CN211263736U - 一种变压器变比测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种变压器变比测试仪，在极性判别电路中设置初级电压比较器、次级电压比较器、隔离电路和异或门，通过初级电压比较器、次级电压比较器将变压器初级和次级绕组的电压与一个基准电压进行比较，并将比较结果经过隔离电路隔离后发送至异或门，异或门对初级电压比较器、次级电压比较器进行异或处理，异或门输出结果要么为1，要么为0，1代表所接线的变压器两边的绕组为负极性，0代表所接线的变压器两边的绕组为正极，通过简单的电路可以判断变压器初级绕组和次级绕组之间的相位，处理器不需要再对初级绕组和次级绕组两端的相位进行检测，不需要另外设计算法检测相位，简化了处理器的处理复杂度。
Description
技术领域
本实用新型涉及变压器测试领域，尤其涉及一种变压器变比测试仪。
背景技术
变压器极性是指初级、次级绕组的相对极性，即当初级绕组的某一端在某一瞬间为正时，次级绕组也在同一瞬间有一电位为正的对应端，这时我们把两个对应端叫做变压器绕组的同极性端。由于变压器的绕组在初级和次级间存在着极性关系，当几个绕组互相连接组合时，无论是串联还是并联，都必须知道极性才能正确的进行连接。变压器绕组极性和变压器变压比试验就是要验证变压器能否达到预计的电压变换效果，因此，对变压器绕组极性和变压比的测试是变压器出厂试验及变压器维修时必不可少的一个环节。现有的变压器极性判别电路都是采样初级、次级绕组的电压信号，再将该电压信号分别送至处理器进行相位检测，这种方法不仅增加了处理器的处理复杂度，并且由于处理器相位检测精度的问题，会影响最后的测量结果。因此，本实用新型提供了一种变压器变比测试仪，将变压器极性判别设置在单片机外部执行，降低了处理器的负荷，提高了测量精度。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种变压器变比测试仪，将变压器极性判别设置在单片机外部执行，降低了处理器的负荷，提高了测量精度。
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种变压器变比测试仪，其包括隔离变压器、被测变压器、次级切换电路、放大器、极性判别电路和处理器，极性判别电路包括初级电压比较器、次级电压比较器、隔离电路和异或门；
220V市电通过隔离变压器变成180V和6V两组测试电源，6V测试电源与初级电压比较器的输入端电性连接，180V测试电源加载在被测变压器的初级绕组上，被测变压器的次级绕组通过次级切换电路与放大器的输入端电性连接，放大器的输出端与次级电压比较器的输入端电性连接，次级电压比较器的输出端和初级电压比较器的输出端分别通过隔离电路与异或门的输入端电性连接，异或门的输出端与处理器的I/O口电性连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，隔离电路包括第一光耦隔离器和第二光耦隔离器；
初级电压比较器的输出端与第一光耦隔离器的输入端电性连接，第一光耦隔离器的输出端与异或门的一个输入端电性连接，次级电压比较器的输出端与第二光耦隔离器的输入端电性连接，第二光耦隔离器的输出端与异或门的另一个输入端电性连接。
进一步优选的，初级电压比较器包括电阻R12、电阻R13和第一运算放大器LT1490AHS8；
6V测试电源通过电阻R12分别与电阻R13的一端和第一运算放大器LT1490AHS8的同相输入端电性连接，电阻R13的另一端和第一运算放大器LT1490AHS8的反相输入端均接地，第一运算放大器LT1490AHS8的输出端与第一光耦隔离器的输入端电性连接。
进一步优选的，次级电压比较器包括电阻R14、电阻R15和第二运算放大器LT1490AHS8；
放大器的输出端通过电阻R15分别与电阻R14的一端和第二运算放大器LT1490AHS8的同相输入端电性连接，电阻R13的另一端和第二运算放大器LT1490AHS8的反相输入端均接地，第二运算放大器LT1490AHS8的输出端与第二光耦隔离器的输入端电性连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括第一AC-DC转换电路、第二AC-DC转换电路、第一V/F转换电路和第二V/F转换电路；
放大器的输出端分别与次级电压比较器的输入端和第一AC-DC转换电路的输入端电性连接，第一AC-DC转换电路的输出端通过第一V/F转换电路与处理器的计数端电性连接；
6V测试电源分别与初级电压比较器的输入端和第二AC-DC转换电路的输入端电性连接，第二AC-DC转换电路的输出端通过第二V/F转换电路与处理器的另一个计数端电性连接。
本实用新型的一种变压器变比测试仪相对于现有技术具有以下有益效果：(1)在极性判别电路中设置初级电压比较器、次级电压比较器、隔离电路和异或门，通过初级电压比较器、次级电压比较器将变压器初级和次级绕组的电压与一个基准电压进行比较，并将比较结果经过隔离电路隔离后发送至异或门，异或门对初级电压比较器、次级电压比较器进行异或处理，异或门输出结果要么为1，要么为0，1代表所接线的变压器两边的绕组为负极性，0代表所接线的变压器两边的绕组为正极，通过简单的电路可以判断变压器初级绕组和次级绕组之间的相位，处理器不需要再对初级绕组和次级绕组两端的相位进行检测，不需要另外设计算法检测相位，简化了处理器的处理复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种变压器变比测试仪的结构图；
图2为本实用新型一种变压器变比测试仪中极性判别电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型的一种变压器变比测试仪，其包括隔离变压器、被测变压器、次级切换电路、放大器、极性判别电路、处理器、第一AC-DC转换电路、第二AC-DC转换电路、第一V/F转换电路和第二V/F转换电路。
具体的连接关系为：220V市电通过隔离变压器变成180V和6V两组测试电源，180V测试电源加载在被测变压器的初级绕组上，被测变压器的次级绕组通过次级切换电路与放大器的输入端电性连接，放大器的输出端分别与极性判别电路的一个输入端和第一AC-DC转换电路的输入端电性连接，第一AC-DC转换电路的输出端通过第一V/F转换电路与处理器的计数端电性连接；6V测试电源分别与极性判别电路的另一个输入端和第二AC-DC转换电路的输入端电性连接，极性判别电路的输出端与处理器的I/O口电性连接，第二AC-DC转换电路的输出端通过第二V/F转换电路与处理器的另一个计数端电性连接。
其中，处理器选用内部集成有多个计数器的芯片，例如AT89CW55。本实施例并不涉及对次级切换电路、放大器、第一AC-DC转换电路、第二AC-DC转换电路、第一V/F转换电路和第二V/F转换电路、隔离变压器的改进，并且这些电路属于变压器变比测试仪中惯用的技术手段，对本领域的工作人员说，可以轻而易举的获知这些电路的结构、连接和原理，因此，在此不再累述。
极性判别的工作原理为：220V市电通过隔离变压器变成180V和6V两组测试电源，180V测试电源加载在被测变压器的初级绕组上，经过放大器放大后，放大信号输出至极性判别电路的一个输入端；6V测试电源将交流电输出至极性判别电路的另一个输入端，极性判别电路判断两个输入端的电位大小，最后输出代表变压器极性的电平给处理器，此时，处理器不需要再对初级绕组和次级绕组两端的相位进行检测，不需要另外设计算法检测相位，简化了处理器的处理复杂度。
变压器变比测试的原理为：220V市电通过隔离变压器变成180V和6V两组测试电源，180V测试电源加载在被测变压器的初级绕组上，通过次级切换电路，经过放大器放大后，放大信号输出至第一AC-DC转换电路的输入端，第一AC-DC转换电路将交流转换成直流电压，再经过第一V/F转换电路转换变成相应频率的脉冲，该脉冲输送至处理器内部的一个计数器输入端；6V测试电源分别将交流电输出至第二AC-DC转换电路的输入端，第二AC-DC转换电路将交流转换成直流电压，再经过第二V/F转换电路转换变成相应频率的脉冲，该脉冲输送至处理器内部的另一个计数器输入端，这样处理器就可以检测到初级、次级信号的大小，根据现有的公式计算出变压器的变压比。
进一步优选的，极性判别电路包括初级电压比较器、次级电压比较器、隔离电路和异或门；其中，隔离电路包括第一光耦隔离器和第二光耦隔离器。
具体的连接关系为：220V市电通过隔离变压器变成180V和6V两组测试电源，6V测试电源与初级电压比较器的输入端电性连接，180V测试电源加载在被测变压器的初级绕组上，被测变压器的次级绕组通过次级切换电路与放大器的输入端电性连接，放大器的输出端与次级电压比较器的输入端电性连接，初级电压比较器的输出端与第一光耦隔离器的输入端电性连接，第一光耦隔离器的输出端与异或门的一个输入端电性连接，次级电压比较器的输出端与第二光耦隔离器的输入端电性连接，第二光耦隔离器的输出端与异或门的另一个输入端电性连接，异或门的输出端与处理器的I/O口电性连接。
极性判别的工作原理为：初级电压比较器和次级电压比较器的比较结果分别经过第一光耦隔离器和第二光耦隔离器输送至异或门的两个输入端，其中，初级电压比较器和次级电压比较器的比较结果为1或0，两个比较结果经过异或门处理后，异或门输出结果要么为1，要么为0，1代表所接线的变压器两边的绕组为负极性，0代表所接线的变压器两边的绕组为正极性。
进一步优选的，如图2所示，初级电压比较器包括电阻R12、电阻R13和第一运算放大器LT1490AHS8；具体的连接关系为：6V测试电源通过电阻R12分别与电阻R13的一端和第一运算放大器LT1490AHS8的同相输入端电性连接，电阻R13的另一端和第一运算放大器LT1490AHS8的反相输入端均接地，第一运算放大器LT1490AHS8的输出端与第一光耦隔离器的输入端电性连接。其中，当第一运算放大器LT1490AHS8的输入交流电流处于正半周期时，第一运算放大器LT1490AHS8输出高电平，反之，输出低电平。
进一步优选的，如图2所示，次级电压比较器包括电阻R14、电阻R15和第二运算放大器LT1490AHS8；具体的连接关系为：放大器的输出端通过电阻R15分别与电阻R14的一端和第二运算放大器LT1490AHS8的同相输入端电性连接，电阻R13的另一端和第二运算放大器LT1490AHS8的反相输入端均接地，第二运算放大器LT1490AHS8的输出端与第二光耦隔离器的输入端电性连接。其中，当第二运算放大器LT1490AHS8的输入交流电流处于正半周期时，第二运算放大器LT1490AHS8输出高电平，反之，输出低电平。
本实施例的有益效果为：在极性判别电路中设置初级电压比较器、次级电压比较器、隔离电路和异或门，通过初级电压比较器、次级电压比较器将变压器初级和次级绕组的电压与一个基准电压进行比较，并将比较结果经过隔离电路隔离后发送至异或门，异或门对初级电压比较器、次级电压比较器进行异或处理，异或门输出结果要么为1，要么为0，1代表所接线的变压器两边的绕组为负极性，0代表所接线的变压器两边的绕组为正极，通过简单的电路可以判断变压器初级绕组和次级绕组之间的相位，处理器不需要再对初级绕组和次级绕组两端的相位进行检测，不需要另外设计算法检测相位，简化了处理器的处理复杂度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种变压器变比测试仪，其包括隔离变压器、被测变压器、次级切换电路、放大器、极性判别电路和处理器，其特征在于：所述极性判别电路包括初级电压比较器、次级电压比较器、隔离电路和异或门；
220V市电通过所述隔离变压器变成180V和6V两组测试电源，6V测试电源与初级电压比较器的输入端电性连接，180V测试电源加载在被测变压器的初级绕组上，被测变压器的次级绕组通过次级切换电路与放大器的输入端电性连接，放大器的输出端与次级电压比较器的输入端电性连接，次级电压比较器的输出端和初级电压比较器的输出端分别通过隔离电路与异或门的输入端电性连接，异或门的输出端与处理器的I/O口电性连接。
2.如权利要求1所述的一种变压器变比测试仪，其特征在于：所述隔离电路包括第一光耦隔离器和第二光耦隔离器；
所述初级电压比较器的输出端与第一光耦隔离器的输入端电性连接，第一光耦隔离器的输出端与异或门的一个输入端电性连接，次级电压比较器的输出端与第二光耦隔离器的输入端电性连接，第二光耦隔离器的输出端与异或门的另一个输入端电性连接。
3.如权利要求2所述的一种变压器变比测试仪，其特征在于：所述初级电压比较器包括电阻R12、电阻R13和第一运算放大器LT1490AHS8；
所述6V测试电源通过电阻R12分别与电阻R13的一端和第一运算放大器LT1490AHS8的同相输入端电性连接，电阻R13的另一端和第一运算放大器LT1490AHS8的反相输入端均接地，第一运算放大器LT1490AHS8的输出端与第一光耦隔离器的输入端电性连接。
4.如权利要求3所述的一种变压器变比测试仪，其特征在于：所述次级电压比较器包括电阻R14、电阻R15和第二运算放大器LT1490AHS8；
所述放大器的输出端通过电阻R15分别与电阻R14的一端和第二运算放大器LT1490AHS8的同相输入端电性连接，电阻R13的另一端和第二运算放大器LT1490AHS8的反相输入端均接地，第二运算放大器LT1490AHS8的输出端与第二光耦隔离器的输入端电性连接。
5.如权利要求1所述的一种变压器变比测试仪，其特征在于：还包括第一AC-DC转换电路、第二AC-DC转换电路、第一V/F转换电路和第二V/F转换电路；
所述放大器的输出端分别与次级电压比较器的输入端和第一AC-DC转换电路的输入端电性连接，第一AC-DC转换电路的输出端通过第一V/F转换电路与处理器的计数端电性连接；
所述6V测试电源分别与初级电压比较器的输入端和第二AC-DC转换电路的输入端电性连接，第二AC-DC转换电路的输出端通过第二V/F转换电路与处理器的另一个计数端电性连接。
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