电工电子仿真实验

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1、电工电子综合实验论文裂相电路摘要：对于单相交流电源，可以采用裂相元件将其变成多相对称电源。本文主要是研究如何将单相交流电源(220V/50W)分裂成相位差为90°的两相电源以及相位差为120。的三相电源。进而在原电路的基础上改变负载测量并作电压与负载的曲线，并测量证明电路在空载时功耗最小。接着讨论当负载分别为感性或容性吋，其电压与负载的特性曲线,最后举例并说明了分相电路的用途。关键词：裂相、单相电源、两相电源、三相电源、负载、电压、功率引言：裂相电路是一种较为简单的电路处理技术，在电工技术的领域中有很重要的应用。由电路理论可知，电容非常容易改变交流电的相位而又不消耗能量，因

2、此常被用作裂相元件。裂相是指将适当的电容或电感与三相对称负载相配接，使三相负载从单相电源变成三相对称电源。但是生活中一般只有单和电源，因此如何利用单和电源裂变成多相电源就很值得研究了。正文：通过看书以及参考一些资料Z后，可以设计出单和交流电源裂变成两相以及三相的电路，并用Multisim对其进行仿真测量，记录多组负载数据，做出特性曲线，研究其基本性质，并验证当空载吋功率最小。1.实验原理：1)将单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电源将电源“S分裂成/和4两个输出电压，下图（1）为所设计的分相电路原理图，它可将输入电压S分裂成5和〃2两个输出电压，且使5和匕相位差为90。

3、。U2uT1coRzC2)图中输入电压us为交流电，输岀电压为S和匕。则可知它们的关系：R2——+RzjCOC2输入电压Us而言，输出电压U1和U2与其的相位为:(P、=-arctanwR{C5=arctan「wR2C2或■cot(p2=wR2C2=-tan(輕+90°)由此:(p2+90=-arctanwR2C2若R]G=R2C2=RC则必有一般而言，％和©与角频率。无关，但为使U1和U2数值和等，可令曲?]C]=mR2C2=1当上述两条件都满足吋则单相交流电被分裂成大小相等、相位差为90。的两相交流电。2）将单相电源分裂成三相和1）中将单相分裂成两相的原理类似，简单计算

4、可知当电流厶与人相位差成60。,电流厶与人成相位差30。,则可使电压匕、5Uc成对称三相电压。可利用公式YXS=tan60°8=tan30°7?2只31.试验过程1）将单相电源分裂成两相，单相交流电源220V/50HZ;①取=/?2=lkQ,G=C2=3・1847〃F。rrrTimeChannel_AChannelB252.356ms10.017V-219.827V丁2as257.469ms•219.934V-2.170V1別15.114ms-229.951V217.657VExt.triggerTimebaseScale:10msQivChannelAScale:200V

5、/DivChannelBScale:200V/DivTriggerEdge:SS0m可知当空载时，两相输出电压分别为155.524V以及155.603V；单相交流电频率为50Hz,则一个周期为20ms,T2=5.114ms,可知此实验电路满足要求。②在二个分相电源上分别接入可变电阻Rs、Ri,改变电阻大小，直到输出电压150(1-10%)V；相位差为90°(1±2%),并画出电压.负载特性曲线。电压--负载特性曲线电阻/G—系列1系列2电阻/Q2505007501000125015001750200022502500U}/V43.14569.56786.65598.3771

6、0&82113.17118.09122.01125.20127.85U2/V43.16669.60286.69998.427106.88113.23118.15122.07125.26127.91电阻/Q2750300032503500375040004250450047505000UJV130.07131.97133.62135.04136.29137.4013&39139.28140.08140.81U2IV130.14132.04133.68135.10136.36137.47138.46139.35140.15140.88由图可知，两电压基木相等，且随着负载电阻增大

7、先增大后趋于定值。②在在二个分和电源上分别接入可变电阻R3、R4,改变电阻大小,画出其功率--负载特性曲线，并证明电路在空载时功耗最小。功率-负载特性曲线电阻/Q+系列1-■-系列2电阻/Q1102050100150200500750PJW0.04830.474410.936052.193.9675.3986.549.67910.012P2/W0.048350.474890.930992.1923.9715.4036.5479.68910.022电阻/Q1000150020002500300035004000450