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1、 南京理工大学 电工电子综合实验仿真论文 913110190319 廖伟棋提供完整版的各专业毕业设计，电工电子综合实验仿真论文 裂相（分相）电路的研究 学院：自动化学院专业：电气工程及其自动化 学号：913110190319 姓名：廖伟棋目录摘要：2关键词：2引言 ：2一、实验原理21、将单相变为两相22、将单相电源变为三相3二、实验过程41、将单相电源分裂成两相42、将单相电源分裂成三相10三、分相电路的用途16四、结论17五、致谢18六、参考文献：18摘要： 裂相（分相）电路由电阻和电容组成。我们知道，电容（电感）两端的电压和通过它们的电流的相位差恒为90，因此，我们可以将电容（电感）与之
2、串联的电阻分别作为电源，从而把单相交流电源分裂为两相交流电源（相位差为90）；同样地，我们也可以把单相交流电源分裂为三相交流电源（相位差为120）。本文以实验为基础，将单相交流电路分裂成两相电源和三相电源，不难发现，各相负载在空载时消耗的功率最小。关键词： 单相电源 两相 三相 负载 空载引言 ：随着科学技术的迅猛发展，电子电工技术在越来越多的领域中发挥着越来越重要的作用。裂相电路由于吸取了单相电源供电方便、多相整流输出直流平稳、谐波少以及功率因素高等优点，并且克服了单相和多相整流电路在某些方面存在的缺点，故而受到越来越多的欢迎。将单相电源变为两相或三相，产生相位差恒定的电源，能比较好的利用。
3、本文主要是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。通过实验，分别将单相交流电源分裂成两相电源和三相电源。在裂二相实验中，我采取了电工仪表与电路实验技术（马鑫金 编著）中第144页的方法，同时还自己研究出一种新的方法，通过各方面比较，最终得出这两种方法的适用范围。在裂三相实验中，我采取了电工仪表与电路实验技术（马鑫金 编著）中第145页的方法。实验中，通过测量多组数据，绘制相应曲线，并进行简单的分析，从而达到研究的目的。一、实验原理1、将单相变为两相把电源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U
4、1和U2的相位差为90。电路图如下：图中输出的电压U1和U2分别和输入电压Us为： 对输入电压Us而言，输出电压U1和U2与其的相位为：1=-tan(wR1C1) 2=tan()或cot2=wR2C2=-tan(2+90)若R1C1=R2C2=RC必有 1-2=90一般地，1和2与角频率w无关，但为使U1与U2数值相等，可令： wR1C1=wR2C2=12、将单相电源变为三相同样，将单相电源Us分裂成U, U,U互成120的对称电压，电路图如下：由向量图中可见，B和C两点的轨迹是在圆周上变化。只要使I2与I1成60；使电流I3与I1成30，则可使电压Ua，Ub，Uc成对称三相电压。可利用公式：
5、=tan60 =tan30二、实验过程1、将单相电源分裂成两相其中单相交流电源为220V/50Hz（峰峰值为311V）（2） 空载时电路图如下： 所以，空载时的电压有效值分别是U1=155.502V和U2=155.498V。故该电路满足实验要求。用示波器模拟如下：（2） 负载为电阻时电路如下：（其中R3=R4）R3=R4/K0.10.511.522.53U1/V19.91869.56898.384113.185122.030127.868131.995U2/V19.91769.56698.381113.182122.026127.864131.991R3=R4/K45678910U1/V137
6、.428140.781143.169144.866146.155147.167147.983U2/V137.424140.785143.165144.861146.150147.162147.978U1,U2与R的特性曲线如下：由上图可看出：U1R，U2R曲线近似重合（3） 测P与R的关系电路图如下：R3=R4/K0.10.511.522.53P1/W3.9649.6809.6808.5417.4466.5415.808P2/W3.9649.6799.6808.5417.4466.5405.808R3=R4/K45678910P1/W4.7223.9673.4172.9982.6702.407
7、2.190P2/W4.7223.9673.4162.9982.6702.4072.190P1,P2与R的特性曲线如下：由上图可看出：P1，P2随R的增加先增大后减小，1.2K左右达到最大值；当空载时，因为此时负载接近于无穷大，无电流，所以功耗最小。（4）负载为电容时电路如下：（C3=C4）C1=C2/uF0.10.5123456U1/V153.134143.850133.220115.129100.69689.13079.75572.052U2/V153.130143.846133.216115.126100.69389.12879.75372.050C1=C2/uF7891020508010
8、0U1/V65.63760.22755.61351.63629.92613.1398.4126.783U2/V65.63560.22655.61151.63429.92513.1388.4126.783则U1,U2与C的特性曲线如下：从图中可以看出，电压U1、U2之间拟合得很好。（5）负载是电感时电路如下：（L1=L2）L1=L2/mH1050100150200250U1/V0.6933.5107.13210.86714.71718.684U2/V0.6933.5107.13210.86614.71618.683L1=L2/mH300500800100012001500U1/V22.76940
9、.30370.01291.617113.892146.311U2/V22.76840.30270.01091.614113.888146.307U1,U2与L的特性曲线如下：由上面的特性曲线可知，（1）当负载为电阻时，随着负载阻值的不断增大，电压表U1和U2的读数不断增大；（2）当负载为电阻时，P1，P2随R的增加先增大后减小；（3）当负载为电容时，随着电容容抗的不断增大，电压表U1和U2的读数不断减小；（4）当负载为电感时，随着电感感抗的不断增大，电压表U1和U2的读数不断增大；（5）当空载时，电阻趋向无穷大，此时功耗最小2、将单相电源分裂成三相电路如下图所示：其中单相交流电源为220V/5
10、0Hz（峰峰值为311V）：（1）空载时的电压有效值为109.955V,109.955V,109.955V；满足条件电压为110V2%；相位差为1202%。用示波器模拟如下：（2） 当负载为电阻时，电路图如下：（R4=R5=R6）R4=R5=R6/K0.10.51.01.52.02.53.0U1/V40.55586.43799.170103.728105.904107.114107.858U2/V18.02551.93168.96077.85283.42387.28190.128U3/V26.98164.99081.77689.85594.51997.51599.586R4=R5=R6/K4.
11、05.06.07,08.09.010.0U1/V108.686109.069109.362109.519109.624109.699109.753U2/V94.07196.68898.55799.962101.057101.682102.655U3/V102.236103.843104.915105.676106.244106.682107.030U1,U2,U3与R的特性曲线如下：测P与R的关系的电路图如下：R4=R5=R6/K0.10.511.522.53P1/W17.04714.8499.7837.1435.5884.5763.868P2/W3.1985.3694.7474.0373.4
12、783.0462.707P3/W16.8613.689.06.925.134.153.23R4=R5=R6/K45678910P1/W2.9472.3791.9901.7111.5011.3361.205P2/W2.2121.8681.6191.4281.2771.1551.054P3/W2.452.1551.861.221.010.950.93关系曲线如下所示：（4）负载是电容时电路图如下：（C1=C4=C5）C1=C4=C5/uF151020304050100U1/V109.95593.03975.94155.22143.08235.19629.69916.579U2/V91.92751.49235.00922.54416.93913.62111.4016.290U3/V99.66179.40761.22441.47431.20724.95820.76911.244C1=C4=C5/uF150200250300350400450500U1/
