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电工电子实验论文 -------裂相（分相）电路 裂相（分相）电路 摘要 本论文主要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。根据参考线路，设计两个线路图，分别实现单相电源分裂成两相电源和三相电源的功能。利用Multism11.0软件仿真的数据，分别讨论负载为阻性，感性，容性时，负载与电压间的关系，并通过测量证明了设计电路在空载时功耗最小。讨论裂相电路在生活中的实际用途。 关键词 裂相（分相） 单相交流电源 二相电源 三相电源 负载 空载 引言 多相电路性能稳定，与单相电路相比有更大的优越性，被运用在各种场合，而单项电源是目前常见的而且易于得到的一种电源，实际上，为了适应许多物理环境及工程环境的需要，三项电源的需求已经越来越多大。如何用单项电源来实现三项电源是一个值得我们探讨的问题。本文讨论了两个较为简单的裂相电路的实现。 正文 一．实验要求 1.将单相交流电源（220V/50Hz）分裂成相位差为90°的两相电源。 （1）两相输出空载时电压有效值相等，为150×（1±4%）V,相位差为90°×（1±2％）。 （2）测量并作电压----负载（两负载相等，且为电阻性）特性曲线，到输出电压150（1-10％）V；相位差为90°×（1-5％）为止。 （3）测量证明设计的电路在空载时功耗最小。 2.将单相交流电源（220V/50Hz）分裂成相位差为120°对称的三相电源。 两相输出空载时电压有效值相等，为110×（1±4％）V；相位差为120°×（1±2％）。 测量并作电压--负载（两负载相等，且为电阻性）特性曲线，到输出电 压110（1-10％）V；相位差为120°×（1-5％）为止。 测量证明设计的电路在空载时功耗最小。 3.若负载分别为感性或容性时，讨论电压----负载特性。 4.论述分相电路的用途，并举一例详细说明。 二．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。 （1）将单相交流电源分裂成大小相等、相位差为90°的两相输出的电路原理如图（1）所示， 图中输入电压U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90°的两相交流电。 2. 将单相交流电源（220V/50Hz）分裂成相位差为120°对称的三相电源。 该试验电路图为： 对该图相位差分析如下： Xc2/R2=tan60° Xc3/R4=tan30° 此时满足UA、UB、UC相位差为120° 当R2，R3为1k欧姆时，通过计算得到C2=1.84uF，C3=5.52uF。 三．实验过程 （一）将单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电源。 1.两相输出空载时电压有效值相等，为150×（1±4%）V,相位差为90°×（1±2％）。 电路图： 两相输出空载时，U1=155.436V，U2=155.587V，满足条件电压为150×（1±4%）V，即在144和156V之间，且相位差为90°×（1±2％）。 2.测量并作电压----负载（两负载相等，且为电阻性）特性曲线，到输出电压150（1-10％）V；相位差为90°×（1-5％）为止。 电路图如下所示： 负载空载时： R1=R2(KΩ) U1(V) U2(V) P1（W） P(W) 0 0 0 0.5 69.509 69.577 9.682 9.663 1 98.31 98.406 9.684 9.665 1.5 113.108 113.218 8.546 8.529 2 121.952 122.071 7.451 7.436 2.5 127．79 127.914 6.545 6.532 3 131.918 132.046 5.812 5.801 3.5 134.958 135.116 5.216 5.206 4 137.351 137.485 4.726 4.716 无穷大 155.488 155.639 24.223nW 24.176nW 由数据于图像可知，电压随着负载电阻的增大而增大。但是增大的趋势逐渐减少，逐渐趋向于稳定值，最终趋向于空载电压输出值155V左右。同时负载电阻阻值的变化，对相位差并没有明显影响，始终保持在90°左右。由于两相电源的有效值相差无几，故在折线图中两曲线重合。 3. 测量证明设计的电路在空载时功耗最小。 由上图可知，空载时我们可以看作是负载无穷大，由上图我们可以发现负载越大，功耗越小，且越来越接近空载时的功耗，由此可以证明设计的电路在空载时功耗最小。 4.