裂相电路的参数设计及其研究应用

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1、裂相电路的参数设计及其研究应用 摘要：对于单相交流电源，可选取相应的裂相元件组成裂相电路将其裂变为多相对称电源。本文从裂变为两相电源出发，重点研究了裂相电路的元件及参数选择，三相对称负载性质、参数与裂相电路结构、参数之间的关系，并简要论述了裂相电路的用途。 关键字：裂相电路 三相电源 对称负载 引言：根据电路理论可知，电容元件和电感元件最容易改变交流电的相位，又因它们不消耗能量，可用作裂相电路的裂相元件。所谓裂相，就是将适当的电容、电感与三相对称负载相配接，使三相负载从单相电源获得三相对称电压。而生活和工作中一般没

2、有三相动力电源,只有单相电源,如何利用单相电源为三相负载供电,就成了值得深入研究的问题了。 ⒈将单相电源分裂成两相电源的电路结构设计（1）原理及参数将电源Us分裂成U1和U2两个输出电压，且使U1和U2相位差成90，原理图如图1所示。其中输出电压U1和U2分别与输入电压Us之比为  图1 RC桥式分相电路原理  对输入电压Us而言，输出电压U1和U2的相位为  或由此若，则必有一般而言，和与角频率无关，但为使U1和U2数值相等，可令  （2）用MultiSim7仿真：其中Ｕｓ＝220V, f＝50Hz，R1=10Ω

3、，R2=20Ω,C1=175.5µF,C2=318.47µF同时改变R3、R5的阻值，使得在U1和U2端口所接负载不断增大，同时记录下U1和U2的变化，得到一张较为详尽的数据表格（表1），根据数据表格，画出电压—负载特性曲线。  图2 将单相电源分裂成两相的裂相模拟电路图 U1/VU2/VR3、R5/Ω0.0000.000069.56647.380598.37775.89910113.17394.00015122.015106.22120127.850114.92325131.975121.39130135.041

4、126.36835137.405130.30640140.811136.12650143.143140.20760144.839143.22270146.127145.53880147.138147.37090147.954148.856100148.624150.085110149.186151.117120149.664151.997130150.074152.756140150.431153.417150                           表1  两相裂相电路的电压、负载数据表格  ⒉将单相

5、电源分裂成三相电源的电路结构设计（1）原理及参数 图3 将单相电源分裂成三相原理将单相电源Us分裂成三相Uoa、Uob、Uoc互成120°的对称电压，其原理图如图3所示。设计电路关键是元件参数。从向量图中课件，B和C两点的轨迹是在圆周上变换。只要使电流I2与I1相位差成60°；使电流I3与I1相位差成30°，这可使电压Ua、Ub、Uc成对称三相电压。可利用公式和找出、、、、之间的联系，即,。 （2）用MultiSim7仿真：其中Ｕｓ＝220V, f＝50Hz，R1=10Ω，R2=10Ω,R3=10Ω，R4=10Ω，

6、C1=183.87µF,C2=551.60µF同时改变R5、R6、R7的阻值，使得在U1、U2和U3端口所接负载不断增大，同时记录下U1、U2和U3的变化，得到一张较为详尽的数据表格（表2），根据数据表格，画出电压—负载特性曲线。  图4 将单相电源分裂成三相的裂相模拟电路图 U1/VU2/VU3/VR5、R6、R7/Ω0.0000.0000.000086.42451.93064.963599.16168.96081.75310103.72377.85489.83715105.90083.42594.5032010

7、7.11187.28497.50225107.85690.13199.57530108.34592.327101.08435108.68594.076102.22740109.11296.693103.83750109.36198.562104.90960109.51899.967105.67270109.624101.062106.24080109.698101.941106.67990109.753102.661107.028100109.794103.263107.312110109.825103.77310

8、7.546120109.850104.211104.774130109.870104.592107.913140109.886104.925108.058150                 表2  三相裂相电路的电压、负载数据表格  ⒊裂相电路功耗与负载的关系以上是我们讨论的裂相电路输出电压与其负载（电阻性负载）大小的关系，从电压—负载特性曲线上可以发现