电工电子综合实验一

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1、裂相（分相）电路的研究摘要：本文对裂相（分相）电路的基本原理进行简单的研究探讨，为实际应用提供一些理论支持。主要是研究如何将一个单相的交流电源分裂成多相交流电源的问题。通过实验，研究分相后的电源连接不同性质的负载时电压的变化，并附上了电路图和有关数据。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，且多相电路性能稳定，与单相电路相比有很多的优越性，在各种场合都有应用。在只有单相电源，而仪器设备必须使用多相电源时，如何将单相电源转换为多相电源就成了一个必须要解决的问题，所以研究裂相（分相）电路有很大的价值。关键词：两相电源，三相电源，裂相（分相），Multisim仿真

2、。引言：本文以虚拟为主，对如何将单相交流电源分裂为具有一定相位差的两相和三相交流电源进行了研究。通过实验，研究裂相（分相）后的电源连接不同性质的负载时电压的变化。正文：一、将单相交流电源（220V/50HZ）分裂成相位差为90o的两相电源。1、将单相交流电源分裂成大小相等、相位差为90o的两相输出的电路原理如图（1）所示，图（2）UsasssUl1111123l111U2R1C11R2C2图（1）UsU2Ul1111123l111图中输入电压Us为交流电，输出电压为U1、U2，由图知它们的关系有：对输入电压Us而言，输出电压U1和U2的相位为：或者为：则必有一般而言，与

3、角频率w无关，但为使U1和U2数值相等，可令当上述两条件都满足时则单相交流电被分裂成大小相等、相位差为90o的两相交流电。以下是上述设计的仿真电路图：图（3）由图（3）得，两相输出空载时，电压有效值大体相等，约为155V（实验测得），图（4）而其相位差由图（4）的示波器显示，约为90oR/Ω00.2k0.4k1.4k2k3k3.5k35k∞U1/V036.15560.416110.802121.975131.931134.988153.349155.47U2/V036.17760.452110.868122.048132.01135.069153.257155.562P1

4、/W06.549.1318.7747.4435.8055.2090.6710P2/W06.5489.1428.7847.4525.8125.2160.67202、电压—负载实验数据为：图（5）结论：由实验数据可以证明，设计的电路在空载时功耗最小。电压和负载的特性曲线为：图（6）二、将单相交流电源分裂成相位差为120°对称的三相电路。1、两相输出空载时电压有效值相等，为110V；相位差为120°。该实验电路图为：R3R2C2R1R1ACOBUsC3UsUcUAUB图（7）图（8）对该图相位差分析如下：Xc2/R2=tan60°Xc3/R4=tan30°此时满足UA、UB、U

5、C相位差为120°。以下是仿真电路图：图（9）由图（9）得，两相输出空载时，电压有效值大体相等，约为110V（实验测得），图（10）而其相位差由图（10）的示波器显示，约为120o2、如下图，为带负载时的电路图，任意两负载相位差为120°图（11）电压—负载实验数据为：R/Ω00.1k0.8k2k4k8k20k∞UA/V040.52495.738105.866108.664109.61109.908109.972UB/V018.01963.62783.42294.041101.024106.077109.962UC/V026.94176.61994.463102.1971

6、06.206108.536109.963PA/W016.4311.4635.6072.9531.5020.6040PB/W03.2495.0633.482.2121.2770.5630PC/W07.2637.3424.4642.6121.4110.5890图（12）结论：由实验数据可以证明，设计的电路在空载时功耗最小。电压和负载的特性曲线为：图（13）三：负载为感性或容性时的电压—负载特性(以裂三相为例)。1.负载为感性时，仿真电路图为：图（14）电感—电压实验数据为：L/mH0201005001500300030000∞UA/V03.73720.295114.38214

7、7.193142.133110.667109.972UB/V01.4137.7149.177105.316124.71114.173109.962UC/V02.42912.7959.64481.246128.022115.419109.963图（15）结论：由表格中测得的数据可知，在电感较小时,UA、UB、UC都较小,随着电感的不断增大,,三个电压都是先增大后减小；在电感很大时,三个电压都与110V很接近,由此做出的电压—电感曲线如下：图（16）2.负载为容性时，仿真电路图为：图（17）电压—电容实验数据为：C/μF01050