CN209525397U - 一种n相电源的缺相检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种n相电源的缺相检测装置，n≥3。该装置包括n个二极管，第一电阻、稳压二极管与光电耦合器；光电耦合器包括原边正输入端、原边负输入端，以及副边输出端；所述n相电源的第j相并联第j个二极管，1≤j≤n；并且，所述n个二极管之间共阴连接后依次串联所述第一电阻、稳压二极管与光电耦合器的原边正输入端。在一个交流周期内，通过判断光电耦合器的副边是否出现高、低电平交替的变化而判断所述n相电源是否缺相。该装置简单，成本低，简化了检测方法，具有良好的应用前景。

Description

一种n相电源的缺相检测装置

技术领域

本实用新型属于电路控制技术领域，尤其涉及一种n相电源的缺相检测装置。

背景技术

三相交流电动机整流器等动力装置由三相电源供电，线电压比较高，至少为380V。当三相电源缺少一相时，会影响装置的正常工作，需要及时地切断电源进行保护。

现有的三相电源缺相信号装置中，一类是检测三相电源对实际负载供电的相电流，当某一相电流为零时，就认为此相电源已经缺相，此方法受负载大小的影响，限制了通用性。

另一类为电压检测法，以三相四线制供电作出发点，把三根相线对中线的电压相加而得到总电压，以总电压的有无来判断缺相故障。但是，电网一般采用三相三线制供电，不存在中线。如果用对称的三相星形阻抗人为地设置一个中点，则需要检测三个相电压的波形，因此判断很复杂。

实用新型内容

针对上述技术现状，本实用新型提供一种n相电源的缺相检测装置，n≥3，其特征是：包括n个二极管(D1、D2、……、Dn)，第一电阻、稳压二极管与光电耦合器；光电耦合器包括原边输入端与副边输出端；

所述n相电源的每相并联一个二极管，用于半波整流，即，所述n相电源的第j相并联二极管Dj，1≤j≤n；并且，所述n个二极管之间共阴连接后依次串联所述第一电阻、稳压二极管与光电耦合器的原边正输入端。

所述二极管主要用于将n相电源进行半波整流。

所述第一电阻主要用于限制电路的电流，避免电路电流超过与之相连的稳压二极管和光电耦合器原边的输入电流。

所述稳压二极管主要用于作为电压门槛。

当所述n相电源缺相时，由二极管D1、D2、D3、……Dn半波整流后输出的电压值在缺相的那一相会比没有缺相的其他相低，若是低于稳压二极管的稳压值，则稳压二极管不会导通，此时没有电流流过稳压二极管或者只有少量的漏电流流过稳压二极管而进入光电耦合器的原边正输入端，光电耦合器的原边不会导通。

当所述n相电源没有缺相时，由二极管D1、D2、D3、……Dn半波整流后输出的电压值高于稳压二极管的稳压值，则在一个交流周期内稳压二极管始终导通，电流流过稳压二极管而进入光电耦合器的原边正输入端，光电耦合器的原边始终导通，副边输出电压信号V稳定。即，在一个交流周期内，光电耦合器的副边电压稳定，未出现高、低电平交替的变化。

当所述n相电源缺相时，由二极管D1、D2、D3、……Dn半波整流后输出的电压值在缺相的那一相会比没有缺相的其他相低，由于电压由n相耦合而成，在一个交流周期内，电压值会出现升降变化。当电压值高于稳压二极管的稳压值，则稳压二极管导通，电流流过稳压二极管而进入光电耦合器的原边正输入端，光电耦合器的原边导通，副边的输出电压为V1。当电压值低于稳压二极管的稳压值，则稳压二极管不会导通，此时没有电流流过稳压二极管或者只有少量的漏电流流过稳压二极管而进入光电耦合器的原边正输入端，光电耦合器的原边不会导通，副边的输出电压为V2，V1与V2不相等。因此，电压值发生升降，副边的输出电压会发生高低电平的变化。例如，若V1是高电平，那么相对于V1，V2 为低电平；若V1是低电平，那么相对于V1，V2是高电平。

因此，在一个交流周期内，通过判断光电耦合器的副边是否出现高、低电平变化即可判断该n相电源是否缺相，当出现高、低电平交替的变化则判断该n相电源缺相，反之则该n相电源不缺相。

作为优选，所述光电耦合器的副边出现高、低电平交替变化时，低电平可以对应缺相时的报警信号。

作为优选，所述缺相检测装置还包括第二电阻，所述第二电阻与光电耦合器的原边输入端并联；即，所述第二电阻一端连接光电耦合器的原边正输入端，另一端连接光电耦合器的原边负输入端。

作为一种实现方式，所述的第一电阻由多个电阻串联而成。

作为一种实现方式，所述的稳压二极管有多个，彼此串联。

作为优选，所述缺相检测装置还包括整流单元，所述整流单元具有n个输入端，输出端为正负母线(U+、U-)，各输入端与所述相电源的各相相连，即，第 j输入端连接所述j相电源的第j相，并且负母线与光电耦合器的原边负输入端相连。所述整流单元主要作用在于将所述n相电源进行全桥整流。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型的缺相检测装置将n相电源信号合成一个信号，通过判断合成信号经过稳压二极管、光电耦合器后是否发生高、低电平交替的变化而判断电源是否处于缺相状态，从而能够及时反馈信息至保护电路以作出相应故障处理，保证硬件不因电源缺相导致损坏。

(2)本实用新型的缺相检测装置电路简单可靠，容易制作，适用的电源电压范围较宽，无需额外的独立电源供电，大大节约了成本，简化了检测方法，因此具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中的缺相检测装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2中的缺相检测检测的结构示意图。

图3是本实用新型实施例3中的缺相检测检测的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1：

三相电源的缺相检测装置如图1所示，由三个二极管D1、D2、D3，电阻 R1、稳压二极管Z1、光电耦合器E1与整流单元U1组成。光电耦合器包括原边正输入端、原边负输入端，以及副边输出端(E1+、E1-)。

三相电源的每相L1、L2、L3并联一个二极管，用于半波整流。即，L1相与二极管D1并联，L2相与二极管D2并联，L3相与二极管D3并联。二极管 D1、D2、D3之间共阴连接，其输出端依次串联电阻R1、稳压二极管Z1，以及光电耦合器E1的原边正输入端。电阻Rt与光电耦合器E1的原边输入端并联，即，电阻Rt一端连接光电耦合器E1的原边正输入端，另一端连接光电耦合器E1 的原边负输入端。

整流单元U1具有三个输入端，输出端为正负母线(U+、U-)。各输入端与三相电源的各相相连，即，第一输入端连接三相电源的L1相，第二输入端连接三相电源的L2相，第三输入端连接三相电源的L3相。并且，负母线U-与光电耦合器E1的原边负输入端相连。整流单元U1主要用于将三相电源进行全桥整流。

二极管D1、D2、D3主要用于将三相电源进行半波整流。

电阻R1主要用于限制电路的电流，避免电流超过稳压二极管Z1和光电耦合器E1原边的输入电流。

稳压二极管Z1主要用于作为电压门槛。

当该三相电源没有缺相时，由二极管D1、D2、D3半波整流后输出的电压值高于稳压二极管Z1的稳压值，则在一个交流周期内稳压二极管Z1始终导通，电流流过稳压二极管Z1而进入光电耦合器E1的原边正输入端，光电耦合器E1 的原边始终导通，副边输出电压信号V。即，在一个交流周期内，光电耦合器E1 的副边未出现高、低电平交替的变化。

当该三相电源缺相时，由二极管D1、D2、D3半波整流后输出的电压值在缺相的那一相会比没有缺相的其他相低，由于电压由三相耦合而成，在一个交流周期内，电压值会出现升降。当电压值高于稳压二极管Z1的稳压值，则稳压二极管Z1导通，电流流过稳压二极管Z1而进入光电耦合器E1的原边正输入端，光电耦合器E1的原边导通，副边输出电压信号V1。当电压值低于稳压二极管Z1 的稳压值，则稳压二极管不会导通，此时没有电流流过稳压二极管Z1或者只有少量的漏电流流过稳压二极管Z1而进入光电耦合器E1的原边正输入端，光电耦合器E1的原边不会导通，副边输出电压信号V2，则V1不等于V2。即，在一个交流周期内，光电耦合器E1的副边出现高、低电平交替的变化。

因此，当在一个交流周期内，通过判断光电耦合器E1的副边是否出现高、低电平交替的变化即可判断该三相电源是否缺相，当出现高、低电平交替的变化则判断该三相电源缺相，反之则该三相电源不缺相。

实施例2：

本实施例中，三相电源的缺相检测装置如图2所示，基本与实施例1中的缺相检测装置结构相同，所不同的是：本实施例中，电阻R1由多个电阻R1、R2、…… Rn串联而成，n≥2；稳压二极管有m个，为Z1、Z2、……Zm，m≥2，彼此串联。

当该三相电源没有缺相时，由二极管D1、D2、D3半波整流后输出的电压值高于稳压二极管Z1、Z2、……Zm的稳压值之和，则稳压二极管Z1、Z2、…… Zm全部导通，电流流过稳压二极管Z1、Z2、……Zm而进入光电耦合器E1的原边正输入端，光电耦合器E1的原边始终导通，副边输出电压信号V。即，在一个交流周期内，光电耦合器E1的副边的输出电压稳定，未出现高、低电平交替的变化。

当该三相电源缺相时，由二极管D1、D2、D3半波整流后输出的电压值在缺相的那一相会比没有缺相的其他相低，由于电压由三相耦合而成，在一个交流周期内，电压值会出现升降。当电压值高于稳压二极管Z1、Z2、……Zm的稳压值之和，则稳压二极管Z1、Z2、……Zm全部导通，电流流过稳压二极管Z1、 Z2、……Zm而进入光电耦合器E1的原边正输入端，光电耦合器E1的原边导通，副边输出电压信号V1。当电压值低于稳压二极管Z1、Z2、……Zm的稳压值之和，则稳压二极管Z1、Z2、……Zm不会全部导通，此时没有电流流过稳压二极管Z1或者只有少量的漏电流流过稳压二极管Z1而进入光电耦合器E1的原边正输入端，光电耦合器E1的原边不会导通，副边输出电压信号V2，则V1不等于V2。即，在一个交流周期内，光电耦合器E1的副边出现高、低电平交替的变化。

因此，在一个交流周期内，通过判断光电耦合器E1的副边是否出现高、低电平交替的变化即可判断该三相电源是否缺相，当出现高、低电平交替的变化则判断该三相电源缺相，反之则该三相电源不缺相。

实施例3：

本实施例中，j相电源的缺相检测装置如图3所示，基本与实施例2中的缺相检测装置结构相同，所不同的是：本实施例中，电源为j相，j大于3；二极管数目为j个；整流单元U1具有j个输入端。

以上所述的实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种n相电源的缺相检测装置，n≥3，其特征是：包括n个二极管，第一电阻、稳压二极管与光电耦合器；光电耦合器包括原边正输入端、原边负输入端，以及副边输出端；

所述n相电源的每相并联一个二极管，第j相并联第j个二极管，1≤j≤n；并且，n个二极管之间共阴连接后依次串联所述第一电阻、稳压二极管与光电耦合器的原边正输入端。

2.如权利要求1所述的n相电源的缺相检测装置，其特征是：所述缺相检测装置还包括第二电阻，所述第二电阻一端连接光电耦合器的原边正输入端，另一端连接光电耦合器的原边负输入端。

3.如权利要求1所述的n相电源的缺相检测装置，其特征是：所述的第一电阻由多个电阻串联而成。

4.如权利要求1所述的n相电源的缺相检测装置，其特征是：所述的稳压二极管有多个，彼此串联。

5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的n相电源的缺相检测装置，其特征是：所述缺相检测装置还包括整流单元，所述整流单元具有n个输入端，输出端为正、负母线，第j输入端连接所述n相电源的第j相；并且负母线与光电耦合器的原边负输入端相连。