三相检测电路设计指引

2.7 三相电路功率的测量一、 实验目的1．设计实验方案、实验接线图和数据记录表格等。

2．研究用一瓦计法和二瓦计法测量三相电路的有功功率的原理和方法。

3．研究测量对称三相电路的无功功率的原理和方法。

4．学习正确使用数字功率表。

二、 实验原理1．一瓦计法当三相负载完全对称时，我们只需测量其中任意一相的功率，然后乘以3就等于三相负载的总功率，即ϕϕϕϕcos 33I U P P ==如图2.7-1a 所示，一瓦计法适用于三相负载对称的情况，且负载为星形联结时要求中性点容易引出导线，三角形联结时其中一相要易于拆开。

a) b)图2.7-1 三相负载功率的测量接线图a) 对称负载一瓦计法 b) 测量三相负载功率的二瓦计法2．二瓦计法二瓦计法测量三相负载的功率时其接线如图2.7-1b 所示。

不论三相负载的连接方法如何，也不论负载是否对称，只要是三相三线制电路，可以证明此法均正确无误。

用此法时三相总功率等两个瓦特表测得的功率之和，即 21P P P +=两只瓦特表的读数单独来看不代表任何部分的功率，只有合起来才用意义。

实用中有专门用来测量三相三线制电路功率的二元瓦特表，该表测得的读数就是三相总功率。

3． 二瓦计法测量三相功率时应注意的问题1) 二瓦计法适用于对称或不对称的三相三线制电路，而对于三相四线制电路一般不适用。

2) 图2.7-1b 只是二瓦计法的一种接线方式，而一般接线原则为：（1）两只功率表的电流线圈分别串接入任意两条火线中，电流线圈的星号端必须接在电源侧。

（2）两只功率表的电压线圈的星号端必须各自接到电流线圈的星号端，而两只功率表的电压线圈的非对应端必须同时接到没有接入功率表电流线圈的第三条火线上。

3）在对称三相电路中，两只瓦特表的读数与负载的功率因数之间有如下的关系：（1）负载为纯电阻（即功率因数等于1）时，两只功率表的读数相等。

U V W N U V W（2）负载的功率因数大于0.5时，两只功率表的读数均为正。

三相电路设计性实验一、 实验目的1． 了解三相交流电源电压的相序，学习其测量方法。

2． 掌握三相负载作星形联接和三角形联接的方法，验证这两种接法下线电压和相电压、线电流和相电流之间的关系。

3． 理解三相四线制供电系统中中线的作用。

4． 掌握用三表法、二表法测量三相电路有功功率，用一表法测量三相电路无功功率的方法。

二、 原理说明1． 图4-1所示为相序指示器电路，用以测量三相交流电源电压的相序A 、B 、C 。

该电路由一个电容器和两个功率相同的白炽灯组成星形不对称三相负载，如果电容器接A 相，则灯光较亮的为B 相，灯光较暗的为C 相。

（相序是相对的，任何一相均可作为A 相，但A 相确定以后，B 相和C 相也就确定了）。

图4-1为了分析问题方便，设R R R X C B C ===，另设00∠=pA U U ，则 pN N C C pNN BBp p p p C BA NN U ..U U U U ..U U U U .j .RR jR R U R U jR U R R jR R U R U jR U U 00000613840610149160201111201200111-∠=-='-∠=-='+-=++-∠+-∠+-∠=++-++-=''' ）（由于C BU U '>'，所以B 相灯较亮。

2． 三相负载星形联接（Y 接，三相四线制供电）。

若三相负载对称，则线电压等于相电压的3倍， 线电流等于相电流，这时中线电流为0，所以中线可以省去。

即使省去中线，电源中点和负载中点之间电压亦为零。

若三相负载不对称，则必须采用三相四线制接法，并且中线一定要联接牢固，以保证三相不对称负载的电压对称，这时中线电流不等于0。

若断开中线，则三相不对称负载的电压不对称，电源中点和负载中点之间电压不为零，要影响负载的工作。

3． 三相负载三角形联接（△接，三相三线制供电）。

电控设计规范三相检测电路设计指引1.1三相交流电：由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120 °角的交流电路组成的电力系统。

1.2相电压：火线对零线的电压。

1.3线电压：火线与火线间的电压。

2总述在三相空调室外机上，常用到三相检测电路来检测三相电的相序和缺相，以达到保护压缩机的目的。

下面介绍其工作原理及注意事项。

3电路原理3.1电路原理图图13.2工作原理简介3.2.1在了解电路工作原理之前，首先简单介绍三相交流电的知识。

所谓三相交流电是指由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120 °角的交流电路组成的电力系统。

如图2所示：图2其三角函数表示为：三相交流电有星型（Y）和三角形（Δ）两种接法，如图3所示：a星型接法b三角形接法图3星型接法采用三相四线制，有一根公共的零线；线电压是380VAC，相电压是220VAC，因此可以提供380VAC和220VAC电压，适用于三相负载平衡和不平衡的场合。

目前市电是采用三相四线制的供电方式，本标准只适用于该接线方式。

三角形接法采用三相三线制，没有公共零线；只能提供380VAC线电压，一般用于三相平衡的场合。

有些船舶等环境下使用，本标准不适用于该接线方式。

3.2.2从原理图1可以看到，需检测的电源是采用三相四线制方式，每一相的电压（A、B、C相和零线之间电压，220VAC）通过4007二极管和68K大功率电阻加到PC817光耦上，在正半周期光耦导通，负半周期则光耦截止；由于光耦输出端有上拉电阻，故光耦导通时芯片检测到低电平，光耦截止时芯片检测到高电平。

A、B、C三相电的相差是120o，芯片检测到A、B、C三相的波形如下：从波形图可以看到，芯片的三个端口均检测到一定周期的方波，且相位相差120 o。

若某端口检测不到方波信号，则说明缺相；若检测到三相信号不是按120 o相差顺序变化，则说明是相序错误。

这是三相电压检测设计的基本原理。

3.3各元器件作用整流二极管D1、D2和D3——保证回路正半周期导通、负半周期截止，减少大功率电阻R1、R2和R9的发热；大功率电阻R1、R2和R9——限流作用，使光耦导通电流控制在3.2mA 左右；光耦U1、U2和U3——控制和隔离作用，正半周期导通，负半周期截止；电阻R3、R4和R10——分流和钳压作用，保护光耦；瓷片电容C1、C2和C5——滤波作用，保护光耦；电阻R5、R6和R11——上拉作用；瓷片电容C3、C4、C6和电阻R7、R8、R12——组成了RC滤波电路，抗高频干扰作用。

三相检测电路的制作方法三相电是指电源中有三个交流电源导线，并在时间上互相相位差120度，形成平衡的三相系统。

三相电提供了更高的功率传输能力和更稳定的电能供应。

在很多工业和商业应用中，三相电被广泛使用。

为了确保三相系统的稳定运行，我们需要使用三相检测电路来监测三相电的电压和频率是否正常。

下面是一个制作三相检测电路的方法。

所需材料：1.电容2.电感3.电阻4.电压调节器5.锂电池6. LED指示灯7.电路板8.电线和连接器9.钳子和剥线工具10.手工具步骤：1.设计电路：首先，根据你的需求和要监测的电源参数，设计一个合适的三相检测电路。

三相检测电路通常由三个相同的单相检测电路组成，每个单相电路负责检测一个相位的电流和电压。

你可以根据需要选择合适的电容、电感和电阻值来满足你的电路要求。

确保在电路设计中考虑到输入和输出的保护和过压保护。

2.制作电路板：一旦你设计好了电路图，你需要将它布局在一个电路板上。

使用手工工具或计算机辅助设计工具来绘制电路板图纸。

然后，将电路图纸传输到电路板上，并使用镀铜的电路板进行蚀刻。

当完成蚀刻时，使用砂纸清除电路板的残留物，并进行化学清洗。

最后，使用钳子和剥线工具将电路板上的多余铜线剪掉，并修整连接点。

3.焊接元器件：根据你的电路图纸，将所需的电容、电感、电阻和其他元器件焊接到电路板上。

确保正确连接每个元器件，并注意焊接的质量和稳定性。

确保使用正确的焊接温度和技巧，以避免焊接过热或冷焊导致的连接问题。

4.连接电源：将电路板连接到电源电缆上。

使用电线和连接器将电路板上的输电线连接到电源引线上。

确保正确连接每个线路，并确保电线接地正常。

接地是确保电路运行稳定和安全的重要因素。

5.安装LED指示灯：将LED指示灯焊接到电路板上，以便显示电路的状态。

使用与LED指示灯配套的电阻来限制电流，并将其连接到适当的引脚上。

确保LED指示灯下有合适的标记，以便正确显示检测到的电源状态。

6.测试和调试：在连接电源之前，确认你的电路已正确焊接和安装。