电工电子综合实验1裂相电路仿真实验报告格2.docx

1、电工电子综合实验1裂相电路仿真实验报告格2电工电子综合实验1-裂相电路 仿真实验报告格-2裂相（分相）电路研究设计电子电工综合实验论文专题：裂相（分相）电路 院系：自动化学院 专业：电气工程及其自动化 姓名：小格子学号：指导老师：徐行健裂相（分相）电路研究设计裂相 （分相 ）电路摘要:本实验通过仿真软件 Mulitinism7 ，研究如何将 一个单相的交流分裂成多相交流电源的问题。用如 下理论依据：电容、电感元件两端的电压和电流相 位差是 90 度，将这种元件和与之串联的电阻当作电 源，这样就可以把单相交流源分裂成两相交流电源、 三相电源。同时本实验还研究了裂相后的电源接不 同的负载时电压、功

2、率的变化。得到如下结论：1.裂相后的电源接相等负载时两端的电压和负载值成正相关关系；2.接适当的负载，裂相后的电路负载消耗的功率 将远大于电源消耗的功率；3.负载为感性时，两实验得到的曲线差别较小， 反之，则较大。关键词： 分相 两相 三相 负载 功率 阻性 容性 感性 引言根据电路理论可知，电容元件和电感元件最容 易改变交流电的相位，又因它们不消耗能量，可用裂相（分相）电路研究设计作裂相电路的裂相元件。所谓裂相，就是将适当的 电容、电感与三相对称负载相配接，使三相负载从 单相电源获得三相对称电压。而生活和工作中一般 没有三相动力电源，只有单相电源，如何利用单相电 源为三相负载供电，就成了值得

3、深入研究的问题了。 正文1.实验材料与设置装备本实验是理想状态下的实验，所有数据都通过 在电路专用软件Multisim 7中模拟实验测得的；所 有实验器材为（均为理想器材）实验原理：（1）.将单相电源分裂成两相电源的电路结 构设计把电源U1分裂成U1和U2输出电 压，如下图所示为RC桥式分相电压原 理，可以把输入电压分成两个有效值相 等，相位相差90度的两个电压源。上图中输出电压U1和U2与US之比为裂相(分相)电路研究设计U1 = 1Us 1 (wR1C1)2Us对输入电压Us而言，输出电压U1和U2 与其的相位为：仁-tg (wR1C1) 2=tg (WR2C2)或 ctg $ 2=wR2

4、C2=-tg( $ 2+90 )若 R1C 仁R2C2=RC 必有 $ 1-$ 2=90般而言，$ 1和$ 2与角频率w无关， 但为使U1与U2数值相等，可令wR1C 仁 wR2C2=1则在确定R,C数值时，可先确定C=10F，则根据上式可确定 R=318.31Q。(2).将单相电源分裂成三相电源的电路结构设计裂相(分相)电路研究设计两相输出空载时电压有效值相等，为 110X( 1 2%) V，相位差为 120(1土 2%)fV1 R11kOhmC11uF1 R41 1kOhmODegC2亠1uF220 V50 HzR21kOhmR31kOhmUID2.仿真过程及实验数据：(1)裂二相实验 仿

5、真实验元器件：(220V 、50HZ),交流电源3= C2=0 |iF,R仁R2=318.31 Q。仿真实验图：仿真实验运行波形:O s=il I -XSC1仿真实验测量负载一电压实验:测量实验图为:测量数据整理及电压一负载（阻性）特性 曲线：gj Boo kJ.A厂EjCDKFQHI】 I k11234E10IS202&so_2_ni/v132.143. MM7.521- 4B15fl 67IE-2. OS1E3,1S4. Hiri -n1曲M3 U2/V1S21 9d；143-的1 於L SI1S3- Id15比M154.菊lEdi. 5B154. IS91Q.1314161T181令20

6、212223电压-负载图1601J. mJ15DC T - t ，一 Esl143140133130125120i 11 i 1 1 il1 2 31 5 10 15 20 25 30功耗一负载（阻性）特性裂相(分相)电路研究设计ARCI-EFHIJK 4RTk灯123E1015202E30 ,2U1/V132.93143* 6814T+ 52109. 48155. OS153.9154.31I.码弋5isfl, n3us/y132“ 阴113,強14T. 54149.5115ft 69153.14153L 93154.33:汕.站154.754n/rAg的j50. T5134. TM26.

7、41621. 305m S27. 24E-5 一 4444.1713.646吕IZ/rAM50.畑珂伽27- 43721r 514b_.81&7.2495.439电粥E3, 644Fl12F.2S729T.仙 15127. essaS4S, 66d32： 0. 02；1656.326HIS, DOE-SQO, 0636675, B3S1EM. 0727T _卜二1296.丫凹弐4莎5130， 51弓 1QQ. 611521k 3071殴5氐3621115. E3SS39. 4009675. 20545d5X 別 9nooa 12000 10000 8000 6000 mooo2000电限-im

8、.il.0i 一 a - h . * i i *1 2 3 4 5 10 15 20 25 30由图可知电路在空载时功耗最小裂三相实验 仿真实验元器件：交流电源(220V、50HZ)，C1 = 183.87 F, C2=551.6 卩 F,R仁R2=R3=R4=1Q。仿真运行波形:Revcrzt ExTtmuCtMuirwl AChnnfi BCtwnrhrl GUgmrwsl DT u仿真实验测量负载一电压实验:测量实验图为:F仿真实验数据及电压一负载（阻性）特性曲线：壬 U ! I O MUOIP U - XSC1功耗一负载（阻性）特性3町iOS. 97frSIO?.109. DBZa20

9、1： K53 IX叫.JI 1押 108. 041 fill 10. 752S lu- 61 .lb I 07- Li 刊 776.me112/v n v1Mb 430Liy. 7 5 1? 109. Q l& 1 j. 04761 jilbI :I J-* 1 開 TH LQOQ l&OO 和沪10亂 9翻 109. SS75 109. 9$B4 1(H.LC3. 丄 09. 1.-13 li抽.石匕!?. tijJJs7 3 iriAPlP210 JJ1516is1420TE-.毗可 3TEL i d 2B3a OSS I L$Ol 9$ igg. 2S7 71. 2fl 5K S9T 9

10、S. Tie丁丘&E1M 383. 821. 2D7. 042 13. 209 1E4- 77 M G旺 T阴 35.4285175, f7 42TE3. 42 28?-： 4. 71 21585. 51 LT1Q8. 57 &555. W5 ST05s 8B3 耳冇比茜T心瞪盘 M 331&. OF 12 20619.49 114, ：42凯 E馬 52 424. 127&jy-B. 7J 3KS7. EC 250 l IS 21116. 9S 1 刊刖隠 /. .59 SES J. Tyf bC. Ti DA勺恐JLD9. 6TDa31.11? 九0231.091 计呂计 341 i.BS

11、 3UL5. J91rwr.Jn .门 o T-.O強g3 o I S LE；那训22T. 8422SJT. ITT电圧-功样圍100 ZOO 3 (JO4C05M LQ-DQ LSflO ZCDQ Z5QD 3C0CJ由图可知电路在空载时功耗最小。（3）负载分别为感性或容性时，电压 负载特性：L/H0.51234510UOA伏124132126120116114111UOB伏119151128119117115113UOC伏64171143136131127118裂相(分相)电路研究设计(4)分相电路的用途：(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

12、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裂相(分相)电路研究设计运转平稳，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

13、机、窗式空调、吸尘 器及电风扇等， 若将单相异步电动机换为三 相异步电动机，由于其负载较为固定，使用 这种裂相电路可大大改善其性能并且能够 获得一定的社会经济效益。但须说明的是， 对于负载经常变动的大功率的用电器一般 来说使用这种裂相电路是不适宜的。 因为这 种裂相电路的元件也要随之作范围的变动， 调整很难实现。4) 在单相异步时机里，需要不同的相位的 以形成移进磁场或者旋转磁场， 这时采用的 电源是单相的内部却要多相的， 这种时刻要 靠分相电路了！分析：裂相（分相）电路研究设计结论：本文从基本的裂相电路出发，经过理论分析和 MultiSim7 软件仿真，得出裂相电路各元件参数的关 系，完成了裂相电路的设计；证明了电路在空载时 功耗最小，得出三相对称负载（阻性、容性、感性） 输出电压负载的特性曲线，并简要说明了分相电 路的用途。但从电压负载特性曲线图上可以看出 裂相电路的输出电压会随着所接负载大小的变化而 变化。所以，对于负载经常变动的大功率的用电器 一般来说 ,使用这种裂相电路是不适宜的。 参考文献：电工仪表与电路实验技术 南京理工大学 马鑫金 编著电路 机械工业出版社黄锦安 主编感谢： 最后感谢我电工电子实验教学的老师，为我们完 成本次实验提供了设计的软件和指导！