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1、振荡式微型电动机三相方波电源仿真设计一，设计要求与技术指标：（1）设计要求：要求采用电子工作平台（EWB）软件，设计模拟振荡式三相方波电源（2）技术指标：模拟振荡式三相对称方波变流电源输入直流电压 30V，输出方波电压 15V，频率 406HZ，电流 200mA，三相电压不对称度 2%，频率稳定度10-210-6。二、技术背景当今社会电力电子装置正在向容量更大和容量更小的两个方向发展，小容量方面，正在向以家电，通信设备，办公自动化，智能机器人等领域的驱动电源为代表的方向发展。方波变流电源具有转换效率高，三相对称性好，频率稳定度高等待特点，是高效节能的微型电动机驱动电源。三、原理与电路设计模拟振
2、荡式三相方波变流电源将单相交流电经整流，滤波，稳压后获得的直流电转变为三相方波电压，以驱动三相微型电动机。其基本单元电路由具有过电流保护和过热保护环节的集成功率运算放大器和相位滞后的 RC 相电路如图（1）所示。图 1 RC 移相电路其频率特性为： （1）UoFijRC其幅频特性为： （2）21()其相频特性为： （）=-arctanRC （3）其对数幅频特性为： （4）220lg()0lg1FRC由式（4）可知，附加相移 =-600，是产生三相方波振荡的条件，由此，可导出该条件下振荡角频率 =3/（RC） ，频率 f=3/（2PIRC ） ，是产生方波振荡的相位条件，因集成运算放大器开环工作
3、而满足。输出方波的幅值受集成运算放大器振幅的非线性特性的限制而稳定用虚拟扫频仪观测 RC 移相电路的幅频特性如图（2）所示。相频特性曲线如图（3）所示。用虚拟示波器观测 RC 相电路的输入和输出波形如图（4）所示。图 2：RC 移相电路的幅频特性曲线图 3：RC 移相电路的相频特性曲线图 4：RC 移相电路的输入和输出波形由图 2、3 可见在设定电路参数 R=100K，C=6800p F 时，从扫频仪观测到附加相移 =-60o,F=-6dB,f=406HZ,所示该移相器与开环工作的偏大成运算放大器相结合，能满足产生方波振荡的幅值条件和相位条件。将三个图 1 所示的 RC 移相电路和三个功率集成
4、运算放大级联，并将 AR3的输出端与 R1 连接，形成闭环电路，组成模拟振荡式三相方波电源，其环路增益 AF1，环路相移 AF=-1800-5400=-7200。该电路产生方波振荡，在AR1， AR2， AR3 的输出端 U，V，W 产生对称的三相方波电压 UU、U V、U W。通过计算机仿真，在虚拟示波器上观测到 UU、U V、U W波形四、仿真技术指标与结果1、仿真技术指标：该变流电源可过到如下指标，输入直流电压 30V，输出方波电压 15V，频率 406HZ，电流 200mA 三相电压阶跃不对称度 2%，频率稳定度 10-210 -3。由于微型电动机的功率因数较低，电流滞后角较大，仍然需
5、要加入整流管D1D6，以构成续流电桥；电阻 R4、R5、R6，和电容 C6、C7、C8 构成负载的无功功率补偿电路（见图 7 所示）电阻 R4、R5、R6 兼有限制输出电流的作用，避免无意中瞬间短路可能造成的电源控制微码的损坏。2、仿真技术结果：（1） 、振荡式微型电动机三相方波电源仿真电路图（图 1）（2） 、振荡式微型电动机三相方波电源仿真电路运行结果（图 2）图 1:振荡式微型电动机三相方波电源仿真电路图图 2:振荡式微型电动机三相方波电源仿真电路运行结果五、附录（器件清单）序 号 元 件 名 称 规 格 /型 号 数 量 备 注1 交 流 电 源 120 V,400 HZ 12 电 容 6800 pf 33 电 阻 100 K 36 运 算 放 大 器 LM741 37 示 波 器 1交 交 交 交 交 交 交 交 交 交 交 交 交 交
