交流电路的应用设计 裂相(分相)电路

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：小格子学号：指导老师：徐行健裂相(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异较小，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，如下列图所示为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Us U 1＝2)11(11C wR + Us U 2＝2)221(11C wR +对输入电压Us 而言，输出电压U1和U2与其的相位为： Φ1=-tg (wR1C1) Φ2=tg (221C wR )或 ctg φ2=wR2C2=-tg(φ2+90°) 假设 R1C1=R2C2=RC 必有 φ1-φ2=90°一般而言，φ1和φ2与角频率w 无关，但为使U1与U2数值相等，可令wR1C1=wR2C2=1则在确定R,C 数值时，可先确定C=10µF ，则根据上式可确定R=318.31Ω。

姓名：马杰 班级：10101903 学号：1010190344交流电路的应用设计——裂相（分相）电路摘要 裂相（分相）电路通过电容、电阻串并联将单相交流源分裂成相位差成一定角度的多相交流源，利用的是电容的移位性质和电阻的相位不变性而裂相电路。

多相电路性能稳定，相对于单相电路来说具有一定的优越性，随着社会的发展，多相电路已经广泛运用到人们的生活中。

本实验就裂相（分相）电路的原理及其与负载的关系进行相关研究，通过Multisim 仿真软件进行仿真模拟，旨在探索学习，深入了解裂相（分相）电路。

关键词 裂相（分相） 单相交流电源 两（三）相电源 MULTISIM引言 裂相电路已发展很久，本实验利用裂相（分相）电路实现对单相交流电源的裂相研究，把单行交流电源分别裂相为相位差为90度的两相电源和相位差为120度的对称三相电源以及负载变化时，相关参数的改变。

正文一、将单相交流电源（220V/50Hz ）分裂成相位差为90度的两相电源将电源U S 分裂成U 1和U 2两个输出电压，且使U 1和U 2相位差成90度。

下图所示为RC 桥式分相电路原理图：由原理图知输入电压Us 与输出电压U 1和U 2的关系为：2111111⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=C R Us U ω 2222111⎪⎭⎫⎝⎛+=C R Us U ω对于输入电压Us 而言，输出电压U 1和U 2的相位为：111arctan C wR -=ϕ 2221arctanC wR =ϕ或 )90tan(cot 2222 +-==ϕϕC wR由此222arctan -90C wR =+ ϕ 若RC C R C R 2211== 则必有 90-21=ϕϕ一般而言，21ϕϕ和与角频率w 无关，但为使U 1和U 2数值相等，可令12211==C wR C wR基于以上，设计电路：若取Ω==K R R 121，则F fR C C μπ1831.321121≈==由电压示数和示波器波形看出，两相输出空载时电压有效值相等，为155.556V ，且U 1和U 2相位差成90度。

电工电子综合实验论文裂相（分相）电路学院：电光学院摘要：本文主要利用Multisim7 仿真设计软件模拟的裂相电路，深入研究将单相交流电源（220V/50HZ）分裂成相位差为90度的两相电源，并保证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%）。

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为150（1－10％）V，相位差90°×(1－5％)为止。

测量证明设计的电路在空载时功率最小，并讨论在负载为电容或电感时电压与负载的特性曲线，以及分相电路的相关用途。

关键词：裂相单相电源两相电源负载电压功率引言：在科学技术迅猛发展的今天，电工技术在许多领域中都发挥着重要的作用。

裂相技术是一项原理较为简单的电路处理技术，在实际应用中还有很大的潜力有待开发。

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，研究裂相后的电源接不同性质负载时电压的变化。

主要设计了将单相交流电源分裂成两相电源。

在裂二相实验中，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。

正文：从一些电工学教科书提到的R-C裂相电路出发，在参考了一些资料后，我对其进行了仿真研究。

在将单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电路的实验中，通过仿真测量，记录多组负载的数据，并作出电压——负载（分别有电阻，电感，电容）的特性曲线，并进行了简单的分析，以研究其性质（输出电压、功耗与裂相电路负载参数之间的关系），同时验证所设计的电路在空载时功耗最小。

实验原理如下：把电源U S 分裂成U 1和U 2两个输出电压。

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U S 分裂成U 1和U 2两个输出电压，且使U 1和U 2的相位差为90°。

图中输出的电压U 1和U 2分别和输入电压U S 为：UsU1＝2)11(11C wR +UsU2＝2)221(11C wR +图为RC 桥式电路分相原理•USC 2R2R1C1U 1••U2a bcd对输入电压U S 而言，输出电压U 1和U 2与其的相位为：111arctan R C ϕω=-2221arctanR C ϕω=- 或2222cot tan(90)R C ϕωϕ==-+因此22290arctan R C ϕω+=-若1122R C R C RC ==则必有1290ϕϕ-=一般而言，1ϕ和2ϕ与角频率ω无关，但为使U 1和U 2数值相等，可令11221R C R C ωω==实验过程：1.将单相电源分裂成两相单相交流电源220V/50HZ; 取定R 1=R 2=20Ω;C 1=C 2=159.15uF; 实验电路图如下：在空载情况下运行：万用表测得两相电压源空载时的电压值：空载时的电压有效值分别是155.521V和155.526V，满足试验所需值150V±4%；由示波器图像可知，裂相后的两相电源输出的相位差在90°±2%范围内。

裂相电路的仿真研究摘要：本文介绍了用Multisim7对裂相电路进行仿真，主要讨论了将单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电源和将单相电流源分裂成相位差为120°的三相电源的两种情况。

关键词：裂相电路两相电源三相电源1.引言：随着科学技术的高速发展，电工技术在许多领域扮演着越来越重要的角色。

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，我在参考了一些资料后，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°的两相电源和相位差为120°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。

2.正文（1）实验材料与设备装置裂成两相电源一个单相交流电压源（220V/50HZ），两个阻值分别为30kΩ的电阻,两个电容均为0.106uF的电容,两台万用表，两台功率表，一台示波器，一些不同阻值的电阻，导线若干。

裂成三相电源一个单相交流电压源（220V/50HZ），阻值为30kΩ和15kΩ的电阻各两个，电容为0.1225uF和0.3676uF的电容各一个，三台万用表，三台功率表，一台四相示波器，一些不同阻值的电阻，导线若干。

本实验的所有数据均为在Multisim7上仿真得出。

（2）实验原理因为电容元件两端的电压和通过它电流有90°的相位差，所以可以利用这个性质，将电容和电阻串联后作为电源，这样就能把单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电源。

同理可将单相交流电源分裂成相位差为120°的三相电源。

（3）实验方法本实验中，我采取了《电工仪表与电路实验技术》（马鑫金编著）中第144页，145页的方法。

电路图与向量图如下。

裂成两相电源电路图向量图ac裂成三相电源电路图向量图DA（4）实验过程及结果裂成两相电源1）按照上图接好裂相电路后，在空载情况下用示波器观察裂相后两相电源输出的相位差，用万用表读出此时的各相电压。

南京理工大学电子电工综合实验论文电子工程与光电技术学院班级：学号：姓名：裂相（分相）电路的研究一、摘要：裂相（分相）电路可以把单相交流电源分裂成具有相位差的多相电源，多相电路性能稳定，较之单相电路更加优越，且运用场合广泛。

将单相电转换为多相电可以满足在只有单相电源，而仪器设备必须使用多相电源时的问题。

本文从裂相电路出发，介绍了用Multisim10对裂相电路进行仿真，深入研究将单相交流电源（220V/50HZ）分裂成相位差对称的两相电源，并保证两相输出空载时电压有效值相等，具体实现电压为150V±2%，相位差为90°±2%。

进而在原电路基础上改变负载(电阻性)做出电压与负载特性曲线。

并讨论在负载为电容或电感时负载两端电压值与负载大小关系的特性曲线。

最后分析并证明此电路在空载时功耗最小。

二、关键词：裂相电路两相电源三相电源负载空载功率三、引言如今，随着科技的迅猛发展，电工技术在许多领域中都发挥着重要的作用。

裂相技术作为一项原理较为简单的电路处理技术，在实际应用中还有很大的潜力有待开发。

裂相电路由电阻和电容构成，它同时吸取了单相电源供电方便，以及多相整流输出平稳，谐波少，功率高等优点。

本文主要研究将一个单相的交流电源分别分裂成两相交流电源。

利用电容，电感元件两端的电压和通过它们的电流的相位差恒定为π/2，将电容和与之串联的电阻分别作为电源，同时还研究了裂相后的电源接不同性质负载时的电压、功率的变化。

实验中，通过运用Multisim10对电路进行仿真，同时测量多组数据，绘制相应曲线，并进行简单的分析，从而达到研究的目的。

四、正文1、实验要求（1）将单相交流电源(220V/50Hz)分裂成相位差为90°对称的两相电源。

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。

一、摘要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。

理论依据是：由于电容，电感元件两端的电压和通过它们的电流的相位差恒定为90°，因此可以利用这一性质，将电容（电感）和与之串联的电阻分别作为电源，这样就达到了把单相交流电源分裂成两相交流电源（相位差为90°）的目的；也可利用此原理，将单相交流电源分裂成三相交流电源（相位差为120°）。

为了研究这个结论，我做了两个实验：分别将一个单相交流电源分裂成两个和三个相位差恒定的电源，同时还研究了裂相后的电源接不同性质负载时的电压、功率的变化。

得到的结论是：1．裂相后电源接相等负载时两端的电压和负载阻值成一定的曲线关系（同增同减）。

2．接合适的负载时,裂相后的电路负载上消耗的功率将远大于电源消耗的功率。

3．负载为容性时，两实验得到的曲线差别较大。

4．负载为感性时，两实验得到的曲线差别很小。

5．裂二相实验中，可以根据所接负载的实际情况，选择不同的方法。

此外，裂相技术在实际应用中还有很大的潜力有待开发。

本文只对基本原理进行简单的研究探讨，为实际应用提供一些理论支持。

关键词：单相交流电源二相电源三相电源裂相相位差负载功率二、引言在科学技术迅猛发展的今天，电工技术在许多领域中都发挥着重要的作用。

裂相技术是一项原理较为简单的电路处理技术，在实际应用中还有很大的潜力有待开发。

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，研究裂相后的电源接不同性质负载时电压的变化。

主要设计了两个实验，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。

交流电路的原理及应用实例1. 交流电路的基本原理交流电路是指电流方向周期性变化的电路，其电压和电流随时间按正弦函数变化。

交流电路的基本原理是基于欧姆定律和电感和电容元件的特性。

1.1 欧姆定律根据欧姆定律，电流、电压和电阻之间的关系可以用以下公式表示：I = V / R其中，I 表示电流，V 表示电压，R 表示电阻。

1.2 交流电压和电流的特点与直流电路不同，交流电路中的电压和电流是随时间变化的。

交流电压和电流的特点包括：•周期性变化：交流电压和电流的变化是周期性的，通常用正弦函数或余弦函数来描述。

•频率和周期：交流电压和电流的频率是指单位时间内振荡的次数，周期是指一个完整的振荡所需的时间。

•幅值：交流电压和电流的幅值是指振荡的峰值，也就是波形的最大值。

•相位：交流电压和电流之间存在相位差，表示两者的振荡起始时间的差异。

2. 交流电路的应用实例交流电路在实际应用中有广泛的用途。

下面介绍几个常见的交流电路应用实例。

2.1 交流电源交流电源是将直流电转换为交流电的设备。

交流电源的主要组成部分包括变压器、整流器和滤波器。

变压器用于将输入的直流电压转换为所需的交流电压，整流器用于将交流电压转换为直流电压，滤波器则用来滤去电流中的纹波。

2.2 交流电动机交流电动机是将交流电能转换为机械能的装置。

根据不同的工作原理，交流电动机可以分为异步电动机和同步电动机。

交流电动机在工业生产中广泛应用于驱动各种设备和机械。

2.3 交流电路滤波器交流电路滤波器用于降低电路中的纹波信号。

常见的交流电路滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。

低通滤波器用于滤除高频信号，高通滤波器用于滤除低频信号，带通滤波器则用于只允许特定频率范围内的信号通过。

2.4 交流电路放大器交流电路放大器是将小信号放大为大信号的设备。

放大器通常由电子元件如晶体管、真空管等组成，可以用于增大信号的幅度，并带动输出设备。

结论交流电路是电子学中重要的概念，掌握交流电路的基本原理以及应用实例对于工程师和电子爱好者来说是非常重要的。

基于电路理论原理的单相电源转换为三相电源的设计广西大学电力工程学院 杨光亮 0926211522摘要：通过网上的学习和研究，现掌握了一种利用电感和电容实现单相电源变成三相电源的电路（L-C 裂相电路）。

其从理论上说明了裂相的具体方法。

所选用的电感和电容的大小视三相对称负载的参数而定。

本文将对此电路做简单的介绍。

关键字：单相电源；三相电源；裂相电路；三相对称负载。

正文：三相电动机相比于单相电动机有很大的优势。

比如效率高，转动方向调节方便等，但在许多地方，并没有三相电源供应，所以，在查阅了相关资料之后，设计了以下裂相电路，以实现单相电源向三相电源的转换。

首先，为了研究的方便，文章所用的均为理想化的电元件，由于三相电源主要用于驱动三相电机，所以我设三相负载为理想化的三相感性对称负载，并以此为出发做主要讨论。

由电路理论可知，电容元件和电感元件是最容易改变交流电相位，而且只储存能量，不消耗能量，因此事最适合用作裂相电路的裂相元件。

所谓裂相，即将适当的电容、电感与三相对称负载配接，使三相负载从单相电源处获得三相对称电压。

最基本的电路时图一所示的电路。

本文以图一的电路作为主要说明。

由图一可知,C L y I I I -=，且xyU 比L I 的相位超前90度，yz U 比C I 的相位落后90度。

以x U 为参考量，则有相量图（图二）。

∵ 由三相电路的特性，相电压对称且有效值V U 220=：V U x︒∠=0220 ；V U y︒-∠=120220 ；V U z ︒∠=120220 线电压有效值为相电压的3倍，即：V U U x xy3803==∴ C L y I I I -=；由相量图和余弦定理可得：∴ 代入数据后，不难得到：Z I ︒-︒=60sin )60sin(ϕy L I I)sin 33(cos ϕϕ-=y L I I ；)sin 33(cos ϕϕ+=y C I I而L LI U X 3=；CC I UX 3=，代入后即得匹配电感和电容的参数。

裂相（分相）电路设计一、摘要在电路的发展中，从直流电到交流电，从单相电到二相三相、多相电，经历了艰苦的研究和探索。

单相电与多相电之间能否进行相互的转换成了一个值得思考和研究的问题。

本文就单相电如何分成对称三相电的课题进行了研究和设计，并用软件Multisim 10.0.1进行仿真实验，分别就裂相电路的输出端电压-负载特性；裂相电路负载的功耗；裂相电路输出端容性负载和感性负载时的电压-负载特性进行了仿真研究和相关数据测量，并用Excel对数据进行处理、绘图。

另外，文末也简略的介绍了裂相电路在三相异步电动机中的应用。

二、关键词裂相（分相）相位相量图三相交流电电压-负载特性电容电感三、引言本文中仅仅是对裂相电路中关于单相交流电分成三相对称交流电的部分进行研究。

单相电分成三相电的方法有很多种，本文中采用的参考原理来源于马鑫金编著的《电工仪表与电路实验技术》一书。

对于裂相电路的研究目的在于详细理解裂相的原理、电路电压-负载特性和相关元器件的使用。

同时，培养使用Multisim 10.0.1对虚拟电路进行仿真实验的能力。

研究中主要涉及正弦交流稳态电路，分析方面的知识，如相量图等。

仿真中所用到的主要仪器有万能表、示波器、功率表。

所用到的主要元器件有交流电源、电阻、电感、电容等。

四、设计要求1、将单相交流电（220V/50Hz ）分裂成相位差为120，对称的三相电源。

a.三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%）。

b.测量作电压-负载特性曲线（三负载相等，且为电阻性），到输出电压110×（1-10%），相位差为120×（1-5%）为止。

c.测量证明设计的电路在空载时的功耗最小。

2、若负载分别感性或容性时，讨论电压-负载特性。

3、论述分相电路的用途，并且举一例详细说明。

五、设计原理原理图： (R 1=R 2)由相量图可知，要使得U OA 、U OB 、U OC 相位差 互为120，则U OD 与U OC ，U OD 与U OB 各成60，即I 1 与I 2相位差为60，I 1与I 3相位差为30。

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 (3)1、将单相变为两相 (3)2、将单相电源变为三相 (3)二、实验过程 (4)1、将单相电源分裂成两相 (4)2、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。

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。