1、编号本科生课程设计报告题目： 振荡式微型电动机三相交流 电源的设计 学院 专业学 号 学生姓名 指导教师 模电课程设计报告 -振荡式微型电动机三相交流电源的设计课程设计小组成员：课程设计指导老师：课程设计时 间：2012.6.252012.7.1一、 课题名称：振荡式微型电动机三相交流电源的设计二、设计内容及要求：1.振荡式三相正弦波变流电源：输入直流电压正负15V，输出三相交流电压正负10V，频率405HZ，输出电流200mA以上，三相电压不对称度小于2%，频率稳定度，正弦波的失真度小于1%。2.振荡式三相梯形波变流电源： 输入直流电压正负30V，输出移相交流电压正负14V，频率500HZ，
2、输出电流200mA以上，移相电压不对称度小于2%，频率稳定度，梯形波的失真度小于1%。3.振荡式三相方波变流电源：输入直流电压正负30V，输出方波交流电压正负15V，频率406HZ，输出电流200mA以上，方波电压不对称度小于2%，频率稳定度。三、设计的电路图以及工作原理分析、器件参数选择：1. 振荡式三相正弦波：（1）电路原理图：（2）工作原理分析：集成运算放大器AR1和外围元件R1，R2，R3，电容C1构成有源移相器。其频率特性为：= 幅频特性为: 相频特性为： 式中，为反相输入运算放大器的基本相移，为有源移相的附加相移。由幅频特性得出有源移相器的对数幅频特性为：若取=2，并代入相频特性和
3、对数幅频特性式中可得有源移相器的增益，这是有源移相器构成正弦波震荡器的幅值平衡条件，相移，表明输出电压领先输入电压相位角，是有源移相器构成正弦波震荡器的相位平衡条件。将三个有源移相器级联，并将AR3的输出端与AR1的输入端连接，形成环电路，将构成振荡式三相正弦波变流电源。（3）器件参数选择：根据三相变流电源的技术指标要求，可调节并确定有源移相器的参数： 经计算可得有源移相器的数据为： Hz，相移，增益20。此电路增益AF=1，三相有源移相器总相移为，该电路将产生正弦波振荡，在AR1，AR2，AR3的输出端，即W、 V、U端产生对称的三相正弦波电压，三相正弦波电压的相序时U-V-W即 2.振荡式
4、三相梯形波：（1）电路原理图：（2）工作原理分析：集成运算放大器AR1和外围元件R1，R2，R3，电容C1构成有源移相器。其频率特性为：= 幅频特性为: 相频特性为： 式中，为反相输入运算放大器的基本相移，为有源移相的附加相移。由幅频特性得出有源移相器的对数幅频特性为：若取=2，并代入相频特性和对数幅频特性式中可得有源移相器的增益，这是有源移相器构成正弦波震荡器的幅值平衡条件，相移，表明输出电压领先输入电压相位角，是有源移相器构成正弦波震荡器的相位平衡条件。为产生梯形波震荡，须使2，并保证平衡条件，利用集成运算放大器的非线性限幅特性，产生梯形输出（3）器件参数选择：参数取值： R=5.1K R
5、=100K R =4.7K C=6800PF。这是集成运放的增益为A=19.62 。将三个有源移相器级联，并将AR3的输出端与AR1的输入端连接，形成闭环电路，使其环路增益AF1，环路相移=0，该电路将产生梯形波震荡。在AR1、AR2、AR3的输出端U、V、W产生对称的三相梯形波电压U U U3.振荡式三相方波：（1）电路原理图：（2）工作原理分析：其频率特性为： F=其幅频特性：F(=其相频特性为 其对数幅频特性为： 20F（=-20由式可知，附加相移，是产生三相方波的相位条件，由此，可导出该条件下的振荡角频率，频率f=，是产生方波的幅值条件，因集成运算放大器开环工作二满足。输出方波的幅值守
6、集成运算放大器的非线性特性的限制而稳定。（3）器件参数选择：电路参数设定：R=100K C=6800pf此时，F=-6dB， f=406hz，所以该移相器与开环的集成运算放大器相结合，能满足产生方波振荡的幅值和相位条件。将三个RC移相电路和三个功率集成放大器级联，如上图所示，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=。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.四、调试过程：1. 振荡式三相正弦波：接好电路，首先调节R，利用万用表将其调到阻值为49K，接好电源正负极，接好地线，将三相输出端得任
7、意两端接到示波器的输入端，调节示波器，使其显示清晰稳定的波形，并读出波形中的频率 幅值并做记录。相关数据及波形记录：f=416Hz, A=9V 2.振荡式三相梯形波：接好电路，首先调节R，利用万用表将其调到阻值为5.1K，R =4.7K,接好电源正负极，接好地线，将三相输出端得任意两端接到示波器的输入端，调节示波器，使其显示清晰稳定的波形，并读出波形中的频率 幅值并做记录。相关参数及波形记录:f=454Hz, A=11V 3.振荡式三相方波：接好电路，,接好电源正负极，接好地线，将三相输出端得任意两端接到示波器的输入端，调节示波器，使其显示清晰稳定的波形，并读出波形中的频率 幅值并做记录。相关
8、参数及波形记录幅值A=10V，频率f=416hz 相移五、总结与体会：开始没有接触的时候觉得实验很难，实验之前在网上查阅了很多资料，慢慢的了解了面包板的用途。在实验之前，我与同组同学王幼琴一起根据原理图连接好实物图，考虑线路的布局，怎样布局合理美观而且易于检查错误，此过程中真正考察了我们实际的动手能力和思维能力，同样我们的能力得到相应的锻炼。实验的当天，在实验室我们将搭好的电路接好电源及示波器进行观察实验结果，刚开始的正弦波几乎是同相的，我们一直以为是电位器的问题，但是不管怎么调电位器，相位差就是不变，最后请教了老师，才知道是示波器的原因，最后经过调试，我们顺利的将波形调出，并对实验的数据进行了记录。接着我们重新搭建了方波的电路，本次搭建吸取上次实验教训，认真仔细的搭建并做了检查，同样顺利的得到了方波的实验波形。通过本次课程设计我们锻炼了自己实际应用能力，合作精神及遇事冷静检查错误的能力。实验已经无形中增强了我们的动手能力，激发了我们对模电的兴趣，希望这种课程设计以后还会多些六、器件清单：电源V112V电容C1、C2、C36800pFC4、C5、C61nF电阻电阻R2、R5、R8100KR1、R4、R7电位器R3、R6、R933KR10、R11、R1210二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6管压降0.7V集成运算放大器AR1、AR2、AR3管脚图如下集成运算放大器管脚图：
