檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路的製作方法
2023-06-12 21:11:56
專利名稱：檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路。
背景技術：
現有的檢測三相或四相電流的電路參見圖2，它包括電流互感器、二極體、場效應管、電阻，電流互感器接在三相或四相輸入電源端，A相的電流互感器同名端接二極體D1正端和D3負端，電流互感器異名端接二極體D2正端和D4負端，B相的電流互感器同名端接二極體D5正端和D7負端，電流互感器異名端接二極體D6正端和D8負端，C相的電流互感器同名端接二極體D9正端和D11負端，電流互感器異名端接二極體D10正端和D12負端，N相的電流互感器同名端接二極體D13正端和D15負端，電流互感器異名端接二極體D14正端和D16負端，二極體D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14負端相連並連接受控場效應管漏極和二極體D17正端，D17負端和場效應管柵極接工作電源和控制電路。A相的電流互感器感應出來的電壓，通過二極體D1、D2、D3、D4、場效應管、工作電源和控制電路、電阻R1形成一迴路，在測壓電阻R1上形成一電壓，這樣將電流信號變換成電壓信號，提供給信號處理電路進行處理，對三相或四相電流進行保護。該檢測電路可運用於塑殼式電子控制器的斷路器進行保護，但對於接地故障保護還需外接零序互感器進行保護，這樣對於斷路器來說，體積增大，部件增多，不能滿足用戶的需求。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路，該電路利用了現有的三相或四相電流互感器來判斷出接地、不平衡、故障電流，電路結構簡單、緊湊。
本實用新型是這樣實現的一種檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路，包括電流互感器、二極體、場效應管、電阻，電流互感器接在三相或四相輸入電源端，A相的電流互感器同名端接二極體D1正端和D3負端，電流互感器異名端接二極體D2正端和D4負端，B相的電流互感器同名端接二極體D5正端和D7負端，電流互感器異名端接二極體D6正端和D8負端，C相的電流互感器同名端接二極體D9正端和D11負端，電流互感器異名端接二極體D10正端和D12負端，N相的電流互感器同名端接二極體D13正端和D15負端，電流互感器異名端接二極體D14正端和D16負端，二極體D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14負端相連並連接受控場效應管漏極和二極體D17正端，D17負端和場效應管柵極接工作電源和控制電路，其特徵是所述取樣電路還包括運算放大器電路，在二極體D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地，二極體D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，電阻R9、R11、R13、R15另一端相連接並接入運算放大器輸入端的負端，電阻R10、R12、R14、R16另一端相連接並接入運算放大器輸入端的正端，運算放大器裝有平衡電阻R17和反饋電阻R18，運算放大器輸出接信號處理電路，在二極體D3、D7、D11、D15正端分別接有導線接入信號處理電路，信號處理電路輸出接執行元件。
本實用新型是在現有的三相或四相的電流檢測電路的基礎上，通過改變橋式整流二極體電路，將每個互感器同名端和異名端輸出的二極體的電阻送入運算放大器輸入端，對取出的三相或四相電流的半波信號進行比較後判斷出接地、故障、不平衡電流，並輸入信號處理電路後由執行元件進行執行。本實用新型與現有技術相比較，將三相或四相電流的檢測與接地、故障、不平衡電流檢測合併為一個電路，使得電路緊湊、體積小，適用於塑殼式電子控制器的斷路器。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路電路圖；圖2為現有的檢測三相或四相電流電路圖。
具體實施方式
參見圖1，一種檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路，包括電流互感器H、二極體D、場效應管V、電阻R、運算放大器電路。電流互感器H接在三相或四相輸入電源端，A相的電流互感器H1同名端接二極體D1正端和D3負端，電流互感器H1異名端接二極體D2正端和D4負端，B相的電流互感器H2同名端接二極體D5正端和D7負端，電流互感器H2異名端接二極體D6正端和D8負端，C相的電流互感器H3同名端接二極體D9正端和D11負端，電流互感器H3異名端接二極體D10正端和D12負端，N相的電流互感器H4同名端接二極體D13正端和D15負端，電流互感器H4異名端接二極體D14正端和D16負端。二極體D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14負端相連並連接受控場效應管V漏極和二極體D17正端，D17負端和場效應管V柵極接工作電源和控制電路1。在二極體D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地。電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是測壓電阻。二極體D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，電阻R9、R11、R13、R15另一端相連接並接入運算放大器輸入端的負端；電阻R10、R12、R14、R16另一端相連接並接入運算放大器輸入端的正端，電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16為運算放大器輸入電阻。運算放大器裝有平衡電阻R17和反饋電阻R18，運算放大器接成一典型的差動放大電路。運算放大器輸出接信號處理電路2，在二極體D3、D7、D11、D15正端分別接有導線接入信號處理電路2，信號處理電路2輸出接執行元件3。
當電流互感器H1流過電流時，次級感應出電壓，二極體D1或D2導通，D17負端輸出的是工作電源和控制電路1所需的電源電壓，工作電源和控制電路1是一開關電源，當D17輸出電壓達到所控制的電壓時，工作電源和控制電路1輸出一信號給場效應管V柵極，場效應管V導通，將電流互感器H1輸出電壓通過場效應管V釋放。當D17輸出電壓變低時，工作電源和控制電路1不輸出信號給場效應管V，場效應管V開路，這樣就建立了電路所需的各種工作電源。
當電流互感器H1流過電流，次級感應出電壓，二極體D1或D2導通，通過場效應管V或工作電源和控制電路1，二極體D3、D4分別在測壓電阻R1、R2上形成一負電壓，這時在R1可測出電流互感器H1電流的半波信號數值。以此類推，在電阻R3、R4、R5、R6、R7、R8上分別形成一負電壓，可檢測H2、H3、H4的相電流的數值。
電流互感器同名端的三相或四相的相電流的信號通過電阻R9、R11、R13、R15迭加在一起輸入運算放大器輸入端的負端；電流互感器異名端的三相或四相的相電流的信號通過電阻R10、R12、R14、R16迭加在一起輸入運算放大器輸入端的正端，形成差動放大器的輸入迴路。
根據三相交流電源電動勢的原理，對稱三相電動勢的瞬時值或相量之和應等於零。因此在無接地電流或三相矢量之和為零的情況下，運算放大器的二輸入端的電壓是平衡的，這時運算放大器無相應輸出。如果A、B、C或N相對地有一短路，則三相矢量之和不等於零，則運算放大器可檢測出A、B、C、N相的相應矢量和的電流，提供給信號處理電路2，推動執行元件3進行保護。
權利要求1.一種檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路，包括電流互感器、二極體、場效應管、電阻，電流互感器接在三相或四相輸入電源端，A相的電流互感器同名端接二極體D1正端和D3負端，電流互感器異名端接二極體D2正端和D4負端，B相的電流互感器同名端接二極體D5正端和D7負端，電流互感器異名端接二極體D6正端和D8負端，C相的電流互感器同名端接二極體D9正端和D11負端，電流互感器異名端接二極體D10正端和D12負端，N相的電流互感器同名端接二極體D13正端和D15負端，電流互感器異名端接二極體D14正端和D16負端，二極體D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14負端相連並連接受控場效應管漏極和二極體D17正端，D17負端和場效應管柵極接工作電源和控制電路，其特徵是所述取樣電路還包括運算放大器電路，在二極體D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地，二極體D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，電阻R9、R11、R13、R15另一端相連接並接入運算放大器輸入端的負端，電阻R10、R12、R14、R16另一端相連接並接入運算放大器輸入端的正端，運算放大器裝有平衡電阻R17和反饋電阻R18，運算放大器輸出接信號處理電路，在二極體D3、D7、D11、D15正端分別接有導線接入信號處理電路，信號處理電路輸出接執行元件。
專利摘要本實用新型涉及檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路。本實用新型是在現有的三相或四相的電流檢測電路的基礎上，通過改變橋式整流二極體電路，將每個互感器同名端和異名端輸出的二極體的電阻送入運算放大器輸入端，對取出的三相或四相電流的半波信號進行比較後判斷出接地、故障、不平衡電流，並輸入信號處理電路後由執行元件進行執行。本實用新型與現有技術相比較，將三相或四相電流的檢測與接地、故障、不平衡電流檢測合併為一個電路，使得電路緊湊、體積小，適用於塑殼式電子控制器的斷路器。
文檔編號G01R31/00GK2760563SQ20042011494
公開日2006年2月22日 申請日期2004年12月28日 優先權日2004年12月28日
發明者馮俊 申請人:上海電器股份有限公司人民電器廠