在電子,、電力,、儀表和自動控制等設備中，往往需要檢測判斷三相交流電源的相序以及是否缺相,。如果產生缺相或者是相序有誤的時候就要及時形成保護,。特別是對于只允許單向旋轉的設備而言，如果相序有誤可能造成其旋轉件損壞,，如載入電梯因相序的改變,，使運行方向與預定方向相反，可能危及人身安全,，這時就有必要采取措施進行相序檢測和缺相保護,。
三相交流電源的相序檢測在工農業(yè)生產中也具有重要意義。在許多場合下,，是不允許出現逆向相序的,，如水泵電機，大型空調器用非往復式壓縮機和風機,，移動供配電裝置等,。偶爾出現的逆向相序，將導致事故的發(fā)生,。為此,，設計相序檢測報警電路和相序檢測自動校正電路很有必要。
1 相序檢測和缺相保護
早期的相序,、缺相檢測電路主要依靠簡單的電容,、電阻等硬件電路來完成，其檢測速度較慢,，與數字電路的快速發(fā)展是極不相稱,。為此本文以三路交流信號的相位檢測為例，一方面設計了基于相序指示器的三相電源相序檢測電路,；另一方面采用相序檢測極速算法,，將采樣的三路交流信號通過特定的算法，推算出待測相序是否與參考相序相一致,，從而給出相序判定信號,。
1．1 基于雙極型晶體管的相序檢測電路
其工作原理是：如圖1所示，因三相電源的A相和B相分別接至a和b兩端時，晶體管VBG截止,，所以電壓繼電器KV不動作,；當三相電源相序接反時，即三相電源的A相接至a端,，而C相接至b端,，此時晶體管VBC導通，電壓繼電器KV吸合動作,。
該電路中,，電壓繼電器可選用上海無線電八廠的JZC-221FB(HB4130)或JZC-22FB(HG4123)或4088等超小型中功率繼電器，線圈吸引電壓額定值為6 V(DC),，觸點負載220V(AC)3 A,。
1．2 基于相序檢測極速算法的檢測電路
不妨假定三相交流信號的數學表達式為(參考相序A、B,、C,，待測相序a、b,、c)：
由上述推導可以得出,，當W(t，φ)對時間t的偏導為0時,，相序檢測為正序,，即待測相序與參考相序一致。反之,，相序為逆序時,，如將a、c互換,，同樣利用上述方法構造W(t,，φ)函數，有
從上面推導容易得出
為相序一致的充要條件,。對其充要條件進行離散化,，以便在計算機上實現相序的檢測,。離散化形式為：△W(t,，φ)=0，即W(tk+1,，φ)=W(tk,，φ)。若W(tk+1,，φ)=W(tk,，φ)，則兩者相序一致；反之,，則為逆序,，需要校正。其計算機程序流程圖如圖2所示,。
在實際運行過程中,，如果忽略程序的運行時間，則從一開始到給出相序判別信號,，整個執(zhí)行過程的時間就是采樣周期的長度,，一般為T／12，而實際的采樣周期比T／12小得多,，可以做到T／12 000,，甚至更小。所以,，該算法為極速檢測相序奠定了堅實的理論基礎,，使相序檢測的速度提高了近百倍。但實際運用中應兼具速度與效果兩項指標,。
為進一步增強運行的可靠性,，有時還可以用
作為判別條件，但速度隨著N的增大而減慢,，N可根據具體情況確定,。
2 相序檢測報警電路
相序檢測報警電路的采樣信號是完全脫離信號設備的，當本報警器發(fā)生故障時,，不影響電源的正常使用,。電路結構如圖3所示，它由電容,、電阻,、發(fā)光二極管組成。A,、B,、C分別接在三相電能表電源變壓器的二次側，三相電源經三組變壓器后保持相序不變,，線電壓降為約20 V交流電壓,。
該電路的工作原理是：當A、B,、C按正確的相序接入電源時,，1、2節(jié)點之間的電壓很小,，不能點亮LED燈,；當A,、B、C與電源相序接錯時,，1,、2節(jié)點之間的電壓將增大至一定幅度，點亮LED報警,。電路中發(fā)光二極管LED串聯電阻RL構成逆相序指示電路,，它作為逆相序檢測部分的負載，在分析時可將其斷開,，列出圖3所示的等效電路：對節(jié)點1,、2之間電壓變化進行理論分析。
3 相序檢測校正
根據前面分析,，相序檢測為逆序時,，系統發(fā)出報警信號，其相序自動矯正電路如圖4所示,，其工作原理是：首先合上刀開關OS,，則控制變壓器T1的初級回路通電，它將220VAC變成110 VAC,。提供電控部分各交流接觸器線包工作所需電源,，此時交流接觸器KM吸合，其主觸頭KM閉合,，負載啟動運轉,。當三相電源的A、B相分別接至相序指示器的a和b兩端,、零線接至d端時,，相序指示器中晶體管VBG截止，所以電壓繼電器KV不動作,，其常閉觸頭k1和k3閉合將負載電源接通,，使其正常工作；當三相電源相序接反時,，即三相電源的A相接至a端,。而C相接至b端，此時晶體管VBG導通,，電壓繼電器KV吸合動作,，其常閉觸頭k1和k3斷開，常開觸頭k2和k4閉合,，使負載的三相電源相序保持不變,。
4 結束語
通過PC104為核心的在線測試儀，本文所述電路已成功應用于某型導彈地面電源故障檢測儀中,。交-直-交逆變電源輸入為380 V+10％，輸出為200 V+10％，最大噪聲電壓為U2Noise=5 mV,，系統的測試精度高于5％,，針對部隊實際，有效地縮短了導彈的測發(fā)控流程,。實踐表明,，該電路效果良好，基本滿足測量要求,。