三相交流电相序自动控制器

本实用新型属于三相交流电的电子控制技术领域，主要涉 及的是一种三相交流电相序自动控制器。

众所周知，三相交流电源是工、农、业生产和国防建设中 极为重要的能源，称之动力之源。它的各项技术指标、数据参 数是相当严格和精确的，在使用的过程中必须按照其要求才能 正确发挥效用。然而，我们在日常的工作中经常遇到在两路交 流电转换的时候，出现三相电源的相序不正确，造成不必要的 故障，甚至发生事故。尤其是铁路运输对三相交流电源的相序 要求更加严格，不能出现任何错误，否则，铁路上使用的电气 集中电源屏，可控硅整流器、充气机等等设备将不能正确工作， 这对铁路运输的安全有很大的威协性。

本实用新型的目的即由此产生，提出一种使用安全可靠、 可自动纠正三相交流电的相序错误，并可显示报警的三相交流 电相序自动控制器。

为实现上述目的，本实用新型的通过以下技术方案实现的： 其主要由整流电路(D1D2D3)、采样电路(BG1BG2BG3)、整形电 路(IC1IC2)控制电路(IC3IC4IC5)、相序比较电路(IC6IC7)及 相序检测、指示告警电路(IC8IC9IC10)组成，三相电源A、B、C 经整流电路D1-D3半波整流后形成脉动波形，调节W1-W3使采 样电路BG1-BG3在波形相交流处按A、B、C相序依次导通或截 止，完成采样，送入整形电路IC1IC2,IC1为施密特触发器。 它把BG1的电位变化整成符合要求的矩形波送入IC2进行鉴别， 把得出的正确或错误相序的信号分别关至控制电路IC3-IC5和 相序比较电路IC6、IC7，送至控制电路ICD3-IC5信号经控制电 路来控制三相交流电的相序转换和输出；送至相序比较电路IC6 IC7的信号经比较后送入相序检测、显示和告警电路IC8-IC10。

本实用新型设计合理，使用安装方便可靠，其在使用时， 把进入控制器地三相交流电源经采样、整形、控制、比较、显 示等电路进行数字、逻辑分析、自动检测，如果三相交流电源 的相序是正确的，该控制器自动控制输出正确的电源；当三相 交流电因某种原因(两路转换时)使三相的相序出现错误时，该 控制器在≤25ms内能自动把错误的相序转换成正确相序而后再 输出使用，同时告警值班人员：“输出三相交流电的相序是错 误的，引起注意”。这样，从根本上解决了以往相序错误时造 成的故障和事故，对铁路运输的安全提供了又一条必要的保证。 由于该电路全部采用cmos数字集成电路，因而工作稳定、精度 极高。它不仅解决了影响安全生产上的问题，而且对所有使用 三相交流电要求相序必须正确的设备提供了可靠的、实用的技 术和产品。

本实用新型附图为电路原理图

结合附图，给出本实用新型的实施例如下：

如图所示：本实施例主要由整流电路(D1-3)、采用电路 (GB1-3)、整形电路(IC1-IC2)、控制电路(IC3-5)、相序比较 电路(IC6-IC7)及相序检测、指示告警电路(IC8-10)组成。三 相电源A、B、C经整流电路(D1-D3)半波整流后形成脉动波形， 调节W1、W2、W3使BG1-BG3在波形相交点处按A、B、C相序依 次导通或截止，从而完成取样的目的。所得的信号送入整形电 路IC1、IC2,IC1为施密特触发器，它把BG1的电位变化整成符 合要求的矩形波送入IC2(4027)进行鉴别，把得出的正确或 错误的信号分别送至控制电路(IC3-IC5)和相序比较电路IC6、 IC7，送至控制电路IC3、IC4的信号来控制三相交流电的相序 转换和输出；送至相序比较电路IC6、IC7的信号经比较后送入 相序检测、指示和告警电路IC8、IC9、IC10。当正确相序时， 继电器J1吸动，闭合JC交流控触器电路，使三相电源正常输出， LED1、LED2、LED3亮，显示A、B、C三相电源相序正确并不断 相，当相序发生错误时，IC3输出低电平，一方面J1释放，另 一方面经IC4反相后触发IC5，使继电器J2吸合，从而使J2接点 转换B、C两相，完成自动转换相序的目的。同时，LED1亮，显 示出相序错误，IC10告警，提醒用户注意。在J2转换的瞬间， JC自保电路断开，JC释放，在J2转换完毕后，相序恢复正确， J1又吸合，JC动作，输出转换后三相交流电源，在断相时，JC 不再吸合，切断用电输出。本实施例控制电路的工作过程如下： 整流后形成的脉动波形调节W1使A相电在达到160伏时BG3导通， T1输出高电平，一路使双JK触发器4027置零，另一路至J端， 为触发提供条件。在A相波形回零至低于160伏和B相升至160时， T2输出高电平分两路，一路至第一触发器JK的时钟端，使之触 发翻转输出高电平，另一路至第二触发器JK的J端，为触发提 供条件，在B相回至低于160伏，C相电升至160伏时，T3输出高 电平至第二触发器JK的时钟端，使之翻转输出高电平，两路输 出的高电平(4027的12、13端)至T4输出低电平，该电平使IC3 组成的单稳态电路置位3端输出高电平，分两路；一路使J1吸 合、启动JC交流接触器闭合，三相电输出电路，JC以自身接点 自保；另一路经IC4反相不触发IC5,J2不吸合，LED1不亮，表 示相序正确，完成一个周期工作过程。当相序无错误时，在每 个周期循环中，IC3就一直输出高电平，IC3的单稳周期调节至 25ms，即t=-R16c14cn()或t=1.1R16c4，当相序发生错误时， BG1-BG3就不会按正确的序列工作，T1-T3也就不能按正常输出， IC2就不能翻转触发，T4的12、13端不能同时为高电平而输出 低电平，该低电平至IC3NE555，经大约25ms的时间，即VC4≥ VDD,3端输出为低电平，J1释放，IC4反相触发IC5双稳态电路， 使BG6导通，J2吸合，J2动作即B、C相转换，使输出相序正常， 同时LED1亮，表示相序输入错误，并一直保持下次双稳翻转。 当J2接点离开输入端未接输出端的瞬间内，JC自保电路开，切 断输出回路，保证在相序转换时不接负截，接点电流只为控制 器电流，转换后的相序又正确了，J1又吸合，JC再启动，给负 荷输出三相电，但此时，输入的三相电的相序是错误的，而输 出的三相交流电的相序则是正确的，从而完成或自动转换控制 的目的。当三相电断相时，J1、J2动作后，J1不再吸合，从而 断开输出回路的三相电源。检测、指示、告警电路的工作过程 如下：T1、T2、T3的输出信号经D4-D9至IC6和IC7相序检测电 路，当A相信号(T1)经D6-D9送至4017的置零端及4081双输入与 门时，IC7的3端输出正电平，在正确相序时，下一个矩形波 应是B相来，经D5触发4017的时钟端，使IC6的2端为高电平至 第二与门输入一端，同时经D8也来B相正电平，使IC7的4端(第 二与门输出端)为高电平，B相过后C相脉冲经D4再触发4017， 使4脚输出正电位至IC7的12脚，而D7也同时为正电位，使IC7 的11脚(第三与门输门输出)为正电平，所以，当相序正确时， 三个与门输出端总有一个是高电平，这三个输入端送至4025的 三输入或非门使它的输出是低电平，告警不触发，同时4081的三 个与门的输出输分别控制4066电子模拟开关的导通和关闭。使 LED1、LED2、LED3按相序依次点亮，但周期时间很短，人眼分 辨不出顺序，三个发光管好像同时亮着。当相序发生错误时，比 如A相波形来过后，应来B相而实际来的是C相，4017的2端的 正电位和输入至4018与门的13脚因不是同一与门，而下一个脉 冲来的B相使4017的4端的正电平和4081的12脚及第15脚不是同 一与门，因而，这两个与门都不能正常输出正电位。这种，LBD 1-LED3只有A相亮，B、C相均不亮，表示相序错误，同时，在A 相脉冲后，C、B相来的时刻，4081的三个与门输出同时为低电 平，使4025或非门输出一个高电位触发告警电路通知值班人员， 输入相序有错误，采取必要措施。至此，完成检测，显示和告 警目的。