董瑾+廉佳

摘 要：航空生產(chǎn)過程中，對三相交流電源的相序有著嚴(yán)格的要求，相序錯誤或缺相可能造成機載設(shè)備不能正常工作，甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，為滿足航空生產(chǎn)過程中對相序檢測的嚴(yán)格要求，該文采用TC783A作為核心器件，結(jié)合簡潔的外圍電路，包括有電源部分、相序信號采集部分、相序檢測部分、檢測結(jié)果輸出級控制部分完成了具有正序、逆序和缺相控制指示功能的航空三相交流電源相序檢測模塊的設(shè)計，并應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程，具有成本低、用途廣、易實現(xiàn)、便攜等特點。

關(guān)鍵詞：TC783A 航空三相交流電源 相序信號采集 相序檢測模塊

中圖分類號：V264 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（a）-0039-02

在航空電氣系統(tǒng)中，交流電源一般為三相115 V/400 Hz，特殊情況下也有三相36 V/400 Hz的應(yīng)用。在許多場合下，是不允許出現(xiàn)逆向相序的，如發(fā)電機、供配電系統(tǒng)和地面中頻電源等[1]。若相序不正確或缺相，輕則產(chǎn)品自身不能正常工作，重則燒毀設(shè)備。為適應(yīng)航空三相中頻電源相序的檢測，判斷相序及缺相情況，設(shè)計一種適用性強、操作簡單的相序檢測設(shè)備是十分必要的。該文介紹了一種具有正序、逆序和缺相指示和控制功能的相序檢測模塊，具有成本低、用途廣、易實現(xiàn)、便攜等特點。

1 設(shè)計方案

1.1 方案選取

常用的相序檢測方法有多蹤示波器波形比較法、以電機旋轉(zhuǎn)方向判斷相序、通過電子元件簡單搭建的相序指示電路以及采用先進(jìn)的邏輯控制為核心的綜合測試控制系統(tǒng)。早期的相序檢測電路由電容、電阻組成，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但速度慢、體積大[2]。原有的方法或不夠直觀、或難以實現(xiàn)控制、或成本較高、系統(tǒng)復(fù)雜、適用性小。為適應(yīng)飛機生產(chǎn)的需求，應(yīng)尋求一種安全、可靠又易實現(xiàn)的集成元件來代替分立元件實現(xiàn)相序和缺相檢測及控制的功能。該文采用基于施密特觸發(fā)的采樣方式來檢測相序的集成芯片TC783A作為系統(tǒng)的核心。

1.2 芯片介紹

TC783A通過施密特觸發(fā)分別在正弦波上升過零后30 °和正弦波下降過零后30 °采樣[3]，避免過零檢測誤判的情況，可動態(tài)檢測三相電壓的存在，分別對缺相、輸入正反序進(jìn)行指示。

具有單電源，功耗小，功能強，輸入阻抗高，采樣方便，外接元件少等優(yōu)點[4]。TC783A內(nèi)部框圖如圖1。

圖2為TC783A的管腳功能圖。三相交流電壓信號經(jīng)分壓后，分別進(jìn)入管腳1、2、3，對正弦波進(jìn)行施密特采樣檢測、確定信號的存在狀態(tài)，結(jié)果送到缺相檢測電路。經(jīng)缺相檢測電路檢測，輸出缺相指示。當(dāng)三相正弦波信號都輸入時，A相、B相、C相對應(yīng)的輸出端管腳12、11、10輸出為低電平；發(fā)生缺相時，對應(yīng)的管腳將輸出高電平。經(jīng)過缺相檢測，再進(jìn)行相序判斷，若輸入的為正序，則9腳輸出高電平指示正序；若輸入為逆序，則8腳輸出高電平指示反序。在缺相狀態(tài)下，管腳9、8皆輸出低電平。管腳13為內(nèi)部脈沖發(fā)生電路的外接電容。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)框圖

根據(jù)TC783A的具體特點及功能，系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖2所示。

系統(tǒng)主要由直流電源、交流三相信號采集、相序檢測、指示和輸出控制五個部分組成。交流三相信號采集完成115 V/400 Hz或36 V/400 Hz電源信號的采集；直流電源為整個模塊提供工作電源；相序檢測部分完成相序的檢測；指示部分根據(jù)檢測結(jié)果指示出相序和缺相狀態(tài)，輸出控制部分通過繼電器實現(xiàn)外圍電路控制。

2.2 電路設(shè)計

（1）直流電源。

電源采用直流電源轉(zhuǎn)換芯片WRF2412，可將18 V～36 VDC轉(zhuǎn)換為12VDC，適用范圍寬。

（2）交流三相信號采集。

以115 V/400 Hz三相交流電源為例，交流電源信號通過電阻分壓、限流和電容濾波，得到13 V左右的交流電壓信號，與直流電源經(jīng)電阻分壓后8 V左右的偏置電壓疊加，輸出給相序檢測部分。36 V/400 Hz三相交流電源的只需更換分壓電阻即可。

（3）相序檢測。

TC783A將輸入的交流電壓信號進(jìn)行分析處理，輸出缺相、正序和逆序信號。內(nèi)部脈沖發(fā)生電路的工作頻率由外接電容C1控制，此處選擇0.01 μF。

（4）結(jié)果指示與輸出控制。

檢測結(jié)果通過LED燈指示“缺A相”、“缺B相”、“缺C相”、“正序”和“逆序”五種工作狀態(tài)。輸出控制通過繼電器實現(xiàn)“缺相”、“正序”和“逆序”控制信號輸出。

2.3 成品展示

依據(jù)上述電路設(shè)計的相序檢測模塊成品見圖3，通過測試，效果良好。

3 結(jié)語

實際應(yīng)用結(jié)果表明，基于TC783A的相序檢測模塊滿足多種電壓的航空三相電源相序檢測的要求。該模塊通過加裝電池板進(jìn)行改進(jìn)，還可作為便攜式手持設(shè)備實現(xiàn)機上電源相序檢測，也可作為其他機電設(shè)備的電源保護(hù)或控制模塊，保證機載設(shè)備電源相序的正確性，具有便攜、簡易、準(zhǔn)確、適用范圍廣等優(yōu)點。

參考文獻(xiàn)

[1] 孟武勝，高慶，金博丕.基于PIC的航空電源相序檢測器的設(shè)計[J].機械與電子，2012（5）：57-58.

[2] 冷惠文，侯霞，王東興.一種三相電源相序與斷相自動檢測電路[J].電測與儀表，2003，40（5）：35-38.

[3] 侯志俊.新穎三相相序、缺相檢測電路[N].電子報，2004-06-20.

[4] 吳興錦.基于TC783A的三相電動機缺相保護(hù)電路的設(shè)計與實現(xiàn)[J].長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011，11（1）：45-51.

摘 要：航空生產(chǎn)過程中，對三相交流電源的相序有著嚴(yán)格的要求，相序錯誤或缺相可能造成機載設(shè)備不能正常工作，甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，為滿足航空生產(chǎn)過程中對相序檢測的嚴(yán)格要求，該文采用TC783A作為核心器件，結(jié)合簡潔的外圍電路，包括有電源部分、相序信號采集部分、相序檢測部分、檢測結(jié)果輸出級控制部分完成了具有正序、逆序和缺相控制指示功能的航空三相交流電源相序檢測模塊的設(shè)計，并應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程，具有成本低、用途廣、易實現(xiàn)、便攜等特點。

關(guān)鍵詞：TC783A 航空三相交流電源 相序信號采集 相序檢測模塊

中圖分類號：V264 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（a）-0039-02

在航空電氣系統(tǒng)中，交流電源一般為三相115 V/400 Hz，特殊情況下也有三相36 V/400 Hz的應(yīng)用。在許多場合下，是不允許出現(xiàn)逆向相序的，如發(fā)電機、供配電系統(tǒng)和地面中頻電源等[1]。若相序不正確或缺相，輕則產(chǎn)品自身不能正常工作，重則燒毀設(shè)備。為適應(yīng)航空三相中頻電源相序的檢測，判斷相序及缺相情況，設(shè)計一種適用性強、操作簡單的相序檢測設(shè)備是十分必要的。該文介紹了一種具有正序、逆序和缺相指示和控制功能的相序檢測模塊，具有成本低、用途廣、易實現(xiàn)、便攜等特點。

1 設(shè)計方案

1.1 方案選取

常用的相序檢測方法有多蹤示波器波形比較法、以電機旋轉(zhuǎn)方向判斷相序、通過電子元件簡單搭建的相序指示電路以及采用先進(jìn)的邏輯控制為核心的綜合測試控制系統(tǒng)。早期的相序檢測電路由電容、電阻組成，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但速度慢、體積大[2]。原有的方法或不夠直觀、或難以實現(xiàn)控制、或成本較高、系統(tǒng)復(fù)雜、適用性小。為適應(yīng)飛機生產(chǎn)的需求，應(yīng)尋求一種安全、可靠又易實現(xiàn)的集成元件來代替分立元件實現(xiàn)相序和缺相檢測及控制的功能。該文采用基于施密特觸發(fā)的采樣方式來檢測相序的集成芯片TC783A作為系統(tǒng)的核心。

1.2 芯片介紹

TC783A通過施密特觸發(fā)分別在正弦波上升過零后30 °和正弦波下降過零后30 °采樣[3]，避免過零檢測誤判的情況，可動態(tài)檢測三相電壓的存在，分別對缺相、輸入正反序進(jìn)行指示。

具有單電源，功耗小，功能強，輸入阻抗高，采樣方便，外接元件少等優(yōu)點[4]。TC783A內(nèi)部框圖如圖1。

圖2為TC783A的管腳功能圖。三相交流電壓信號經(jīng)分壓后，分別進(jìn)入管腳1、2、3，對正弦波進(jìn)行施密特采樣檢測、確定信號的存在狀態(tài)，結(jié)果送到缺相檢測電路。經(jīng)缺相檢測電路檢測，輸出缺相指示。當(dāng)三相正弦波信號都輸入時，A相、B相、C相對應(yīng)的輸出端管腳12、11、10輸出為低電平；發(fā)生缺相時，對應(yīng)的管腳將輸出高電平。經(jīng)過缺相檢測，再進(jìn)行相序判斷，若輸入的為正序，則9腳輸出高電平指示正序；若輸入為逆序，則8腳輸出高電平指示反序。在缺相狀態(tài)下，管腳9、8皆輸出低電平。管腳13為內(nèi)部脈沖發(fā)生電路的外接電容。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)框圖

根據(jù)TC783A的具體特點及功能，系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖2所示。

系統(tǒng)主要由直流電源、交流三相信號采集、相序檢測、指示和輸出控制五個部分組成。交流三相信號采集完成115 V/400 Hz或36 V/400 Hz電源信號的采集；直流電源為整個模塊提供工作電源；相序檢測部分完成相序的檢測；指示部分根據(jù)檢測結(jié)果指示出相序和缺相狀態(tài)，輸出控制部分通過繼電器實現(xiàn)外圍電路控制。

2.2 電路設(shè)計

（1）直流電源。

電源采用直流電源轉(zhuǎn)換芯片WRF2412，可將18 V～36 VDC轉(zhuǎn)換為12VDC，適用范圍寬。

（2）交流三相信號采集。

以115 V/400 Hz三相交流電源為例，交流電源信號通過電阻分壓、限流和電容濾波，得到13 V左右的交流電壓信號，與直流電源經(jīng)電阻分壓后8 V左右的偏置電壓疊加，輸出給相序檢測部分。36 V/400 Hz三相交流電源的只需更換分壓電阻即可。

（3）相序檢測。

TC783A將輸入的交流電壓信號進(jìn)行分析處理，輸出缺相、正序和逆序信號。內(nèi)部脈沖發(fā)生電路的工作頻率由外接電容C1控制，此處選擇0.01 μF。

（4）結(jié)果指示與輸出控制。

檢測結(jié)果通過LED燈指示“缺A相”、“缺B相”、“缺C相”、“正序”和“逆序”五種工作狀態(tài)。輸出控制通過繼電器實現(xiàn)“缺相”、“正序”和“逆序”控制信號輸出。

2.3 成品展示

依據(jù)上述電路設(shè)計的相序檢測模塊成品見圖3，通過測試，效果良好。

3 結(jié)語

實際應(yīng)用結(jié)果表明，基于TC783A的相序檢測模塊滿足多種電壓的航空三相電源相序檢測的要求。該模塊通過加裝電池板進(jìn)行改進(jìn)，還可作為便攜式手持設(shè)備實現(xiàn)機上電源相序檢測，也可作為其他機電設(shè)備的電源保護(hù)或控制模塊，保證機載設(shè)備電源相序的正確性，具有便攜、簡易、準(zhǔn)確、適用范圍廣等優(yōu)點。

參考文獻(xiàn)

[1] 孟武勝，高慶，金博丕.基于PIC的航空電源相序檢測器的設(shè)計[J].機械與電子，2012（5）：57-58.

[2] 冷惠文，侯霞，王東興.一種三相電源相序與斷相自動檢測電路[J].電測與儀表，2003，40（5）：35-38.

[3] 侯志俊.新穎三相相序、缺相檢測電路[N].電子報，2004-06-20.

[4] 吳興錦.基于TC783A的三相電動機缺相保護(hù)電路的設(shè)計與實現(xiàn)[J].長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011，11（1）：45-51.

摘 要：航空生產(chǎn)過程中，對三相交流電源的相序有著嚴(yán)格的要求，相序錯誤或缺相可能造成機載設(shè)備不能正常工作，甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，為滿足航空生產(chǎn)過程中對相序檢測的嚴(yán)格要求，該文采用TC783A作為核心器件，結(jié)合簡潔的外圍電路，包括有電源部分、相序信號采集部分、相序檢測部分、檢測結(jié)果輸出級控制部分完成了具有正序、逆序和缺相控制指示功能的航空三相交流電源相序檢測模塊的設(shè)計，并應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程，具有成本低、用途廣、易實現(xiàn)、便攜等特點。

關(guān)鍵詞：TC783A 航空三相交流電源 相序信號采集 相序檢測模塊

中圖分類號：V264 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（a）-0039-02

在航空電氣系統(tǒng)中，交流電源一般為三相115 V/400 Hz，特殊情況下也有三相36 V/400 Hz的應(yīng)用。在許多場合下，是不允許出現(xiàn)逆向相序的，如發(fā)電機、供配電系統(tǒng)和地面中頻電源等[1]。若相序不正確或缺相，輕則產(chǎn)品自身不能正常工作，重則燒毀設(shè)備。為適應(yīng)航空三相中頻電源相序的檢測，判斷相序及缺相情況，設(shè)計一種適用性強、操作簡單的相序檢測設(shè)備是十分必要的。該文介紹了一種具有正序、逆序和缺相指示和控制功能的相序檢測模塊，具有成本低、用途廣、易實現(xiàn)、便攜等特點。

1 設(shè)計方案

1.1 方案選取

常用的相序檢測方法有多蹤示波器波形比較法、以電機旋轉(zhuǎn)方向判斷相序、通過電子元件簡單搭建的相序指示電路以及采用先進(jìn)的邏輯控制為核心的綜合測試控制系統(tǒng)。早期的相序檢測電路由電容、電阻組成，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但速度慢、體積大[2]。原有的方法或不夠直觀、或難以實現(xiàn)控制、或成本較高、系統(tǒng)復(fù)雜、適用性小。為適應(yīng)飛機生產(chǎn)的需求，應(yīng)尋求一種安全、可靠又易實現(xiàn)的集成元件來代替分立元件實現(xiàn)相序和缺相檢測及控制的功能。該文采用基于施密特觸發(fā)的采樣方式來檢測相序的集成芯片TC783A作為系統(tǒng)的核心。

1.2 芯片介紹

TC783A通過施密特觸發(fā)分別在正弦波上升過零后30 °和正弦波下降過零后30 °采樣[3]，避免過零檢測誤判的情況，可動態(tài)檢測三相電壓的存在，分別對缺相、輸入正反序進(jìn)行指示。

具有單電源，功耗小，功能強，輸入阻抗高，采樣方便，外接元件少等優(yōu)點[4]。TC783A內(nèi)部框圖如圖1。

圖2為TC783A的管腳功能圖。三相交流電壓信號經(jīng)分壓后，分別進(jìn)入管腳1、2、3，對正弦波進(jìn)行施密特采樣檢測、確定信號的存在狀態(tài)，結(jié)果送到缺相檢測電路。經(jīng)缺相檢測電路檢測，輸出缺相指示。當(dāng)三相正弦波信號都輸入時，A相、B相、C相對應(yīng)的輸出端管腳12、11、10輸出為低電平；發(fā)生缺相時，對應(yīng)的管腳將輸出高電平。經(jīng)過缺相檢測，再進(jìn)行相序判斷，若輸入的為正序，則9腳輸出高電平指示正序；若輸入為逆序，則8腳輸出高電平指示反序。在缺相狀態(tài)下，管腳9、8皆輸出低電平。管腳13為內(nèi)部脈沖發(fā)生電路的外接電容。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)框圖

根據(jù)TC783A的具體特點及功能，系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖2所示。

系統(tǒng)主要由直流電源、交流三相信號采集、相序檢測、指示和輸出控制五個部分組成。交流三相信號采集完成115 V/400 Hz或36 V/400 Hz電源信號的采集；直流電源為整個模塊提供工作電源；相序檢測部分完成相序的檢測；指示部分根據(jù)檢測結(jié)果指示出相序和缺相狀態(tài)，輸出控制部分通過繼電器實現(xiàn)外圍電路控制。

2.2 電路設(shè)計

（1）直流電源。

電源采用直流電源轉(zhuǎn)換芯片WRF2412，可將18 V～36 VDC轉(zhuǎn)換為12VDC，適用范圍寬。

（2）交流三相信號采集。

以115 V/400 Hz三相交流電源為例，交流電源信號通過電阻分壓、限流和電容濾波，得到13 V左右的交流電壓信號，與直流電源經(jīng)電阻分壓后8 V左右的偏置電壓疊加，輸出給相序檢測部分。36 V/400 Hz三相交流電源的只需更換分壓電阻即可。

（3）相序檢測。

TC783A將輸入的交流電壓信號進(jìn)行分析處理，輸出缺相、正序和逆序信號。內(nèi)部脈沖發(fā)生電路的工作頻率由外接電容C1控制，此處選擇0.01 μF。

（4）結(jié)果指示與輸出控制。

檢測結(jié)果通過LED燈指示“缺A相”、“缺B相”、“缺C相”、“正序”和“逆序”五種工作狀態(tài)。輸出控制通過繼電器實現(xiàn)“缺相”、“正序”和“逆序”控制信號輸出。

2.3 成品展示

依據(jù)上述電路設(shè)計的相序檢測模塊成品見圖3，通過測試，效果良好。

3 結(jié)語

實際應(yīng)用結(jié)果表明，基于TC783A的相序檢測模塊滿足多種電壓的航空三相電源相序檢測的要求。該模塊通過加裝電池板進(jìn)行改進(jìn)，還可作為便攜式手持設(shè)備實現(xiàn)機上電源相序檢測，也可作為其他機電設(shè)備的電源保護(hù)或控制模塊，保證機載設(shè)備電源相序的正確性，具有便攜、簡易、準(zhǔn)確、適用范圍廣等優(yōu)點。

參考文獻(xiàn)

[1] 孟武勝，高慶，金博丕.基于PIC的航空電源相序檢測器的設(shè)計[J].機械與電子，2012（5）：57-58.

[2] 冷惠文，侯霞，王東興.一種三相電源相序與斷相自動檢測電路[J].電測與儀表，2003，40（5）：35-38.

[3] 侯志俊.新穎三相相序、缺相檢測電路[N].電子報，2004-06-20.

[4] 吳興錦.基于TC783A的三相電動機缺相保護(hù)電路的設(shè)計與實現(xiàn)[J].長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011，11（1）：45-51.