电工电子综合实验报告裂相电路word版.docVIP

43 电工电子综合实验论文 姓名：Jie XU 班级： 学号： 选题：裂相电路 2014年6月19日内容索引 一、摘要 二、关键词 三、引言 四、正文 I、将单相电源分裂成两相 1、原理 2、实验电路 3、分相后和的交流波形图 4、分相后和的有效值 5、负载为纯阻性时的电压负载特性曲线 6、负载为感性时的电压负载特性曲线 7、负载为容性时的电压负载特性曲线 II、将单相电源分裂成三相 1、原理 2、实验电路 3、分相后、和的交流波形图 4、分相后、和的有效值 5、负载为纯阻性时的电压负载特性曲线 III、裂相电路的应用 五、结论 六、参考文献 一、摘要 将单相交流电源（220V/50Hz）分裂成相位差为90°的两相电源和相位差为120°的三相电源。首先根据电路原理设计合适的参数，使用multisim11搭建电路并进行数据仿真，用万能表测试电压有效值，并从示波器观察波形图；然后用Excel制作表格、绘制负载为纯阻性时的电压负载特性曲线，研究电路的功耗情况；再讨论负载为感性或容性时的电压负载曲线；最后列举分相电路的用途。 二、关键词 裂相、双相输出、三相输出、电压负载特性曲线、功率、应用 三、引言 随着电子信息时代的来临，电工电子技术越来越多的进入人们的日常生活。人们在使用电源时往往需要使用双相或多相电源，可是在很多民用场合，通常是220V，50Hz的普通供电电源，所以如何利用单相电源为多相负载，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使用价值。 根据马鑫金编著的《电工仪表与电路实验技术》，交流电路的应用设计之裂相电路这一个专题，在参考了一些资料后，本文对其进行了仿真研究，所使用的电阻、电容、电源等电路元件均为multisim提供，即实际存在的电路元件，该电路可供家用或实验室使用。 四、正文 I、将单相电源分裂成两相 1、原理 将电源分裂成和两个输出电压，图1所示为RC桥式分相电路原理的一种，它可将输入电压分裂成和两个输出电压，且使和相位差成90°。 图1 RC桥式分相电路原理 图1所示电路中输出电压和分别与输入电压为 对输入电压而言，输出电压和的相位为 或 由此 若 则必有 一般而言，和与角频率无关，但为使和数值相等，可令 所以，对于本实验而言，理论值、是一组可选取的数据，但是由于multisim仿真所提供的各类原件参数为实际实验中可以使用的原件参数，故实际参数在、附近浮动，并选出最佳值，为、。 2、实验电路 根据以上参数，电路实验图如图2。 图2 实际电路中的元件参数与接线图 3、分相后和的交流波形图 由如图2中所示的示波器测得 图3 裂相后的输出波形图 T=0.02s=20ms 分相后和的有效值 由图2中所示的万能表测得 图4 裂相后的各项输出电压有效值 5、负载为纯阻性时的电压负载特性曲线 两负载相等，且为电阻性，到输出电压155（1-10%）V；相位差90°（1-5%）为止。选取滑动变阻器为1M（近似于断路），滑动变阻器由1k到1M，每变化500记录一次数据，电路图如图5所示，电压负载特性曲线的数据如表1所示，电压负载特性曲线如图6所示，总功率负载曲线图如图7所示。 图5 测量电压-阻性负载特性曲线的电路图 注： 表1 电压-阻性负载特性曲线数据表 图6 电压-阻性负载特性曲线 图7 总功率-负载曲线图 该曲线可以反映总功率随负载变化的大致规律，即随着负载电阻的增大，功率先逐渐增大，达到一个最大值，然后随着电阻的增大而逐渐减小。由于输出端不能短路，所以根据功率-负载曲线图的趋势图可知，电路在空载时功耗趋向于0，功耗最小。 6、负载为感性时的电压负载特性曲线 在输出端接入两相等的负载，且为纯电感，图8为实验电路图，表2显示了负载电感从0.1H-500H的电压变化情况，图9为电压-感性负载特性曲线图。 图8 电压-感性负载实验电路图 表2 电压-感性负载特性曲线 图9 电压-感性负载特性曲线 7、负载为容性时的电压负载特性曲线 两负载相等，且为纯电容，图10为实验电路图，表3显示了负载电感从到100的电压变化情况，图11为电压-容性负载特性曲线图。 图10 电压-容性负载实验电路图 表3 电压-容性负载特性曲线 图11 电压-电容负载特性曲线 II、将单相电源分裂成三相 1、原理 同样，将单相电源分裂成三相、、互成120°的对称电压，其原理如图2所示。 图12