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电子电工综合实验论文

南京理工大学 电子电工综合实验论文

电子工程与光电技术学院

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电子电工综合实验论文

裂相（分相）电路的研究

一、摘要：

裂相（分相）电路可以把单相交流电源分裂成具有相位差的多相电源，多相电路性能稳定，较之单相电路更加优越，且运用场合广泛。将单相电转换为多相电可以满足在只有单相电源，而仪器设备必须使用多相电源时的问题。本文从裂相电路出发，介绍了用Multisim10对裂相电路进行仿真，深入研究将单相交流电源（220V/50HZ）分裂成相位差对称的两相电源，并保证两相输出空载时电压有效值相等，具体实现电压为150V±2%，相位差为90°±2%。进而在原电路基础上改变负载(电阻性)做出电压与负载特性曲线。并讨论在负载为电容或电感时负载两端电压值与负载大小关系的特性曲线。最后分析并证明此电路在空载时功耗最小。

二、关键词：

裂相电路 两相电源 三相电源 负载 空载 功率

三、引言

如今，随着科技的迅猛发展，电工技术在许多领域中都发挥着重要的作用。裂相技术作为一项原理较为简单的电路处理技术，在实际应用中还有很大的潜力有待开发。裂相电路由电阻和电容构成，它同时吸取了单相电源供电方便，以及多相整流输出平稳，谐波少，功率高等优点。本文主要研究将一个单相的交流电源分别分裂成两相交流电源。利用电容，电感元件两端的电压和通过它们的电流的相位差恒定为π/2，将电容和与之串联的电阻分别作为电源，同时还研究了裂相后的电源接不同性质负载时的电压、功率的变化。实验中，通过运用Multisim10对电路进行仿真，同时测量多组数据，绘制相应曲线，并进行简单的分析，从而达到研究的目的。

四、正文

1、实验要求

（1）将单相交流电源(220V/50Hz)分裂成相位差为90°对称的两相电源。

①两相输出空载时电压有效值相等，为150×(1±4%)V；相位差为90°×(1±2%)。

②测量并作电压——负载（两负载相等，且为电阻性）特性曲线，到输出电压150×(1-10%)V；相位差为90°×(1-5%)为止。

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③测量证明设计电路在空载时功耗最小。

（2）若负载分别为感性或容性时，讨论电压——负载特性。 （3）论述分相电路用途，并举例说明。 2、实验原理

将单相交流电源(220V/50Hz)分裂成相位差为90°对称的两相电源。

将电源Us分裂成U1和U2两个输出电压。如以下原理图（1），它可将输入电压Us分裂成U1和U2两个输出电压，且使U1和U2的相位差为90度。原理图（2）为向量表示Us，U1和U2 三者之间的关系。

C2 R1 UUlR2 C1U2

原理图（1） 原理图（2） 图中输出的电压U1和U2分别和输入电压Us为：

U11Us＝

U2＝1

1?(wR1C1)2Us1?(1wR2C2)2对输入电压Us而言，输出电压U1和U2与其的相位为：

?1??arctanwR1C1?2?arctan1 wR2C2或者为：

cot??2?wR2C2??tan(?2?90)由此?2?90??-arctanwR2C2

若R1C1?R2C2?RC则必有 ?1-?2?90?

一般而言，?1和?2与角频率ω无关，但为使U1和U2数值相等，可令

wR1C1?wR2C2?1

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