裂相(分相)电路研究
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1.选题的背景和意义在许多物理学与电工学教学演示及家庭民用等场合, 往往没有三相动力电源, 而只有单相电源, 为了能利用单相电源为三相负载供电, 一些电工学教科书提出L - C 裂相电路或者R - C 裂相电路; 也有文献对单相电源用于三相负载的裂相电路作过一些有益的讨论, 但理论上不够深入.随着素质教育的逐渐深入人心, 对教学演示的需要也越来越迫切、越来越多, 同时由于家用电器越来越多的进入人们的日常生活, 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.我们从L - C 裂相电路出发, 深入研究负载性质、参数与裂相电路结构、参数之间的关系, 裂相电路总电流与负载电流之间的关系, 裂相电路的总功率因数角与负载功率因数角之间的关系.为研究方便, 现将原裂相电路中的三相对称电阻负载R 改换为一般性三相对称负载Z L( 其性质可以是感性、容性、阻性) , 这样就使问题更具有一般性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,将相位差为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.研究目标工作任务分析(1)调研与资料的收集。
(2)根据现实中的需求分析确定系统所要实现的功能及工作流程。
(4)根据系统所要实现的功能编写各相关模块的程序,使用单片机开发板进行调试。
(5)对监视系统进行测试,排除系统中存在的问题。
(6)毕业论文一份。
(7)英译中资料一份。
(8)电路原理图(A4)一张3.毕业论文撰写提纲摘要第一章、绪论1.1 研究背景与意义1.2 裂相电路将单相电源转换成三相电源的技术现状1.3 需求分析1.4论文工作和内容安排第二章、单相电源变为三相对称电源的电路设计3.1 电路分析与设计3.1.1单相电源变为三相对称电源的转换器电路3.1.2向量图分析3.2 结论第三章、裂相电路的研究2.1 裂相电路的作用2.2 裂相电路的用途2.2.1 将单相电源分裂成两相2.2.2 将单相电源分裂成三相2.2.3 工作流程2.3本章小结第四章、单相电源变为三相电源裂相电路的方法研究及比较 4.1L-C裂相电路(电感和电容)方法4.1.1 L-C裂相电路工作原理及适用范围4.1.2 优缺点论述4.2. 利用直流逆变三相交流方法4.2.1 利用直流逆变三相交流方法工作原理及适用范围4.2.2 优缺点论述4.3 本章小结第五章、针对电容电感移相方法仿真部分2.1实验材料与设备装置2.2实验原理2.3实验过程2.4结果分析5.4本章小结第6章、总结与展望参考文献附录致谢3.研究方法及技术路线4.研究工作基础5.主要参考文献及出处(10篇以上)6.实施计划。
发电机完全裂相横差保护发电机是电力系统中重要的组成部分,其运行状态直接影响着电力系统的稳定性和可靠性。
在发电机的运行过程中,裂相横差保护是一种重要的保护手段。
本文将从以下三个方面对发电机完全裂相横差保护进行介绍:裂相横差保护的原理、裂相横差保护的特点和应用、以及裂相横差保护的调试和应急措施。
一、裂相横差保护的原理裂相横差保护是指在发电机运行过程中,当发生相间短路时,通过检测发电机的输出电压和电流之间的相位差来判断发电机的运行状态。
通常情况下,发电机的输出电流和电压之间的相位差约为90度,而当发生相间短路时,电压和电流之间的相位差会发生变化。
裂相横差保护通过检测电压和电流之间的相位差变化来判断发电机是否发生了裂相故障,从而对发电机进行保护。
二、裂相横差保护的特点和应用裂相横差保护具有以下几个特点和应用:1. 裂相横差保护是一种快速、可靠的保护手段,可以有效地保护发电机在发生裂相故障时不受损坏。
2. 裂相横差保护可以检测发电机输出电压和电流之间的相位差变化,从而判断发电机是否发生了裂相故障。
3. 裂相横差保护可以应用于各种类型的发电机,包括同步发电机、异步发电机、永磁发电机等。
4. 裂相横差保护可以与其他保护装置相结合,形成完善的电力系统保护体系。
三、裂相横差保护的调试和应急措施在使用裂相横差保护时,需要对其进行调试和应急措施。
具体措施如下:1. 调试时需要注意检查保护装置的接线是否正确、保护装置的设置参数是否合理等。
2. 在正常运行过程中,需要对裂相横差保护进行定期检查和维护,以确保其正常运行。
3. 在发电机发生裂相故障时,应及时进行应急措施,包括与电力系统中其他保护装置相结合进行保护、切断故障电路等。
发电机完全裂相横差保护是电力系统中重要的保护手段之一,其原理简单、特点明显,应用广泛。
在使用裂相横差保护时,需要注意调试和维护,以确保其正常运行并对发电机进行有效保护。
基于移相控制单相变三相连续可调原理研究摘要:文章证明了运用移相控制技术实现单相电源向对称三相负载进行供电的原理,并论证了可以针对不同负载连续可调地输出对称三相电压的可行性.阐述晶闸管控制电抗器(TCR)阻抗可控可变的性质,详细计算得到控制参数.最后在单、三相变换电路中采用对移相元件并联TCR的方法,使电路的输出对应于不同对称负载都可以输出对称的三相交流电,为没有三相供电电源的三相负荷提供了一种单相变三相的变换方式。
关键词:裂相TCR 谐波连续可调在生活、工作中一般只有单相交流电源,使那些要三相电源的电气设备的使用受到限制。
例如牵引变电所、电力机车上、附属电源的单相变三相、偏远地区的三相供电等等。
目前常用的单、三相变换供电技术有:劈相机技术、变频器技术、移相技术。
劈相机实质是在不对称条件下运行的三相异步电机,它是电力机车的专用装置。
其运行必需三相电网中W相缺相,这限制了它的广泛应用。
变频器是将工频电源变换频率的电能控制装置,其整流、中间直流、逆变和控制的4个环节结构相对复杂,设备庞大,移动不方便。
对于任意三相对称负载,移相技术可以轻松地实现电压移相,使其从单相交流电源获得三相对称交流电压,具有结构简单、成本较低、利于运输和控制等优点,易适应各种场合,有广泛的应用前景。
如何在同一移相电路中控制输出对称三相电压对不同负载供电,是值得深入研究的问题。
1 单相电变三相电原理分析根据电路理论可知,电容元件和电感元件最容易改变交流电的相位,又因其不消耗能量,可用作移相电路的元件。
将适当的电容、电感与三相对称负载相配接,可使三相对称负载从单相电源获得三相对称电压。
首先给出一简单的单相变三相电路,如图1所示。
本文从图1的移相电路出发,首先论述负载性质与移相电路的关系。
推导出移相电路元件参数与负载参数之间的关系,使它从单相电源获得三相对称电压。
2 基于移相技术三相电连续可调的实现2.1 晶闸管控制电抗器要实现输出三相电连续可调,首先介绍晶闸管控制电抗器(TCR)。
裂相变压器原理裂相变压器原理裂相变压器,又称变压器变减裂相阻,是一种在变压器上加装一种特殊的相位变化装置的变压器。
其原理是在变压器上加装一个分裂相位装置,将该变压器分裂成两个不同相位相异的变压器,通过在变压器二次侧引入一个电阻,将扼流圈分成两段,使两段扼流圈分别与两个变压器的二次侧串联,同时使两段扼流圈的电流方向相反,用以消除负载端感应电动势。
裂相变压器可实现3种输出:相角差为30°的两相输出、相角差为60°的三相Y输出和相角差为60°的三相△输出。
以下是裂相变压器的原理及应用。
1.原理在传统的变压器中,交流电压的正弦波形在一次侧的绕组上产生,通过铁芯的磁场感应作用在二次侧的绕组上产生输出电压。
而在裂相变压器中,实现了将一次侧绕组裂成两端,引入了一个装有电阻的扼流圈,两段扼流圈的电流方向相反,使得二次侧分别输出两相异相的电压,即分裂相位变压器的基本原理。
以分裂相位一次两相二次为例,首先在一次侧分裂成两端,两端绕组铭板连接的线号交错排列,通过每段绕组上的电流,产生步进的磁通,使得铁核上磁通密度的变化一步步从上到下传递。
在二次侧,同样分裂成两段,引入两个扼流圈,扼流圈1和扼流圈2上的电流方向相反,通过两个变压器分别感应每段绕组上的磁通,产生2相异相的输出电压。
这进一步表明了,裂相变压器的作用是通过分裂变压器的绕组,引入一个分裂相位装置,使变压器变成了两个不同相位相异的变压器,用于消除负载端感应电动势。
在操作过程中,通过控制磁通的交替,以使得输出电压与输入电压保持稳定的关系,达到变压器的功率传递效果。
2.应用裂相变压器广泛应用于电力系统的交直变换和电机的调速,也被用于调节无源功率因数和激励发生器的调节。
裂相变压器在以下几个方面具有特殊的应用价值:1.源电阻调节时,通过释放更多的电流并在负载电路中刻意引入大阻抗,来改善电机的功率因数。
2.动态负载改变时,裂相变压器可以实现负载侧的谐波消除,提高电网的质量因数,使电路的失真率降低。
用于裂相电网的裂相拓扑及其控制方法与流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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自制裂相电路做旋转磁场演示实验
自制裂相电路做旋转磁场演示实验高中实验教学中,要演示三相交流感应电动机工作原理,就要演示三相电机旋转磁场产生的原理,实验时教室里往往没有三相电源,本人自制了R—C裂相电路、L—C裂相电路,成功地把单相电源裂变成三相电源来演示旋转磁场的产生原理。
实验时,三相电机原理演示器用三角形接法,实验中,成功地演示出交换任意两相三相电机就会反转的现象。
实验器材:
J2421三相电机原理演示器1个,CD60 250uF 450V~50HZ 电容器1个(或CD11J 220uF/50V电解电容器2个,IN4007二极管两个),J1202—1学生电源1台,10Ω电阻1个,J2423可拆变压器副线圈1个
实验电路:
1.自制R—C裂相电路:
图1
2.自制R—L裂相电路如图2,图中电容器为CD60
250uF±5% 450V~50Hz
图2
改进电路:
上述电路中的裂相电容,可以用电解电容等效替代使用。
图1的等效替代电路如图3所示:电解电容器的电容量为。
裂相(分相)电路研究论文 - 1 - 裂相(分相)电路研究
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。 三、 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。 (1)所有实验器材为(均为理想器材): 1) 裂二相实验: 一个单相交流电压源(220V/50HZ),两个电阻(阻值均为3184.7Ω),两个电容(均为1uF),导线若干;此外,还有交流电压表,功率表若干,以及许多不同阻值的电阻。 2) 裂三相实验: 一个单相交流电压源(220V/50HZ),四个电阻(阻值均为1000Ω),两个电容(均为1uF),导线若干;此外,还有交流电压表,功率表若干,以及许多不同阻值的电阻。 (2)实验原理 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°,因此可裂相(分相)电路研究论文 - 2 - 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°)。 (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页的两个方法,同时还自己研究出一种裂成两相电源的方法。 1)裂二相的实验: 将两个电阻和两个电容串联接入电路中,在一个电阻和电容的串联电路两端接入单相交流电源,则可以将一个电阻和电容作为裂相后的电源,通过接入不同性质的电阻来研究电源的电压变化以及整个电路的功耗。 2)裂三相的实验: 将两个电阻串联作为并联电路的一个支路,另外两个支路由一个电阻和一个电容串联组成。把并联端口接入单相交流电源,这样可以把电源分裂成三相电源。 2. 实验过程 (1) 裂二相实验 参见《电工仪表与电路实验技术》(马鑫金编著)中第144页。 实验电路图如下:
d
b 裂相(分相)电路研究论文
- 3 -
相量图
(2)裂三相实验 实验电路图如下:
电路图
d’ a
c c’
U1
U2 V1 U1’
U2’ 裂相(分相)电路研究论文
- 4 -
相量图
3. 实验结果 (1) 裂二相实验 1) 将单相交流电源(220V/50HZ)分裂成的两个交流电源相位差约为89.9998°,二相输出空载时电压的有效值分别为155.602V和155.524V。 2) 裂相后的电源接相等负载(电阻性)的电压——负载特性曲线 数据:
R1=R2/KΩ 3 3.3 3.5 3.7 4 U1/V 95.935 99.691 101.954 104.049 106.912 U2/V 95.886 99.640 101.903 103.996 106.858 R1=R2/KΩ 4.3 4.6 5 5.5 6 U1/V 109.484 111.805 114.569 117.580 120.186 U2/V 109.428 111.749 114.512 117.521 120.126 R1=R2/KΩ 6.5 7 8 9 10 U1/V 122.464 124.470 127.838 130.553 132.785 U2/V 122.402 124.407 127.774 130.487 132.719 R1=R2/KΩ 11 11.5 U1/V 134.653 134.585 U2/V 135.476 135.408
曲线:
C D B A I3R3 I3 Uc3 Uc
Us UA I1 O
I2R2 Us
Uc2
I2 裂相(分相)电路研究论文
- 5 - 3) 电源消耗的功率与负载消耗的功率的关系 将裂相后的电源分别接不同阻值的电阻,测得电源消耗的功率与相应电阻消耗的功率的值如下表:
R3/ΩR4/ΩP1(电源)/WP1(负载)/WP2(电源)/WP2(负载)/W10010000.4480.0140.44850050001.750.2751.7521000100002.6140.8212.6175000500002.634.1332.633100001000001.7675.5531.76910060001.9780.0140.449600100002.6140.3731.981000200003.1340.8222.61750001000001.7674.1332.6338005000.2310.5892.346150050001.751.4153.003500025001.024.1332.633880060001.9785.3271.9281000050002.635.5531.769
(2) 裂三相实验 1) 将单相交流电源(220V/50HZ)分裂成的三个交流电源相位差约为119.9997°,120.0002°,120.0001°。三相输出空载时电压的有效值分别为109.945V,109.945V和109.855V。 2) 裂相后的电源接相等负载(电阻性)的电压——负载特性曲线
二相电源接相等负载时的电压--负载特性曲线 0 20 40 60 80 100 120 140 160
0 5 10 15 R1=R2/Ω
U/V U1/V
U2/V 裂相(分相)电路研究论文
- 6 - 数据:
R1=R2=R3/Ω U1/V U2/V U3/V 0 0 0 0 100 30.734 17.333 5.8 300 57.065 38.016 17.045 500 69.102 50.855 27.193 1000 82.694 69.25 45.665 2000 92.692 85.287 65.668 3000 97.072 92.461 76.13 4000 99.614 96.476 82.562 5000 101.296 99.023 86.922 6000 102.497 100.775 90.076 7000 103.401 102.051 92.464 8000 104.107 103.034 94.336 9000 104.674 103.779 95.842 11000 105.529 104.894 98.121 12000 105.86 105.312 99.001 13000 106.145 105.668 99.759 曲线:
三相电源接相等负载时的负载--电压特性曲线
020406080100120050001000015000R1=R2=R3/ΩU/VU1/VU2/VU3/V
(3) 二相电源接容性和感性负载时的电压—负载曲线 1) 接容性负载: