电路综合实验裂项实验论文

电工电子综合实验论文

裂相（分相）电路

一、摘要

裂相电路由电阻和电容组成，它吸取了单相电源供电方便，多相整流输出直流平稳，谐波少，功率因数高等优点，而克服了单相和多相整流电路在某些方面存在的缺点。生活中我们用的都是多项电源，而单相电源较多相电源来说比较稳定的输送，利用起来比较简单和安全。考虑把单相电源（220V/50Hz）分裂为相位差为90°的两项电源。并讨论输出电压与阻值相等的电阻性负载的关系，以及负载变化所能提供的功率关系。

二、关键词

单相二相负载电阻电感电容电压功率

三、引言

分相电路可以应用于荧光灯电子镇流器，它是用直流来点荧光等电子镇流器的电路。使用这个分相电路图，只要增加四个元器件，不但功率因素可以增加提高到0.8以上，而且铁心电感L中流过的电流可以减小一半，因而使铁心电感的用铜量和用铁晾量降低，损耗减小。这是由于荧光灯的直流电流由通过电感和通过电容两条整流电路提供。通过电感L的感性电流和通过电容的容性C的容性电流在电网中的相叠加，从而提高了功率因数，降低损耗，并且供电电压平稳。图中电阻R是为限制电容C的峰值电流而设的。

四、正文

1）实验原理

将单相电源分裂成两相将电源Us分裂成U1和U2两个电压，图一所示为RC 桥式分相电路原理的一种，它可以将输入电压Us分裂成U1和U2两个输出电压，且使U1和U2相位差成图一所示电路中的输出电压U1和U2分别比上输入电压Us为

U1/Us=[1+(ωR1C1)2]-0.5

U2/Us=[1+(1/ωR2C2)2]-0.5

对输入电压Us而言，输出电压U1和U2的相位为

φ1= - arctanωR1C1

φ2= arctan(1/ωR2C2)

或cotφ2 = ωR2C2=-tan(φ2+90°)

由此若R1C1=R1C1=RC

则必有

φ1-φ2=90°

一般而言，φ1和φ2与角频率ω无关，但为使U1和U2数值相等，可令ωR1C1=ωR1C1

2）实验过程

裂二相实验

a.两相输出空载时电压有效值相等，为155×（1±2%）V，相位差为90°×（1±2%）。

按照图一连接电路，并用Multisim仿真得到电路图为：

其中示波器波形和参数为：

b.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155×（1-10%）V ，相位差为90°×（1-5%）为止。 按

照

要

求

，

设

计

的

电

路

为

：

调动滑动变阻器，改变电阻值（应使两个滑动变阻器同时变化相同值），用示波器显示滑动变阻器两端电压变化，直到输出电压155×（1-10%）V ，相位差为90°×（1-5%）为止。

R/ k Ω 9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

U/V

139.40 140.92

142.18

143.24

144.15

144.93

145.61

146.21

146.74

147.22

147.64

148.03

通过Excel画图得：

c.测量证明设计的电路在空载时功耗最小。

改变滑动变阻器的值，用功率表分别测两个变阻器的功率，最后用Excel画图得到其总功率随变阻值的变化曲线。

通过Excel

画图得：

d.测量并作电容—负载特性曲线，到输出电压155×（1-10%）V ，相位差为90°×（1-5%）为止。

R / k Ω 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P / W

2.16 1.99 1.84 1.71 1.60

1.50 1.41 1.34 1.23

1.20

1.15

1.10

通过Excel 画图得：

C/uF 0.01 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 U/V

155.08

154.11

152.68

151.25

149.85

148.45

147.07

145.71

144.36

143.03

141.71

e.测量并作电感—负载特性曲线，到输出电压155×（1-10%）V ，相位差为90°×（1-5%

）为止。

L/H 2.85 2.90 2.95 3.00

3.05

3.10

3.15

3.20

U/V 139.3

3

141.98

144.60

147.19 149.75 152.2

7

154.76 157.21

通过Excel 画图得：

结果的讨论

有实验数据表可知

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，和阻值成正相关；

b.当负载为电阻时，随着负载阻值的不断增大，功率表读数不断减小，且当空载时电阻趋向于无穷大，此时功率最小，为零；

c.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，和容抗成负相关；

d.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，和感抗成正相关。

五．结论

裂相电路可以获得旋转磁场增加整流滤波效果有些裂相元件存在设备（主要为电机）中，一般称移相电路。可用电容、电感获得；

裂相电路可以提供更多的接口，使各负载之间能够分开，而不需要并联到哪一单