南京理工大学-电子电工综合实验(I)论文-裂相(DOC)
单相裂相电路

+
+
IA R
IC R
UC
L
Ui ~220V
UB IA UC
IB
60 60
UA
IC
-
XL XC 3R 时,Y型接法的电阻R上的电压为 对称三相电压
2.裂相电路
A R XL
B
XL
R
XL RC
A R XL +
B XL
R XC2
三相异步电动机电路模型 Ui ~220V
XL
R XC3
-
C
单相电源驱动三相电机 ——裂相电路
实验十 单相裂相电路的研究
制作人:宗伟
一.实验目的
1、掌握单相电源转换为三相交流电源的原理。 2、熟悉单相电源驱动三相异步电机的方法。 3、了解三相异步电机的起动与运行。
二.实验原理
1.裂相原理:单相交流电源供电,利用电阻、电 感和电容的移相原理得到三相电源。
+ -
UB
当
+ UA - IB R
C
功率
I N 为电动机的额定电流
3、计算电容(电感)值
根据表1的R和X参数计算所串电容的容抗
XC2 X L 3R XC3 X L 3R
X L 3Rຫໍສະໝຸດ X L3 3R X L4、将C2接入B相,C3 (或L3)接入C相,加单相电源
缓慢调节调压器,观察电机是否转动,转动是否稳定。 若稳定程度不好,说明三相不够对称,需要调整电容值 重新测定电机参数,重新选择裂相所需的元件、参数。 直到电机旋转稳定,噪声最小。
三.实验设备
序号 名称
型号与规格 数量
1
三相交流电源 380V、220V 1
2
南京理工大学电路实验论文

裂相(分相)电路的设计及其电压、功率与负载关系的讨论南京理工大学XXXX学院摘要:本文主要利用Multisim14.0仿真设计软件模拟的裂相电路。
设计将单相交流源分裂成分裂成相位差为90°的两相电源和相位差为120°的对称三相电压电路。
研究其电压与负载的关系曲线并且论证了当负载为空载时功耗最小。
最后讨论分相电路的用途。
关键词:裂相电路单相电源多相电源负载电压功率引言:分相电路可以把交流电压源分裂成具有相位差的多相电源,而多相电路性能稳定,与单相电路相有很多优越性,裂相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。
正文:(1)实验材料与设备装置:(2)实验过程与结果讨论:一、将单相交流电源(220V/50Hz )分裂成相位差为90°两相电源。
实验原理:把电源Us 分裂成U1和U2两个输出电压。
如下图所示为RC 分相电路中的一种,它可将输入电压Us 分裂成U1和U2两个输出电压,且使U1和U2的相位差为90度。
电路原理图如图1,图2。
图1 图2图中输出的电压U1和U2分别和输入电压Us 为:Us U 1=2)11(11C wR + (1)UsU 2=2)221(11C wR + (2)对输入电压Us 而言,输出电压U1和U2与其的相位为:Φ1=-tg 1-(wR1C1) (3)Φ2=tg1-(221C wR ) (4)或ctgφ2=wR2C2=-tg(φ2+90°) (5)若R1C1=R2C2=RC (6)必有φ1-φ2=90° (7)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 (8)实验过程:1、根据上面的原理要求设计出电路图,如图三。
空载时的输出波形及电压如图4,图5图3 图4图52、接入负载后测量并作电压—负载特性曲线。
电工电子综合实验1--裂相电路仿真实验报告格-2

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。
南京理工大学电工电子实验1

南京理⼯⼤学电⼯电⼦实验1电⼯电⼦综合实验论⽂班级:学号:姓名:⾮线性电阻电路的应⽤---混沌电路⼀、摘要:蔡式电路是美国贝莱克⼤学的蔡少堂教授设计的能产⽣混沌⾏为的最为简洁的⼀种⾃治电路,该型电路并不唯⼀,在⾮线性系统及混沌研究中,占有极为重要的地位。
该电路结构简单,但却出现双涡卷奇怪引⼦和及其丰富的混沌动⼒学⾏为。
本实验研究⾮线性电阻的特性和混沌电路。
试验中利⽤两个运算放⼤器模拟⾮线性电阻,并⽤列表法测量做出其伏安特性曲线,并利⽤⽰波器观察其伏安特性曲线。
同样利⽤两个运算放⼤器,实现混沌现象,并研究其图像的规律。
⼆、关键词:⾮线性负电阻,混沌电路,三、引⾔:混沌(Chaos)是20世纪物理学的重⼤事件。
混沌研究最先起源于洛伦兹研究天⽓预报时⽤到的三个动⼒学⽅程。
后来的研究表明,⽆论时复杂的系统,如⽓象系统、太阳系,还是简单系统,如滴⽔龙头等,皆因存在着内在随机性⽽出现类似⽆轨,但实际是⾮周期有序运动,即混沌现象。
现在混沌研究涉及的领域包括数学、物理学、⽣物学、化学、天⽂学、经济学及⼯程技术的众多学科,并对这些学科的发展产⽣了重要影响,混沌包含的物理内容⾮常⼴泛,研究这些内容更需要⽐较深⼊的数学理论,如微分动⼒学⽅程、拓补学、分形⼏何学等。
⽬前混沌的研究重点已转向多维动⼒学系统中的混沌、量⼦及时空混沌、混沌的同步及控制等⽅⾯。
本实验借助⾮线性电阻电路,从实验上对这⼀现象进⾏了探索。
四、正⽂:1.实验材料与设备装置。
⽰波器,可变电阻,定值电阻,直流电源,电流表,TL082CD运算放⼤器,线性电感,电容。
2.实验过程。
(1)实验电路图。
这是由两个线性电容C1、C2,⼀个线性电感L,和⼀个可变性电阻R0,⼀个⾮线性电阻R构成。
电感和C2并联构成振荡电路,线性电阻R0的作⽤是分相,⾮线性电阻R的伏安特性I R=g(u R),是⼀个分段线性负电阻,整体呈现对称但⾮线性的趋势。
由于g 总体是⾮线性函数,所以三元⾮线性⽅程组没有解析解。
电子电工实验论2

电子电工实验论文—裂相电路班级:电信2班姓名:赵豆豆学号:100421014裂相(分相)电路二.摘要裂向电路由电阻,电容,交流电源组成,我们把单相电交流电转为两相三相,或更多的电路称裂相电路。
裂向电路的实现可以用阻容裂相,也可以用计算机加辅助电路裂相(如变频器),本实验我们利用multisim10软件并通过用阻容实现裂向。
裂向(分向)电路的作用包括获得旋转磁场,增加整流滤波效果等。
优点是输出直流稳定,谐波少,功率因素高等。
将单相交流电源(220V,50Hz)分裂成相位差为90°的两相电路。
1)两相输出空载时电压有效值相等为120V;相位差为90°。
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150V,相位差90°为止。
3)测量证明设计的电路在空载时功耗最小。
三.关键字裂相电路,单相电源,电容,负载,输出电压,相位差······四.引言在许多物理学与电工教学还有民用电器中,往往都使用的是单向电源,所以裂向电流就孕育而生。
裂向(分向)电路是把单相电交流电转为两相三相,或更多的电路绘图时结合当代科学的电脑模拟设计运用multisim10软件,通过multisim10软件可以更直观更快捷地了解并从图中获取知识,并且可以进行模拟仿真实验,多项电路有诸多优势,所以比起传统的单向电路更具有发展意义。
由此看来这既是一门基础的任务又具有深远的意义。
我们所运用的multisim10软件也是份基础软件,通过本次试验,每位学生应该都能够熟练地使用multisim10五.正文我们从要求第9章中除课题一中的专题1、课题二中专题1外,任选取1个专题,由于时间比较仓促且对裂向(分向)电路较为熟悉,所以我选择针对裂向(分向)电路进行进一步的研究,并利用清明长假来写这篇论文,借助学习电工仪器与电路实验技术(马鑫金编著)。
南京理工大学-电工电子综合实验(I)论文-裂相电路

电工电子综合实验交流电路的应用设计——裂相(分相)电路南京理工大学交流电路的应用设计——裂相电路摘要本实验将通过利用RC桥式电路分相原理:㈠①将给定的220V/50Hz的单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电源,要求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%﹚。
②测量并作电压—负载线(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。
③测量证明设计的电路在空载时功率最小。
㈡①将给定的220V/50Hz的单相交流电源分裂成相位差为120°的对称三相电源,要求两相输出空载时电压有效值相等,为110×﹙1±2%﹚V;相位差为120°×﹙1±2%﹚。
②测量并作电压—负载线(三负载相等,且为电阻性)特性曲线,到输出电压110(1-10%﹚V;相位差为120°×(1-5%)为止。
③测量证明设计的电路在空载时功率最小。
㈢若负载分别为感性或容性时,讨论电压—负载特性。
㈣讨论分相电路的用途,并举一例详细说明。
关键词Multisisim11.0软件仿真裂相电路单相电源两相输出负载空载功率引言在科学技术迅猛发展的今天,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。
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。
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,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。
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。
将单相交流电源分裂成两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》(马在编著)页的方法方法。
裂相(分相)电路——南京理工大学 马杰
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。
南京理工-电工电子综合实验(一)-裂相(分相)电路的仿真研究
电工电子综合实验实验报告院系:动力工程学院学号:0808190149姓名:奚睿智指导老师:完成时间:2010年3月23日裂相(分相)电路的仿真研究中文摘要:本文主要研究利用Multisim10仿真设计软件模拟的裂相电路。
通过设定一定参数的R-C两相电路,将单相交流电源(220V/50Hz)分裂成相位差为90°的两相电源(155V/50 Hz)。
并从R-C两相电路出发,简单的通过输出电压、功耗和裂相电路负载参数之间的关系,研究了电压—负载(阻性、感性、容性)特性曲线,同时验证所设计的电路在空载时功耗最小。
关键词:裂相单相电源两相电源负载特性曲线功率引言:随着电子科技的发展,物理学和电工学教学演示越来越多的进入人们的日常生活。
可是在大多数家庭民用场合,往往没有两相动力电源,而只有单相电源,如何利用单相电源为两相负载供电,成为了值得深入研究的问题,此时裂相技术就体现了它很大的实用价值。
笔者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,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(两负载相等,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、功耗和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。
正文:(1)料和设备装置(2)实验原理裂相:将适当的电容、电感和两相对称负载配接,使得两相负载从单相电源获得两相对称电压。
由电路理论可知,电容和电感元件最容易改变交流电的相位,且其只储存能量而不消耗能量,因此是用作裂相电路的理想裂相元件。
电容和电感的移相原理:电容元件和电感元件两端的电压和通过它电流有90°的相位差。
本次仿真就是利用电容的以上性质,将两组电容和电阻串进行适当并联后加上电源,由两个支路分流,其中一个电路电阻及另一电路电容两端的电压就产生了一个相位差,通过计算,调整电阻及电容的值,就能把单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电源。
裂相电路研究论文
裂相(分相)电路研究论文摘要:本论文介绍了单相电源裂相成多相的原理。
利用RC选频电路可以将一交流单相电压裂相成有效值大小相等,具有一定相位差的多相电压。
通过RC桥式分相电路原理,将一220V 50Hz电压分解成有效值为150V(偏差2%)相位差为90度(偏差2%)的两相电压。
通过三相裂相电路,将220V50Hz单相电压分相成有效值为110V相位差为120度的三相电压。
分相后各相接入相同负载电阻时,随着负载的增大,电压有效值趋相等,相位差两相的趋于90度,三相的趋于120度。
各相负载在空载时消耗的功率最小。
关键词:裂相电路RC选频网络三相电路负载功耗电压---负载引言生活中的二相、三相电路应用越来越广泛,因此对其研究具有很高的实用价值。
并且如何简单方便地利用单相电源获得二相及和三相对称电源(主要是三相)成为了此研究的焦点。
由电路知识可知,电容元件及电感元件可以改变交流电的相位,再加上其只储能不耗能的特点,从而成为理想的裂相元件。
本篇文章从两相分相电路出发分析,并且进一步重点研究三相裂相电路。
正文:本实验应用Multisim7软件进行电路仿真模拟,方便快捷,无需实验仪器。
一. 将单相电源分裂成两相1) 通过RC 选频电路可以将220V50Hz 单相电压源裂相成有效值相等为150V左右,相位差90度的两相负载。
其电路图如下图:图中所示为以RC 桥式分相电路原理的一种,它可将输入电压s U 分裂成1U 和2U 两个输出电压,且使1U 和2U 相位差成90°。
电路中输出电压1U 和2U 分别与输入电压s U 为2111)(11C wR U U S += 2222)1(11C wR U U S+=对输入电压s U 而言,输出电压1U 和2U 的相位为112arctan C R ωϕ-= 2221arctanC R ωϕ=或)90tan(cot 2222 +-==ϕωϕC R 由此222arctan 90C R ωϕ-=+ 若RC C R C R ==2211则必有9021=-ϕϕ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12211==C R C R ωω,取值C1=10uF,C2=20Uf,可计算得R1=318.31欧姆,R2=159.155欧姆。
南京理工大学电工电子综合实验裂相电路论文
南京理工大学裂相电路实验论文裂相(分相)电路摘要:从裂相电路出发,深入研究将单相交流电源(220V/50HZ)分裂成相位差为90度的二相电源,并保证二相输出空载时电压有效值相等,为150V±5%;相位差为90°±2%。
进而在原电路基础上改变负载(电阻性)作出电压与负载特性曲线。
并讨论在负载为电容或电感时电压与负载的特性曲线。
最后分析并证明此电路在空载时功耗最小。
关键词:裂相电路单相电源两相输出负载空载功率引言: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,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。
在实验中,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:实验原理:把电源Us分裂成U1和U2两个输出电压。
如下图所示为RC分相电路中的一种,它可将输入电压Us分裂成U1和U2两个输出电压,且使U1和U2的相位差为90度。
电路图如下:图中输出的电压U1和U2分别和输入电压Us 为:Us U 1=2)11(11C wR +UsU 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 1-(wR1C1) Φ2=tg1-(221C wR )或ctg φ2=wR2C2=-tg(φ2+90°) 若 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R1=R2=316Ohm;C1=C2=10.0uF;空载时的电压有效值分别是150.242V和150.144V,满足条件电压为150V±5%;且相位差为90°±2%。
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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。
③测量证明设计电路在空载时功耗最小。
(2)若负载分别为感性或容性时,讨论电压——负载特性。
(3)论述分相电路用途,并举例说明。
2、实验原理将单相交流电源(220V/50Hz)分裂成相位差为90°对称的两相电源。
将电源Us 分裂成U 1和U 2两个输出电压。
如以下原理图(1),它可将输入电压Us 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度。
原理图(2)为向量表示Us ,U 1和U 2 三者之间的关系。
图中输出的电压U 1和U 2分别和输入电压Us 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U 1和U 2与其的相位为:2221111arctan arctan C wR C wR =-=ϕϕ或者为:RCC R C R arctan -90)90tan(cot 22112222222===++-==若由此C wR C wRϕϕϕ则必有 90-21=ϕϕ一般而言,21ϕϕ和与角频率ω无关,但为使U 1和U 2数值相等,可令12211==C wR C wR当上述两条件都满足时则单相交流电被分裂成大小相等、相位差为90 o 的两相交流电。
3、实验内容(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%)。
根据以上实验原理,我们可以设计出如下电路图(1)。
经模拟测试得到U 1和U 2读数分别为155.842V 以及155.201V ,如下图(1),图(2)所示,满足两相输出空载时电压有效值基本相等,且满足在实验要求误差范围内。
电路图(1)同时,通过连接示波器可以看出两输出电压U 1 和U 2 满足相位差为90°,如图(3)所示。
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。
连接电路如电路图(2)3 4 R 3和R 4 两端电压,得到如下表(1)利用Excel 制图功能得到R 3和R 4 的电压——负载关系图,如图(4)所示。
通过模拟测试我们可以发现,R 3和R 4 两端电压重合的较好,且当两负载阻值接近5000欧姆时,两负载两端电压均可保持在150V 左右,满足题设中输出电压150×(1-10%)V 的要求。
通过电压——负载关系图也可以证明该电路进行的裂相效果良好。
③测量证明设计电路在空载时功耗最小。
利用图(4)中电路图,测定在R 3和R 4 改变过程中,两负载功率改变情况,得到表(2)。
利用Excel 制图功能得到R 3和R 4 的功率——负载关系图,如图(5)所示。
势,当负载阻值趋向无穷时功率趋向为零。
(2)若负载分别为感性或容性时,讨论电压——负载特性。
①负载为电容连接电路如电路图(3)所示,将原始电路图中两电阻负载R 3和R 4 改为电容,记为C 3,C 4。
利用电路图(3),通过改变C 3,C 4 的大小,测量出C 3,C 4 两端电压,得到表(3)。
利用Excel 制图功能得到C 3和C 4 的电压——负载关系图,如图(6)所示。
, 电容两端电压值都不断减小,直到减小为零,这是因为电容越大,对交流的阻抗越小,当电容为无穷大时,阻抗为零。
②负载为电感连接电路如电路图(4)所示,将原始电路图中两电阻负载R 3和R 4 改为电容,记为L 1,L 2。
利用电路图(4),通过改变L 1,L 2 的大小,测量出L 1,L 2 两端电压,得到表(4)。
利用Excel 制图功能得到L 1,L 2 的电压——负载关系图,如图(7)所示。
由表格中测得的数据可知在电感较小时, 两电感两端电压都较小,随着电感值的不断增大, 两电压值呈现出先增大后减小的趋势,当电感很大时,电感两端电压趋近于155V 。
表(4)由于取值的限制,没有将电感值取到相应值使得电压值达到155V 附近,现补充当L 1,L 2 取值为1kH 时测量到的两端电压值得情况,如下图(8)。
可以看出,当电感不断增大时,电压值将保持在155V左右。
(3)论述分相电路用途,并举例说明。
分相电路可以提供更多的接口,使负载之间相互分开,而不需要同时并联到某一单相电源上,使得用电更加安全,从实验数据可知,接阻性负载时,阻值越大,分相所得电压越稳定且更加接近理论值。
对于使用小功率单相异步电动机的家用电器(洗衣机、窗式空调、电扇),若将单相异步电机换为三相异步电机,由于负载较为固定,使用这种裂相电路可大大改善其性能,并且能够获得一定社会经济效益。
但对于功耗经常变动的大功率用电器,此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大范围的变动调整。
随着电子技术的飞速发展,分相技术在人们的生产生活中扮演着越来越重要的角色。
例如:在单相电动机内,我们往往需要不同的相位的电源以形成"移进磁场",或者利用"旋转磁场"才能使鼠笼转子转起来。
通常我们采用的电源都是单相的,而电动机内部却需要多相电源,此时我们就可以利用分相电路对电源进行分相以满足实际需要;在电子电路中,有时由于电路性能指标的需要,也要设计分相电路,例如彩电中的色度处理等。
此外我们还可以利用简单的电路结构进行分相器输出绕组断线等的故障诊断,在降低分相器故障诊断电路成本的同时提高可靠性,并且降低分相器故障诊断电路的功耗。
以下是以分相器和其中的LO接口为例分别介绍分相电路的实际应用。
分相器包含电阻和电容,电阻和电容连成环形,可以把本振信号分解成相互精确正交的I和Q两路。
所以通常分相器用来为内部混频器产生两路相位差为90°分相电压以驱动信号。
我们以STQ-3016为例来说明分相器的应用。
介绍其中的LO接口部分,在其中利用了分相器。
STQ-3016是由SIRENZA MICRODEVICES 公司采用硅锗器件技术生产的直接正交调制器,具有较宽的工作频带,良好的载波和边带抑制,非常低的宽带噪声基底,无外部中频滤波,低本振驱动,单5V 电源,支持宽带基带输入。
它可实现GMSK、QPSK、QAM、SSB、BPSK等多种调制,在GSM、CDMA、PCS、DCS等数字通信、扩频通讯、固定无线通讯系统中有较为广泛的应用前景。
STQ-3016可以分为以下部分:本振(LO)接口、混频器、差分电压—电流(V-to-I)变换器、RF输出接口和偏置电路。
如下STQ-3016详细的功能单元图所示。
差分本振输入允许用户差分驱动本振以便达到最佳性能。
本振可以单端驱动,但是本振馈通性能将会变差,特别是到了频率范围的高端。
LO接口是由多相网络和缓冲放大器交替级联组成。
分相器包含电阻和电容,电阻和电容连成环形,把LO信号分解成相互精确正交的I和Q两路。
每路信号都通过一个缓冲放大器补偿损耗和高频跌落。
然后两个信号通过另外一个多相网络以提高正交精度。
0.8~2.5GHz的宽频带工作范围是通过每级分相器RC谐振回路时常数失谐达到的。
第二个分相器的输出馈入混频器本振输入的驱动放大器。
LO本振输入的频率范围受限于内部正交分相器。
分相器为内部混频器产生两路相差90°的驱动信号。
超出规定LO频率范围2.5~4GHz,正交准确度下降,结果边带抑制减少。
下图为边带抑制与本振频率在2.5~4GHz范围内的曲线关系五、结论本实验原理较简单,目的明确,在整个实验过程中我们可以得到以下几个结论:1、利用电阻电容并联电路可以将单相交流电源(220V/50Hz)分裂成相位差为90°对称的两相电源,且经模拟测试效果良好,得到的两相电源大约为155V,同时相位差满足90°。
2、通过研究电阻型负载的电压——负载关系可以得到,随着负载电阻值不断增加,负载两端电压值也不断增加,最终趋向于155V左右。
3、通过研究电阻型负载的功率——负载关系可以看出,电路空载时消耗功率最小,且随着负载值不断增加,消耗功率先增大后减小,当负载值合适时,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。
4、当负载为电容时,通过绘制电压——负载关系图可以得到,随着电容值不断增加,负载两端电压从初始值155V左右逐渐降低,最终趋近于零。
5、当负载为电感式,通过绘制电压——负载关系图可以得到,随着电感值不断增加,负载两端电压先增大,在某一值达到最大后逐渐减小,最终保持在155V 左右。