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在三相交流電系統中,帶有三根導線的電源提供的交流電位具有相同頻率以及相對于零電位導線的振幅,從一根導線到下一根導線的相移均為120。存在兩種可能性來建立相位序列。在第一種可能性中,第二根導線上的電壓相對于第一根移動120,而在第二種可能性中,相對于第一根導線發生-120 相移。相位次序確定了三相交流電機的旋轉方向,并影響其它需要正確相位序列（正120相移）的設備。你可以使用幾個低成本無源元件來構建相位序列指示器。 圖 1 示出了一種概念性的電路,它能檢測這兩種相位序列。對于特定的元件值,適用以下條件 ：只有當VS2正好在VS1之前120出現時（這表明了正確的相位序列）,R1和C2兩端的電壓才相等,即它們的大小和相位均相同。在這種情況下,A和B點之間的電壓為零。與此相反,只有當VS2在 VS3之前120時（這對應于相反序列）,C2和R3兩端的電壓才相等。 參考圖2中的相圖,當R1和C2兩端的電壓相等時,VC1=-VR2,VC1+VR1=VS1,VC2+VR2=VS2。以下公式滿足這些條件： VR1= VC2=(1/2) VS2=(1/2) VS1, VC1= VR2=cos 30 VS1=cos 30 VS2。解以下公式來計算元件值： XC1= tan 60R1=√3R1。且R2=tan 60 XC2,其中XC2=-j[1/(2pfC)],f表示VS電壓的頻率。 另外,為了確保反向相位序列的檢測,C1=C3并且 R1=R3,即第三條支路中的元件與第一條支路中的元件相同。圖3中的相位序列檢測電路添加了與第一條和第三條支路并聯的電阻器 R4和R5,從而無需通過地線。消除了對地線的需要,這也就規定了 XC1+R1和 XC2+R2之間的比例。要想沒有電流從節點G流向地,各支路中的電流總和就必須等于零,如果把節點G和地斷開,那么它相對于地的電位也是零。 只要XC1與R1、XC2與R2、XC3與 R3之比如上所述,那么R1、C2和R3兩端的電壓降的平衡狀態就能得到保持。用一個常數乘以任何支路的阻抗,只會影響流過相應支路的電流大小。流過任何支路的電流呈現的相位角度與該支路中的電阻器兩端電壓相同。圖4中的相圖表明了圖3中的電流。從這張示意圖來看,如果 I2=tan 60 I1,則 I1+I2=-2I3。因此,I3的大小是 (I1+I2) 的一半,方向剛好相反。 這些電流的矢量圖表明：如果添加兩股電流,每股的大小等于I3,相位與VS1和VS3相同,則產生的總電流的大小和相位與I3相同,因此,節點 G的總電流為零：I1+I2+I3+I1''+I3''= I1+I2+2I3=0。為使電流總和為零,R4=R5= R1+XC1= R1-j[1/(2pfC1)] 。圖3中的兩個 LED 指示正確相位序列或反向相位序列。當LED2亮,LED1不亮時,節點A和B之間的電壓是0V,這對應于正確的相位序列。反向相位序列點亮LED1,而LED2不亮。與LED并聯的二極管可防止超過LED的反向擊穿電壓,并且電阻器R6和R7限制了流過LED的正向電流。要想達到更高的靈敏度,可用高輸入阻抗的交流電檢測電路代替LED。 該電路的最終版包含一些表明所有三個相位是否攜帶電壓的指示器。在圖3的電路中,攜帶0V的相位點亮兩個LED。根據應用的不同,可把由LED和保護二極管組成的電壓檢測電路與VS1/VS2/VS3和節點G之間的限流電阻器串聯。還可使用具有適當串聯限流電阻器的低功率霓虹燈。 在選擇元件時,應確保它們的值符合以下比例。對于C1的任選值,R1=R2=R3=1/(2pfC1tan 60)、C1=C3、C2=3C1、R4=R5=2R1。在為C1選值時,流過檢測電路的電流應明顯低于流過各支路的電流,這就為C1排除了任意低的值。 |
