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：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
名称 单相交流电源 电阻器 电感 滑动变阻器 电容 示波器 万用表 功率表 型号与规格 220V/50Hz 20kΩ XCSI XMM1，XMM2，XMM3 XWM1，XWM2，XWM3 数量 1 若干 若干 3 若干 1 3 3 （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：
U11＝Us1?(wR1C1)2U2＝Us （1）
11?(1)2wR2C2 （2）
?1对输入电压Us而言，输出电压U1和U2与其的相位为：
Φ1=-tg Φ2=tg
(wR1C1) （3）
?1(
1) （4）
wR2C2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