三相电压数显表

由三相交流电源供电的电路。简称三相电路。三相交流电源指能够提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，最常用的是三相交流发电机。三相发电机的各相电压的相位互差120°。它们之间各相电压超前或滞后的次序称为相序。三相电动机在正序电压供电时正转，改为负序电压供电时则反转。因此，使用三相电源时必须注意其相序。一些需要正反转的生产设备可通过改变供电相序来控制三相电动机的正反转。　　三相电源连接方式 常用的有星形连接(即Y形)和三角形连接(即△形)。从电源的3个始端引出的三条线称为端线(俗称火线）。任意两根端线之间的电压称为线电压。星形连接时线电压为相电压的根号3倍；3个线电压间的相位差仍为120°，它们比3个相电压各超前30°。星形连接有一个公共点，称为中性点。三角形连接时线电压与相电压相等，且3个电源形成一个回路，只有三相电源对称且连接正确时，电源内部才没有环流。　　三相负载 按三相阻抗是否相等分为对称三相负载和不对称三相负载。三相电动机、三相电炉等属前者；一些由单相电工设备接成的三相负载(如生活用电及照明用电负载)，通常是取一条端线和由中性点引出的中线(俗称地线)供给一相用户，取另一端线和中线给另一相用户。这类接法三条端线上负载不可能完全相等，属不对称三相负载。三相负载的连接方式也有星形与三角形之分。　　三相电路的瞬时功率(见交流电路中的功率)等于各相瞬时功率之和。即　　P＝PA＋PB＋PC　　式中下标分别表示各相。对于对称电路，　　此时UA＝UB＝UC＝UP，式中UP、IP、U、I分别是相电压、相电流、线电压和线电流的有效值。对称三相电路的平均功率与其瞬时功率相等。其无功功率为UIsin，视在功率为。对称三相电路的瞬时功率为常量，因此，正常运行时带动三相发电机的原动机所受的反力矩和三相电动机的输出转矩都是平稳的。

引言　　当前，电力电子装置和非线性设备的广泛应用，使得电网中的电压、电流波形发生畸变，电能质量受到严重影响和威胁;同时，各种高性能家用电器、办公设备、精密试验仪器、精密生产过程的自动控制设备等对供电质量敏感的用电设备不断普及对电力系统供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为近年来各个方面关注的焦点，电能质量监测是当前国际上的一个研究热点，有必要对三相电信号进行高精度采集，便于进一步分析控制，提高电能质量。对电力参数的采样方法主要有两种，即直流采样法和交流采样法。直流采样法采样的是整流变换后的直流量，软件设计简单，计算方便，但测量精度受整流电路的影响，调整困难。交流采样法则是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按一定算法进行数值处理，从而获得被测量，因而较之直流采样法更易获得高精度、高稳定性的测量结果。　　三相电信号采集电路设计　　三相电信号采集电路框架　　三相电信号采集电路的框架如图1所示。三相电压电流信号经过电压电流互感器转换为较低的电压信号。其中A相的电压信号经过波形调整成为频率与A相电压信号相同的方波信号，用于测量频率。同时将转换后方波频率信号进行频率的整数倍放大作为A/D转换的控制信号。经过六路互感器降压后，将信号送入AD7656进行A/D转换，转换完的数字信号就可以供于DSP/MCU进行数据分析。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/1129303913-0.jpg　　电压电流互感器的选用　　电压/电流互感器均采用湖北天瑞电子有限公司TR系列检测用电压输出型变换器。电压互感器采用检测用电压输出型电压变换器TR1102-1C，如图2为其结构图，规格为300V/7.07V，非线性度比差+/-0.1%，角差=+/-5分。电流互感器采用检测用电压输出型电流变换器TR0102-2C，规格为5A/7.07V，非线性度比差+/-0.1%，角差=+/-5分。　　电源电路　　AD7656共有两种模拟信号输入模式，一是模拟输入信号为二倍的参考电压（2.5V）即+/-5V之间，另一种是四倍的参考电压即+/-10V之间。为提高采样的精度，本电路采用输入信号为+/-10V之间，因此需要+/-10V~+/-16.5V之间电源供电。AD7656同时需要5V的AVCC和DVCC电源及3.3V的接口电压电源VDRIVE（也可以是5V，可根据需要进行调整）。因此，该电路共需要+/-10V~+/-16.5V，5V，3.3V三种电压。电源电路共采用三种电源芯片7805，REG1117-3.3V，和MAX865。外用直流变压器产生约15V的直流电源，接入7805经电容滤波调理，输出5V电压。AD7656的AVCC和DVCC可接受电源极限为7V。7805产生的电压作为施密特触发器的电源，故接入的频率信号经处理后为0到3.3V之间的方波信号。7805产生的电压接入REG1117-3.3V，REG1117-3.3V产生的电压直接接入AD7656的VDRIVE。MAX865是一种高效电荷泵，能够用一种直流电压输入，产生2倍的正负两种电压。输入电压的范围为1.5~6V之间，7856产生的5V电压接入MAX865产生+/-10V。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/11293052A-1.jpg　　频率调整电路　　交流电力参数的频率并不是固定不变的，电力系统的频率有一定的波动范围，特别对小功率供电系统，其供电电网的信号频率将随负载有较大范围内的波动。频率波形调理电路如图4，A相电压信号经互感器转换成+/-7.07V左右的正弦电压信号V1。为了不影响输入信号V1的波形，先使用电压跟随器将V1引入调理电路。因电压跟随器的输入信号为+/-7.07V之间，故需要采用+/-10V为供电电源的运算放大器。D1对采入的信号进行整流，使输入信号只有正半波，负半波为0。D2为5.01V稳压管，限制输入到施密特触发器7414，如果需要接口电压为+5V，也可采用施密特触发器HCC40106BF。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/112930BD-2.jpg　　锁相倍频电路　　电网的频率在正常情况下是在一定范围内变化，采取硬件锁相倍频的方法能够实现每周期内采样的等间隔，提高采样的准确性，电路原理图如图5。锁相环HEF4046的6、7管脚必须外接振荡电容;11、12管脚必须外接振荡电阻。这是因为在锁相环HEF4046的内部采用RC型压控振荡器，必须外接电阻和电容作为充放电元件。其内部的VCO是一个电流控制振荡器，对定时电容的充电电流与从9脚输入的控制电压成正比，使得VCO的振荡频率也正比于该控制电压。13脚接电容和电阻起滤波作用。R1和C1决定了VCO的频率范围 ， 再结合CD4060电路一起实现锁相倍频的功能，频率的放大倍数可以接在CD4060的Q4~Q14不同管角上加以选择.VCO OUT 接入A/D转换CONVST口控制采样。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/112930B05-6.jpg　　A/D转换电路　　AD7656是高集成度、6通道、16bit逐次逼近（SAR）型ADC，它具有每通道达250kSPS的采样率，并且在片内包含一个2.5V内部基准电压源和基准缓冲器。AD7656的电源包括AVCC、DVCC、VDD、VSS和VDRIVE。AVCC和DVCC分别为模拟电源和数字电源，范围为4.75~5.25 V。VDD/VSS为采集到的模拟信号部分的供电电源，范围为+/-5V到+/-16.5V之间。AD7656允许的模拟输入信号有两种量程，一种是输入信号为+/-5V之间，另外一种为+/-10V之间。为提高采样的精度，采用输入信号范围为+/-10V之间的电路接法。因此VDD/VSS至少为+/-10V。RANGE口决定的模拟信号输入的范围，当RANGE接地时，输入范围为4倍的参考电压（2.5V），当RANGE接VDRIVE时，模拟输入范围为2倍的参考电压，因此RANGE信号端接地。参考电压采用的是内部参考电压。AD7656和DSP之间的通信采用并口方式。片选信号CS接地，始终保持接通。始终保持AD7656运行，STBY直接接VDRIVE。AD与DSP之间采用的是16位并口进行数据传输，所以SER/PAR，H/S，W/B均接地。为完成六路信号同步采样，故A/D转换通道控制开关CONVSTA，B，C连接到一起。所有的数字电源，模拟电源，接口驱动电压等电源，均通过两个电容（100nF//10mF）并联后与就近的地连接去耦。　　http://www.elecfans.com/uploads/allimg/110526/1129302T5-7.jpg　　总结　　该电路采样精度高，可根据电网频率变化，实时实现对每一周波的等间隔采样。通过同时控制A/D7656的CONVST转换开关，实现三相电压电流六路信号的同步采样，输出为16位数字信号。可根据不同的应用环境采用不同的接口电压，另外在DSP/MCU数字接口有限的情况下，A/D7656也可以采用SPI通讯，或仅用8位数字并口，传输16位的数字信号。

仪器的状况：1） 正相电压。之前使用正相电压的时候，90%都会出现“current leakage”。今天 30 cm毛细管用20 mM phosphate buffer 25 psi 冲洗了 5min后，用Direct Control 来测试仪器，结果正相电压在30kV 的情况下 电流从67 uA 一分钟内上升到了 150 uA, 手动停止了高压。(电流持续夸张上升http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09504.gif)。2）反相电压。相同条件下，Direct Control测试反相电压，电流稳定在67uA，虽然偶尔会出现"Current leakage", 不过还能用：）。已经和Beckman的 specialist 讨论很久关于仪器Current leakage的问题，到最后还是得 on-site service，不过这个on site service 得 $7,000左右，老板也没有计划在CE上面投入那么多钱（组里做HPLC的多）http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09509.gif。虽然没有寄予太多希望能够解决问题，不过还是想看看大家的意见http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09511.gif。1. The capillary is broken at the window.2. One of the electrode is loose.3. Conditioning of the capillary before applying voltage (buffer should be conditioning with the separation buffer before applying voltage).4. Buffer composition - also make sure the same separation buffer is on the inlet and outlet side.5. Bubbles in the buffer.6. Make sure the caps are not wet (don’t overfill the buffer vials), the interface block and injection levers are clean and free of buffer/gel.7. Problem with the interface block and/or high voltage power supply (only a qualified engineer would be able to assess this).目前，1~6 都可以排除，希望可以得到更多关于高压源和横梁的建议。