[实用新型]一种三相基准工频信号发生器

说明书

本实用新型涉及一种信号发生装置，具体为一种三相基准工频信号发生器。 

在各种馈电开关和电机保护系统中，都具有过压、欠压、过载、短路等保护功能。在保护系统试验阶段，常需要三相对称工频正弦波信号作为基准测试信号，而且要求基准测试信号的幅值、相位可调，频率能跟踪电网信号频率变化，真实的反映电网电流，电压信号。在实际应用中还要求整个信号发生器具有电路结构简单、成本低等特点。 

现有的基准正弦波信号发生器主要分两类：一类是采用模拟正反馈并利用振荡原理来产生基准正弦波信号的模拟方法，但这种方法存在着频率稳定性差、三相信号输出相位不易控制；另一类是采用EPROM计数器生成正弦波，一个周期若干离散等分点的幅值数字方法，采用数字合成法产生基准正弦波信号的技术已普遍应用，此种方法虽克服了第一类方法的缺点，但是多数一次只能输出一相正弦波，三相信号需要三路装置，电路成本相对较高，并且要保证三相对称控制，电路结构复杂。上述方法都不能真实模拟电网电压、电流信号。 

本实用新型的目的是提供一种三相基准工频信号发生器，以真实反映电网的电压、电流信号，为各种馈电开关和电机保护系统提供三相对称、幅值可调节的工频正弦波测试信号。 

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为： 

一种三相基准工频信号发生器，由变压器、超前移相网络、滞后移相网络和幅度控制单元构成。变压器将工频交流输入信号降压为低幅值的交流信号；然后通过超前移相网络超前移相120度，通过滞后移相网络滞后移相120度，产生三相对称的工频交流信号；最后三相信号通过幅度控制单元进行幅度调节后，输出三相对称且幅值可调的工频正弦交流信号。 

所述的一种三相基准工频信号发生器，其特征在于：所述工频交流输入信号频率为50Hz，有效值在127V到220V之间。 

所述的一种三相基准工频信号发生器，其特征在于：所述变压器为降压变压器，变比为36∶1。 

所述的一种三相基准工频信号发生器，其特征在于：所述超前移相网络和滞后移相网络采用RC电桥移相结构网络。 

所述的一种三相基准工频信号发生器，其特征在于：所述超前移相网络和滞后移相网络采用RC电桥移相结构网络。 

所述的一种三相基准工频信号发生器，其特征在于：所述幅度控制单元采用集成运算放大器LM324构成反相比例放大电路，对正弦信号进行幅度调节。 

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在： 

本实用新型采用模拟电路实现三相基准工频信号发生器，可以通过调节每相信号的大小，模拟三相电路的过压、欠压、过载、短路、断相等情况，方便各种馈电开关和电机保护系统的调试；系统实时性好，结构简单，可靠性高。 

图1为本实用新型的三相基准工频信号发生器结构图。 

图2为本实用新型的三相基准工频信号发生器电路。 

本实施例电路结构如图1所示，一种三相基准工频信号发生器，由变压器1、超前移相网络2、滞后移相网络3和幅度控制单元4构成。变压器1将工频交流输入信号降压为低幅值的交流信号；然后通过超前移相网络2超前移相120度，通过滞后移相网络3滞后移相120度，产生三相对称的工频交流信号；最后三相信号通过幅度控制单元4进行幅度调节后输出三相对称且幅值可调的工频正弦交流信号A、B、C。所述工频交流输入信号频率为50Hz，有效值在127V到220V之间。所述变压器1为降压变压器，变比为36∶1。所述超前移相网络2和滞后移相网络3采用RC电桥移相结构网络。所述幅度控制单元4采用集成运算放大器LM324构成反相比例放大电路，对正弦信号进行幅度调节。 

本实施例电路如图2所示，J1为交流信号输入端口，交流输入信号频率为50Hz，有效值在127V到220V之间。J2为三相交流信号输出端口，A、B、C三相信号相位依次相差120度。N1为降压变压器，变比为36∶1，将输入的信号降压到3.5V到6.1V之间。R1、R2、W1、R5、C1构成RC电桥电路，集成运算放大器U1A、R6、R7、R10、R11构成差分比例放大器，差分比例放大器取RC电桥E、D两点间的电位差作为信号输入，实现滞后移相网络，通过调节电位器W1的阻值，将输入信号滞后移相120度。集成运算放大器U1B、R14、R15、W2构成反相比例放大器，通过改变电位器W2的阻值实现滞后移相后信号的幅度调节。 

集成运算放大器U1C构成电压跟随器，实现电路阻抗变换。集成运算放大器U1D、R16、R19、W5构成反相比例放大器，通过改变电位器W5的阻值实现未移相信号的幅度调节。 

R3、R4、W3、R17、C2构成RC电桥电路，集成运算放大器U2A、R8、R9、R12、R13构成差分比例放大器，差分比例放大器取RC电桥F、G两点间的电位差作为信号输入，实现超前移相网络，通过调节电位器W3的阻值，将输入信号超前移相120度。集成运算放大器U2B、R20、R18、W4构成反相比例放大器，通过改变电位器W4的阻值实现超前移相后信号的幅度调节。