电工电子综合实验论文-裂相电路的仿真研究

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1、电工电子综合实验（I）仿真论文实验名称：裂相电路的仿真研究姓名：班级：学号：专业：电子信息工程学院：电子工程与光电技术学院裂相电路的仿真研究摘要：本文主要研究利用Multisim11.0仿真设计软件模拟的裂相电路。通过设定一定参数的R-C两相电路，将单相交流电源（220V/50Hz）分裂成相位差为90°的两相电源（155V/50Hz）。并从R-C两相电路出发，简单的通过输出电压、功耗与裂相电路负载参数之间的关系，研究了电压—负载（阻性、感性、容性）特性曲线，同时验证所设计的电路在空载时功耗最小。关键词：裂相电路，单相电源，两相电源，

2、负载特性曲线1引言随着电子科技的发展，物理学与电工学教学演示越来越多的进入人们的日常生活。可是在大多数家庭民用场合，往往没有两相动力电源，而只有单相电源，如何利用单相电源为两相负载供电，成为了值得深入研究的问题，此时裂相技术就体现了它很大的实用价值。笔者从一些电工学教科书提到的R-C裂相电路出发，在参考了一些资料后，对其进行了仿真研究。在将单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电路的实验中，通过仿真测量，记录多组负载的数据，并作出电压——负载（两负载相等，分别有电阻，电感，电容）的特性曲线，并进行了简单的分析，以研究其性质（输出电压

3、、功耗与裂相电路负载参数之间的关系），同时验证所设计的电路在空载时功耗最小。2正文1.1实验原理如下：把电源US分裂成U1和U2两个输出电压。如下图所示为RC桥式分相电路原理的一种，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°。11d’acc’U1U2UsU1’U2’dUsC2R1C11R2Ull111U2dcabRC桥式分项电路原理1.2RC桥式分相电路原理将电源US分裂成U1和U2两个输出电压：利用R-C串并联电路它可将输入电压路US分裂成U1和U2两个输出电压，且使U1和U2相位差为90°。如

4、上图所示电路中输出电压U1和U2分别与输入电压US为对输入电压US而言，输出电压U1和U2的相位是或因此若则必有11一般而言，和与角频率无关，但为使U1和U2数值相等，可令1.3实验元件：序号名称型号与规格数量1单相交流电源220V/50Hz12电阻器31.83Ω23电容100μF24示波器XCS115万用表XMM1,XMM226功率表XWM1,XWM227线形电位器　28可变电感29可变电容　21.4实验电路图：11在空载情况下运行时：万用表测得两相电压源空载时的电压值：示波器观察到两相电压源输出的相位差：由示波器图像可知，裂相后

5、的两相电源输出的相位差约为90°11功率表测得电压源空载时的功率：2.在两相电源的每一相上分别接一个虚拟线性电位器，调节两电位器使得阻值相等。分别测量记录不同阻值时二相电源的电压和此时的负载功率，然后绘制电压——负载特性曲线（其中输出电压到150（1-10%）；相位差为90（1-5%））、以及功率——负载特性曲线。R1=R2/Ω102030405075100U1/V51.14879.19496.029107.026114.698126.400132.947U2/V51.14779.19296.026107.023114.694126

6、.396132.943R1=R2/Ω200300500700100030005000U1/V143.697147.529150.682152.057153.097154.729155.058U2/V143.692147.524150.677152.052153.092154.725155.053R1=R2/Ω70001000015000200003000050000U1/V155.199155.305155.387155.429155.470155.503155.528U2/V155.194155.300155.383155.424

7、155.465155.498155.523电压——负载特性曲线11R1=R2/Ω1510203050100P1/W44.857175.148261.613313.587307.385263.112176.750P2/W44.854175.138261.597313.568307.367263.096176.739R1=R2/Ω2003005001000150020003000P1/W103.24372.54945.41023.43915.79211.9077.980P2/W103.23772.54545.40723.43715.79

8、111.9077.980R1=R2/Ω50001000015000200003000050000P1/W4.8092.4121.6101.2080.8050.4830.242P2/W4.8082.4121.6101.2080.8050