的输出端、第二输出端连接。
进一步地，滤波分压单元包括第四电阻、第五电阻以及第三电容；
信号比较单元包括第四电容、第二运算放大器以及比较基准电压输入端；
第四电阻的一端连接第二输出端，第四电阻的另一端连接有第五电阻、第三电容以及第三输出端，第五电阻的另一端与第三电容的另一端连接并接地；
第四电容的一端连接第三输出端和第二运算放大器的反向输入端，第四电容的另一端与第二运算放大器的同向输入端以及比较基准电压输入端连接，第二运算放大器的输出端连接有缺相信号检测输出端。
进一步地，三相无中线输入的缺相包括任意一个三相输入端高阻抗无输入或任意两个三相输入端输入相同的电压。
信号的检测由第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管以及第六二极管组成的三相整流桥和第一电阻、第二电阻、第一电容组成，其中第一电容为起对信号的滤波作用；第一输出端输出的三相采样信号经滤波电压的第三电阻和第二电容滤波后由第一运算放大器进行信号的射极跟随输出，形成第二输出端输出的信号；
将二输出端输出的信号经过滤波分压单元的第四电阻、第五电阻以及第三电容的新滤波和分压后，送到作为比较器的第二运算放大器与比较基准电压输入端输入的电压进行比较。第二运算放大器的输出端的输出就是需要的缺相信号，送控制电路进行相应的控制或保护。
缺相检测电路的原理是，设定第一电容值很小，则检测电路的负载为纯电阻性。则当三相输入时，三相整流电压输出为纹波电压不大的直流电压，相应得第一输出端输出的检测信号Vinsp1。Vinsp1的波峰值为Vinpk，很容易得到其交直流分量：
直流分量为：Vd＝0.866Vinpk*第二电阻阻值/(第一电阻阻值+第二电阻阻值)；
交流纹波峰峰值为Va＝0.134Vinpk*第二电阻阻值/(第一电阻阻值+第二电阻阻值)；
这样只需设定比较基准电压输入端的电压Vref低于经过第四电阻和第五电组分压的第三输出端输出的电压Vinsp3，作为比较器的第二运算放大器就无输出（一直为低电平），即取：Vref<Vd*第五电阻阻值/(第四电阻阻值+第五电阻阻值)
当缺相发生时，其情况可以很多种，比如第一三相输入端缺相的可能性大致可以归纳为：
1）第一三相输入端高阻抗无输入；2）第一三相输入端输入第二三相输入端的电压或第三三相输入端的电压；
但不管那种缺相情况，一个共同的特点是一旦缺相发生，三相整流桥的输入实际上为单相输入，输出纹波和频率均与三相输入时不一样；而且在各种三相非正弦输入条件下，也具备上述特点。对于纯电阻性负载，整流输出的波形为：
Vinsp1=Vinpk*第二电阻阻值/(第一电阻阻值+第二电阻阻值)*sin(200πt)
为频率100Hz的交流半波信号，无直流分量。
利用上述缺相和不缺相时的第一输出端输出的采样信号的不同，信号比较模块将其区分开来。
本发明的有益效果在于：
本发明能实时监测到电压的输入情况，一旦有缺相的产生，可以及时检测反馈到控制系统，控制系统的稳定性和可靠性大大提高。本发明还具有电路简单、可靠、检测电源电压范围宽、电路损耗小的特点，可以适应电网波形的各种畸变。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明的系统连接示意图；
图2为本发明的电路原理图；
其中，1-输入信号检测模块；1.1-整流单元；1.1.1-第一二极管；1.1.2-第二二极管；1.1.3-第三二极管；1.1.4-第四二极管；1.1.5-第五二极管；1.1.6-第六二极管；1.1.7-第一三相输入端；1.1.8-第二三相输入端；1.9-第三三相输入端；1.2-滤波采样单元；1.2.1-第一电阻；1.2.2-第二电阻；1.2.3-第一电容；1.3-第一输出端；2-信号缓冲模块；2.1-滤波单元；2.1.1-第三电阻；；2.1.2-第二电容；2.2-保护单元；2.2.1-第七二极管；2.2.2-第八二极管；2.3-信号跟随单元；2.3.1-第一运算放大器；2.4-第二输出端；3-信号比较模块；3.1-滤波分压单元；3.1.1-第四电阻；3.1.2-第五电阻；3.1.3-第三电容；3.2第三输出端；3.3-信号比较单元；3.3.1-第二运算放大器；3.3.2-第四电容； 3.3.3-比较基准电压输入端；3.3.4-缺相信号检测输出端。
具体实施方式：
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明提供一种三相无中线输入的缺相检测系统，包括输入信号检测模块1，输入信号检测模块1连接有信号缓冲模块2，信号缓冲模块2连接有信号比较模块3；
输入信号检测模块1包括整流单元1.1，整流单元1.1连接有滤波采样单元1.2，滤波采样单元1.2连接有第一输出端1.3；
信号缓冲模块2包括滤波单元2.1，滤波单元2.1连接有保护单元2.2，保护单元2.2连接有信号跟随单元2.3，信号跟随单元2.3连接有第二输出端2.4，滤波单元2.1还与第一输出1.3端连接；
信号比较模块3包括滤波分压单3.1元，滤波分压单元3.1连接有第三输出端3.2，第三输出端3.2连接有信号比较单元3.3，滤波分压单元3.1还与第二输出端2.4连接；
如图2所示，整流单元1.1包括第一三相输入端1.1.7、第二三相输入端1.1.8、第三三相输入端1.1.9、第一二极管1.1.1、第二二极管1.1.2、第三二极管1.1.3、第四二极管1.1.4、第五二极管1.1.5以及第六二极管1.1.6；
滤波采样单元1.2包括第一电阻1.2.1、第二电阻1.2.2以及第一电容1.2.3；
第一三相输入端1.1.7连接第一二极管1.1.1的正极和第四二极管1.1.4的负极，第二三相输入端1.1.8连接第二二极管1.1.2的正极和第五二极管1.1.5的负极，第三三相输入端1.1.9连接第三二极管1.1.3的正极和第六二极管1.1.6的负极；
第一二极管1.1.1的负极与第二二极管1.1.2的负极、第三二极管1.1.3的负极以及第一电阻1.2.1连接，第一电阻1.2.1的另一端与第一电容1.2.3、第二电阻1.2.2和第一输出端1.3连接，第二电阻1.2.2的另一端与第一电容1.2.3的另一端、第四二极管1.1.4的正极、第五二极管1.1.5的正极以及第六二极管1.1.6的正极连接并接地；
滤波单元21包括第三电阻2.1.1和第二电容2.1.2；
保护单元2.2包括电源VCC、第七二极管2.2.1以及第八二极管2.2.2；
信号跟随单元2.3包括第一运算放大器2.3.1；
第三电阻2.1.1的一端连接第一输出端1.3，第三电阻2.1.1的另一端连接第二电容2.1.2、第七二极管2.2.1的正极、第八二极管2.2.2的负极以及第一运算放大器2.3.1的同向输入端，第七二极管2.2.1的负极连接电源VCC,第八二极管2.2.2的正极还与第二电容2.1.2的另一端连接并接地，第一运算放大器2.3.1的反向输入端与第一运算放大器2.3.1的输出端、第二输出端2.4连接；
进一步地，滤波分压单元3.1包括第四电阻3.1.1、第五电阻3.1.2以及第三电容3.1.3；
信号比较单元3.3包括第四电容3.3.2、第二运算放大器3.3.1以及比较基准电压输入端3.3.3；
第四电阻3.1.1的一端连接第二输出端2.4，第四电阻3.1.1的另一端连接有第五电阻3.1.2、第三电容3.1.3以及第三输出端3.2，第五电阻3.1.2的另一端与第三电容3.1.3的另一端连接并接地；
第四电容3.3.2的一端连接第三输出端3.2和第二运算放大器3.3.1的反向输入端，第四电容3.3.2的另一端与第二运算放大器3.3.1的同向输入端以及比较基准电压输入端3.3.3连接，第二运算放大器3.3.1的输出端连接有缺相信号检测输出端3.3.4。
三相无中线输入的缺相包括任意一个三相输入端高阻抗无输入或任意两个三相输入端输入相同的电压；
以第一三相输入端缺相为例，三相无中线输入的缺相包括以下情形:
1)第一三相输入端1.1.1高阻抗无输入；
2）第一三相输入端1.1.1输入第二三相输入端1.1.2或第三三相输入端1.1.3的电压。
同样以第一三相输入端缺相为例，本发明还适用于部分三相有中线输入时缺相的检测，
3）第一三相输入端1.1.1接到中线上的情形；
4）第一三相输入端1.1.1和第二三相输入端1.1.2均接到中线上的情形或者第一三相输入端1.1.1和第三三相输入端11.3均接到中线上的情形。
本发明的实施例是说明性的，而非限定性的，上述实施例只是帮助理解本发明，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他的具体实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种三相无中线输入的缺相检测系统，其特征在于，包括输入信号检测模块，输入信号检测模块连接有信号缓冲模块，信号缓冲模块连接有信号比较模块；
输入信号检测模块包括整流单元，整流单元连接有滤波采样单元，滤波采样单元连接有第一输出端；
信号缓冲模块包括滤波单元，滤波单元连接有保护单元，保护单元连接有信号跟随单元，信号跟随单元连接有第二输出端，滤波单元还与第一输出端连接；
信号比较模块包括滤波分压单元，滤波分压单元连接有第三输出端，第三输出端连接有信号比较单元，滤波分压单元还与第二输出端连接。
2.如权利要求1所述的一种三相无中线输入的缺相检测系统，其特征在于，
整流单元包括第一三相输入端、第二三相输入端、第三三相输入端、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管以及第六二极管；
滤波采样单元包括第一电阻、第二电阻以及第一电容；
第一三相输入端连接第一二极管的正极和第四二极管的负极，第二三相输入端连接第二二极管的正极和第五二极管的负极，第三三相输入端连接第三二极管的正极和第六二极管的负极；
第一二极管的负极与第二二极管的负极、第三二极管的负极以及第一电阻连接，第一电阻的另一端与第一电容、第二电阻和第一输出端连接，第二电阻的另一端与第一电容的另一端、第四二极管的正极、第五二极管的正极以及第六二极管的正极连接并接地。
3.如权利要求1所述的一种三相无中线输入的缺相检测系统，其特征在于，
滤波单元包括第三电阻和第二电容；
保护单元包括电源VCC、第七二极管以及第八二极管；
信号跟随单元包括第一运算放大器；
第三电阻的一端连接第一输出端，第三电阻的另一端连接第二电容、第七二极管的正极、第八二极管的负极以及第一运算放大器的同向输入端，第七二极管的负极连接电源VCC,第八二极管的正极还与第二电容的另一端连接并接地，第一运算放大器的反向输入端与第一运算放大器的输出端、第二输出端连接。
4.如权利要求1所述的一种三相无中线输入的缺相检测系统，其特征在于，
滤波分压单元包括第四电阻、第五电阻以及第三电容；
信号比较单元包括第四电容、第二运算放大器以及比较基准电压输入端；
第四电阻的一端连接第二输出端，第四电阻的另一端连接有第五电阻、第三电容以及第三输出端，第五电阻的另一端与第三电容的另一端连接并接地；
第四电容的一端连接第三输出端和第二运算放大器的反向输入端，第四电容的另一端与第二运算放大器的同向输入端以及比较基准电压输入端连接，第二运算放大器的输出端连接有缺相信号检测输出端。
5.如权利要求2所述的一种三相无中线输入的缺相检测系统，其特征在于，三相无中线输入的缺相包括任意一个三相输入端高阻抗无输入或任意两个三相输入端输入相同的电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710791627.7A CN107478918A (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种三相无中线输入的缺相检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710791627.7A CN107478918A (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种三相无中线输入的缺相检测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107478918A true CN107478918A (zh) | 2017-12-15 |
Family
ID=60603637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710791627.7A Pending CN107478918A (zh) | 2017-09-05 | 2017-09-05 | 一种三相无中线输入的缺相检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107478918A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111060841A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-24 | 中船航海科技有限责任公司 | 一种用于陀螺罗经的断相报警装置 |
| CN113189410A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-30 | 深圳市力源海纳能源有限公司 | 一种低成本快速三相交流电缺相检测电路 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1455263A (zh) * | 2003-01-17 | 2003-11-12 | 艾默生网络能源有限公司 | 应用于三相四线输入设备的缺相检测方法和缺相检测电路 |
| EP2523337A2 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | LSIS Co., Ltd. | Apparatus for detecting input phase missing and method thereof |
| KR20120130934A (ko) * | 2011-05-24 | 2012-12-04 | 엘에스산전 주식회사 | 입력 결상 검출이 가능한 전력 변환 장치 |
| CN202696111U (zh) * | 2012-08-08 | 2013-01-23 | 西安电炉研究所有限公司 | 一种缺相及相位失衡保护电路 |
-
2017
- 2017-09-05 CN CN201710791627.7A patent/CN107478918A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1455263A (zh) * | 2003-01-17 | 2003-11-12 | 艾默生网络能源有限公司 | 应用于三相四线输入设备的缺相检测方法和缺相检测电路 |
| EP2523337A2 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | LSIS Co., Ltd. | Apparatus for detecting input phase missing and method thereof |
| CN102778612A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | Ls产电株式会社 | 用于检测输入缺相的装置及其方法 |
| KR20120130934A (ko) * | 2011-05-24 | 2012-12-04 | 엘에스산전 주식회사 | 입력 결상 검출이 가능한 전력 변환 장치 |
| CN202696111U (zh) * | 2012-08-08 | 2013-01-23 | 西安电炉研究所有限公司 | 一种缺相及相位失衡保护电路 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111060841A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-24 | 中船航海科技有限责任公司 | 一种用于陀螺罗经的断相报警装置 |
| CN113189410A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-30 | 深圳市力源海纳能源有限公司 | 一种低成本快速三相交流电缺相检测电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102662104B (zh) | 过零检测方法及电路 | |
| CN203365558U (zh) | 三相电缺相检测电路及装置 | |
| CN106124844B (zh) | 一种直流母线电压检测电路 | |
| CN101673954B (zh) | 发电并网中电网电压相位检测的锁相环电路及锁相方法 | |
| CN103743940A (zh) | 一种精准的高频除尘电源谐振电流的过零检测电路 | |
| CN107478918A (zh) | 一种三相无中线输入的缺相检测系统 | |
| CN102854421A (zh) | 一种光伏逆变器低电压穿越的快速判定方法 | |
| CN202602533U (zh) | 功率因数校正电路及其制作的集成电路和开关电源 | |
| CN203759105U (zh) | 一种精准的高频除尘电源谐振电流的过零检测电路 | |
| CN205861762U (zh) | 一种直流母线电压检测电路 | |
| CN105406752A (zh) | 一种i型与t型三电平双向pwm整流器控制系统 | |
| CN103219745B (zh) | 一种基于正交正弦波提取器的并网逆变控制算法 | |
| CN203204062U (zh) | 一种基于比较器的电压信号检测电路 | |
| CN203941243U (zh) | 一种三相电缺相检测电路 | |
| CN203191440U (zh) | 光伏逆变器过零检测电路 | |
| CN203151389U (zh) | 一种三相高功率因数整流器的控制电路 | |
| CN107765084A (zh) | 一种通用电压输入的工频信号频率测量系统 | |
| CN209608328U (zh) | 一种电子设备的电源保护电路 | |
| CN108347176A (zh) | 一种用于电力系统实时仿真的功率放大器 | |
| CN105871243B (zh) | 三相三线能量双向交直流变换器 | |
| CN103178729B (zh) | 单相可控整流器的控制系统 | |
| CN103913628A (zh) | 在轻负载条件下测量交流电压信号的方法和设备 | |
| CN103187891B (zh) | 单相可控整流器的载波调幅控制系统 | |
| CN209215465U (zh) | 一种简易型三相电压检测电路 | |
| CN103187890B (zh) | 三相可控整流器的控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171215 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |