实验四 去耦互感电路仿真分析
1.实验目的
(1)学会互感电路同名端、异名端、互感系数已经耦合系数的特点和计算方式。
(2)掌握同名端、异名端的去耦法的计算方式。
(3)掌握耦合电路Muitisim 仿真电路的连接方式,掌握用Muitisim 检验去耦法的正确性。
2.实验原理及实例
原理:当互感线圈既非串联又非并联,但两线圈有公共端时,去耦后可用一个T 形等效电路来代替。
如图4-1为同名端互感线圈的T 形等效。
图4-2为异名端互感线圈的T 形等效。
图4-1
图4-2
实例:如图4-3所示电路,已知1L 和2L 两线圈之间的耦合系数1=k ,电源电压V U s ︒∠=∙0100,频率Hz f 50=,求总电流∙I 和∙
2U ?
图4-3 解:根据21L L k M ωωω+=可得到Ω=⨯⨯=84161M ω
根据实验原理,可将图4-3通过去耦法等效成为图4-4所示的简易图,
图4-4
则:
)(84.362012164414)41(8Ω︒∠=+=+--+
=j j j j j j Z ab )(87.36587.3620100A Z U I ab s ︒-∠=︒
∠==∙∙
)(13.532014
41487.3652V j j j U ︒∠=⨯+-⨯︒-∠=∙ 3.仿真实验设计
步骤:
1.按照L j Z L ω=、C j Z C ω1-=、2
1L L M k =依次算出1L 至8L 、1C 、2C 和2k 的值。
2.按照图4-3未去耦电路连接如图4-5所示的仿真电路图,得到未去耦时的流∙I 和∙
2U 。
3.按照图4-4运用去耦法之后的电路图连接成如图4-6所示的仿真电路图,得到对图4-5进去去耦法简化之后的∙I 和∙2U 。
图4-5
图4-6
在通过图4-7的连接得到图4-8的示波图
图4-7
图4-8
4.仿真结果与理论的对比分析
在误差允许存在的情况下,图4-5和图4-6所示的∙
I和
∙
2
U相等,且与理论计
算值相等,图4-8所示,去耦法之后的电流与未去耦的电流相位差为零,去耦法正确。
误差可能存在与将电感电容参数转化成为L、C形式的过程中,也有可能存在与耦合系数与互感参数相互转化的过程中,也有可能是仪器本身带有的误差。
5.总结
通过本次电路辅助设计之实验四互感电路仿真分析,可以得到以下几点自我总结。
1.通过本次实验更加深入的了解了去耦法的运用以及其运算步骤。
2.通过本次实验了解到用Multisim软件计算含互感参数的电路时应该注意电感的同名端。
在这次实验中,我就是因为同名端的不同导致在其花费了很长的时间,因而在仿真电路中应该仔细判别同名端。
3.本次仿真实验在以前的基础上会觉得比较顺手,但是依然花费了不少时间,在以后的仿真实验学习路上也还得更加努力。