裂相(分相)电路仿真实验论文班级：学号：姓名： 摘要：本论文介绍了单相电源裂相成多相的原理利用RC选频电路可以将一交流单相电压裂相成有效值大小相等，具有一定相位差的多相电压通过RC桥式分相电路原理，将一220V 50Hz电压分解成有效值为150V（偏差2%）相位差为90度（偏差2%）的两相电压通过三相裂相电路，将220V50Hz单相分电压分相成有效值为110V相位差为120度的三相电压相后各相接入相同负载电阻时，随着负载的增大，电压有效值趋相等，相位差两相的趋于90度，三相的趋于120度各相负载在空载时消耗的功率最小关键词：裂相电路 RC选频网络 三相电路 负载功耗 电压---负载 引言：随着科学技术的高速发展电工技术在许多领域扮演者越来越重要的角色裂相技术作为一项较为简单的技术，在教学演示和实际生活中有着很大的实用价值一些电工学教科书提到了R-C裂相电路，我在参考了资料后，对裂相电路进行了仿真研究，分别将单相交流电源分裂成相位差为90度的两相电源和相位差为120度的三相电源在实验中，我通过仿真测量记录多组负载的数据，绘制成图表，并进行了简单的分析，从而达到研究的目的。
正文：本实验应用Multisim7软件进行电路仿真模拟，方便快捷，无需实验仪器 一、 将单相电源分裂成两相 1） 通过RC选频电路可以将220V50Hz单相电压源裂相成有效值相等为150V左右，相位差90度的两相负载其电路图如下图：图中所示为以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电路中输出电压和分别与输入电压关系为 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U1和U2数值相等，可令，取值C1=10uF,C2=20Uf,可计算得R1=318.31欧姆，R2=159.155欧姆其向量图如下图：按原理图方式连接电路图，选取标示值的理想元件将单相交流电源（220V/50Hz）分裂成相位差为90度的两相电源两相输出穿戴时电压有效值相等，为150（14%）V；相位差为90（12%）测量并做电压电压——负载（三负载相等，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%） 利用示波器显两相的相位差显示如下：图示各相有效值大致相等且在理论计算误差范围内，相位差为90度将两分相接入两相等负载电阻后，通过增大电阻阻值使得分相电压有效值趋向相等，相位差趋向90度，下表为电压----负载表格、曲线：电阻/Ohm1100200300500100015002000U1/V0.68951.14879.19196.023114.944132.936139.976143.684U2/V1.37479.195107.026120.325132.946143.693147.528149.489电阻/Ohm250030003500400045005000 空载U1/V146147.5148.633149.477150.138150.669155.539U2/V150.7151.45152.056152.488152.825153.096155.551从曲线图简单明了的看出，相电压随负载单调递增，且当负载趋于无穷时，趋于恒定值，与预期结论吻合得很好。
2）该分相电路在负载空载时消耗功率达到最小值，其负载功耗随电阻变化的数据表格及部分电路截图如下：电阻/Ohm1500800100015002000P1/W0.47526.31520.4817.67813.06610.326P2/W1.88735.35524.82120.65214.51211.175电阻/Ohm30005000800010000 空载P1/W7.2564.5422.9072.34424.204*e-9P2/W7.654.6882.9652.38224.204*e-93）负载为电感时电压—负载表格、曲线：电感/H1m50m100m200m500m1U1/V0.21711.40523.94852.54153.498219.911U2/V0.43523.94852.54120.19219.946197.267电感/H501005001000空载U1/V157.1156.33155.696155.617155.539U2/V156.3155.95155.63155.591155.5514）负载为电容时电压—负载表格、曲线：电容/F1u3u5u8u10u20uU1/V148134.12122.022106.83398.38169.568U2/V151.7144.35137.424127.866122.02898.384电容/F30u50u80u100u200uU1/V53.3636.16724.29519.91810.464U2/V81.760.43843.14536.16819.918二、将单相电路分裂成三相1）将单相电源Us分裂成三相有效值为110V（2%偏差）相位差120度(2%偏差)的电压，其电路图如下所示：上图所示为RC桥式分相电路原理的一种，它可将输入电压路分裂成，，三个输出电压，且，，相位差成120度， 为方便计算，不妨取,则有即 此时可满足，，为三相对称电压，输出线电压类似地，由对偶原理可得RL裂相电路参数： 即 。
由相量图分析可知，当Xc2/R2=tan60 Xc3/R3=tan30 时能够满足ABC三相电压有效值相等，相位差为120度取定R2，R3为1k欧姆时，通过计算得到C2=1.84uF，C3=5.52uF1、将单相交流电源（220V/50Hz）分裂成相位差为120对称的三相电源1）两相输出空载时电压有效值相等，为110（14%）V，相位差为120（12%）(2) 测量并做电压电压——负载（三负载相等，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%） 通过示波器观察各相相位关系如下图：负载为电阻时电压—负载表格、曲线：电阻/欧1100200500 1k U1/V0.5840.55261.10586.42699.157U2/V0.2218.02430.34251.9268.939U3/V0.3826.97941.92164.97981.756电阻/欧2k 3k5k 10k 空载U1/V105.9107.85109.106109.749110U2/V83.3990.08796.639102.596109.918U3/V94.4999.557103.814107.002109.9732）负载为电阻时功率—负载表格、曲线：电阻/欧 11005001K 2K 5K 10K 20K 空载P1/W336.454m16.44714.9439.8355.6082.3811.205604.3m12.506nP2/W48.207m3.2495.3944.7563.481.871.054563.1m12.705nP3/W144.396m7.288.4486.6884.4672.1571.146589.3m12.705n3）负载为电感时电压—负载表格、曲线：电感/H1m100m300m500m800m1U1/V0.18320.31670.372114.54140.639114.508U2/V0.0697.71127.83549.20771.60882.649U3/V0.1212.80940.59659.77964.57364.974电感/H10153050100500U1/V115.3112.19110.447110.143110.033110.001U2/V118116.71114.155112.678111.35110.218U3/V126.1121.07115.407113.156111.527110.2774）负载为电容时电压—负载表格、曲线：电容/uF0135810U1/V110109.94102.07393.03181.96575.937U2/V109.991.89365.34251.4939.89735.009U3/V11099.64789.01379.39667.50761.219电容/uF20305080100200U1/V55.2243.08129.69920.15416.5798.766U2/V22.5416.93911.4017.6656.293.316U3/V41.4731.20720.76813.77911.2445.847由上可知：容性 、感性、阻性负载的电压-负载特性与有很大的不同，容性负载电压随负载增大而逐渐衰减为零，感性负载电压随电压增大先增大然后再衰减，最后趋于稳定，且不为零。
阻性负载电压随负载增大而增大，最后趋于空载电压三、RC桥式裂相电路的用途1、分相电路可以提供更多的接口，使各负载之间能够分开，而不需要同时并联到哪一单相电源上，用电更名安全阻性负载时，负载越大，得到的电压越稳定，越接近理论值空载时，电阻趋向无穷大，此时功耗最小2、三相电动机和机座同样大小的单相时机进行比较时，其输出功率可大一倍，效率也高，而且三相电动机的瞬时功率和瞬时转矩等于平均功率和平均转矩而保持为常数，故运转平稳，另外，三相电动机倒转、顺转控制均较方便，但在民用及教学演示等场合，往往没有三相电源这时用分相电路即可在一定条件下，在单相电源的作用下获得对称的三相电源，从而，使仅有单相供电的场合，能够运用三相电动机3、在只有单相电源又需要多相电源的地方就得用分相电路对于使用小功率单相电机的家用电器如家用洗衣机、窗。