相序保护器工作原理图

相序保护器工作原理图
如下图，由电阻R1～R3、电容C1和氖泡NB组成三相交流电相序检测电路。由于C1的移相作用，当电源按图中A、B、C相序接入时，氖泡发光，而逆相序如A、C、B接入时，氖泡则不亮。当按下启动按钮QA时，交流电经C2降压、VD1和VD2整流、DW稳压及C3滤波后得到12V直流电压，加在由继电器K、光敏电阻CDS和开关管V组成的保护执行电路上。如果此时相序为A、B、C顺序，则氖泡发光，与氖泡封装在一起的CDS受光照后呈现很低的阻抗，V便得到基极偏流而导通，K吸合，K1接通交流接触器C的控制回路，C吸合，电动机启动运转。反之，如为逆相序，则氖泡不亮，K不吸合，K1断开，电动机便不能被启动。由此而达到保护目的。

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为什么电阻R1～R3、电容C1和氖泡NB组成三相交流电相序检测电路中，当相序接反时NB不会发亮?
　原理如下：
1、如上电路图，电路中有三相电流Ia、Ib、Ic。三相电流可以定性地作出对应的相量图如下。能够通过氖泡NB的电流是两个，一个是Ia，一个是Ib。

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2、而实际上，通过NB的Ib只是经过电容C1后被向前移相90°的部分，也就是相量图中的Ib'。Ib'垂直于Ib。
3、这样，通过氖泡NB的电流就是相量 Ia+Ib'=Iab'，也就是Ia与Ib'相量和，即Iab'。由于Iab'几乎是Ia、Ib的算术和，其数值很大，所以氖泡NB亮。
4、如果相序发生变化，如：电路不变，B与C换相。如果发生这种情况，则通过氖泡NB的电流，一个是Ia，而另一个就变成了Ic。
5、此时，由于是Ic经过电容C1后被向前移相90°，如图中Ic'（图中的虚线相量）。
6、这样通过氖泡NB的电流之和就变成了相量 Ia+Ic'=Iac'，由相量图中明显看出Iac'几乎是Ia、Ic'的算数差，其数值很小，所以氖泡不亮。
同理，我们还可以分别作出B相与A相换相，或者是A相与C相发生换相时的相量电流图，同样可以得出类似的结论。
由此可知，当A、B、C三相电的相序发生变化时，通过氖泡NB的电流值会发生变化。只有在A、B、C三相是正序时通过氖泡NB的电流值很大，氖泡NB亮，而在发生逆相序时，通过氖泡NB的电流值则会很小，氖泡NB不亮。相序继电器大致上就是利用这样的原理来检测三相电的相序，由此来达到保护电路的目的。
当然，不同类型的相序继电器，其工作的原理不可能会完全相同，但大致都有类似之处。我们在理解时，要根据具体的电路构成具体理解。
下面，再给出一个XJ3型相序继电器的电路，如下图：

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该相序继电器的原理仍然是利用三相电A、B、C电流的电流移相来检测相序的。通过类似于本文前面的作相量图分析的方法，可以得出其原理大致如下：A、B、C正序时，由于R1、R2、R3、R4以及C1、C2构成的移相回路，在A、B、C正序时，相序整流输出的电流最小，导致整流输出到HA17358的6端的电平最小，从HA17358的内部电路图可知其输入端为5+、6-，所以，此时其7端输出高电平，三极管9014导通，继电器K吸合。而逆序时，则相反，其7端输出低电平，三极管9014截止，继电器K释放。

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理解XJ3型相序继电器的原理，关键在于理解R1、R2、R3、R4以及C1、C2构成的移相回路，为便于理解，其移相回路部分的等效电路可画成如下模样：

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从这个等效的电路图中不难看出，相序整流部分的上端流入电流是Ia'+Ib=Ia'b,也就是经电容C1移过相的电流Ia'与没有移相的电流Ib的相量和。下端流出的电流是Ib'+Ic=Ib'c,也就是经电容C2移过相的电流Ib'与电流Ic的相量和。当然，由基尔霍夫的电流定律，整流桥部分的流入电流（实质是交流电流）与流出电流一定相等，即相量的值Ia'b=Ib'c存在着相等的关系。
采用与本文前述内容相同的分析方法，通过作A、B、C三相电流的相量图，用相量图进行电流求和，很容易得出整流桥部分流入电流（或者是流出电流）的数值大小与A、B、C不同相序之间的变化关系，从而进一步得出关于XJ3型相序继电器工作原理的最后结论。即：正序时，流入到相序整流电桥电路的交流电流最小（作相量图求Ia'+Ib=Ia'b），也就是相量Ia'b的数值最小，因此，相序整流电桥电路整流输出到HA17358电路的直电流也最小，导致输出到HA17358电路的6端的电平也最小，最终导致其7端输出高电平，三极管9014导通，继电器K吸合。而逆序时（逆序的情况有三种，A、B换相，或者是B、C换相，或者是C、A换相。），情况则相反，最终导致其7端输出低电平，三极管9014截止，继电器K释放。
继电器K的吸合与释放，因为其动作的不同，XJ3型相序继电器就完成了对三相电源相序的检测功能以及对相应电路的应该作出的保护功能。
因为相序继电器对相序的检测，主要依据的是相序变化时电路电流的改变，通过以上分析不难看出，当电源缺相时，相序继电器电路中的电流同样能发生相应的改变，因此，实际应用中，相序继电器不仅能够检测出电源源相序是否正常，而且还能够检测出电源是否缺相。
随着技术的不断进步，在变频器的广泛应用的场所，如在电梯系统中，因为变频器是通过整流、逆变工作的，变频器在整流时对电源相序并无严格要求，而逆变时自身又能够产生出固有的相序，所以，在广泛应用变频器的场所，相序继电器已经基本上失去了其使用的必要性。这一点，我们在学习、了解相序继电器原理时，也应该看到。