畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-微型電動機(jī)振蕩式三相交流電源仿真設(shè)計(jì)

1、摘 要隨著電力電子技術(shù)的開展，電力電子裝置正向更大容量和更小容量2個(gè)方面開展。小容量方面，正向以小家電、通訊設(shè)備、辦公自動化、智能機(jī)器人等領(lǐng)域的驅(qū)動電源方向開展。以及各種新型控制器件和先進(jìn)控制方法在電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，交流電機(jī)控制精度得到了極大的提高。為了滿足高性能、高效節(jié)能和環(huán)保的要求，對電源的電壓、電流、頻率等指標(biāo)的要求也隨之提高。電機(jī)驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)在電氣傳動領(lǐng)域中扮演著重要的角色。本課題主要針對振蕩式微型電機(jī)三相交流電源的仿真設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和探討，提出了相應(yīng)的軟、硬件設(shè)計(jì)方案，以EWB軟件為設(shè)計(jì)開發(fā)平臺，設(shè)計(jì)振蕩式微型電動機(jī)三相變流電源仿真電路，實(shí)現(xiàn)將輸入交流電轉(zhuǎn)變成直流電，再將直流電

2、轉(zhuǎn)換成對稱三相交流電。論文闡述了振蕩式微型電動機(jī)電源的根本單元電路，集成運(yùn)算放大器AR1和外圍元件R1，R2，R3，電容C1構(gòu)成有源移相器的原理及特性；設(shè)計(jì)了以具有過流保護(hù)和過熱保護(hù)等環(huán)節(jié)的集成功率放大器構(gòu)成的有源移相器，再由3個(gè)相同的有源移相器構(gòu)成閉環(huán)電路，產(chǎn)生振蕩波，將直流電變換成對稱的三相交流電，并采用電子電力計(jì)算機(jī)輔助EWB軟件進(jìn)行了仿真研究。論文最后給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和波形分析。結(jié)果說明微型振蕩式電動機(jī)驅(qū)動電源的仿真設(shè)計(jì)給電機(jī)的驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)快捷的方法，可改變電路參數(shù)以滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)驅(qū)動電源電壓、電流、頻率等指標(biāo)的要求；驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性和可行性。關(guān)鍵詞：微型電機(jī) 震蕩器

3、三相交流電源 仿真Abstract With the development of power electronics technology, power electronics equipment forward greater capacity and smaller capacity of two aspects of development. Small capacity, the forward small home appliances, communications equipment, office automation, intelligent robotics and ot

4、her areas of the drive power direction. And a variety of new control devices and advanced control methods in motor speed control system, AC motor control accuracy has been greatly improved. In order to meet the high performance, energy efficient and environmental requirements, the power supply volta

5、ge, current, frequency and other indicators of requirements also will improve. Motor drive power supply design plays an important role in the field of electrical transmission.This paper mainly for oscillating micro-motors three-phase AC power supply simulation design were studied and discussed, and

6、the corresponding software and hardware design, software design and development with EWB platform, micro-motor design oscillation phase Convertor Power Simulation circuit, the input AC power into DC power, and then the direct current into a symmetrical three-phase alternating current.Paper expounds

7、the basic unit circuit oscillating miniature motor power, integrated operational amplifier AR1 and the peripheral element R1, R2, R3, capacitor C1 constitute principles and characteristics of the active phase shifter; designed with over-current protection and overheat protection The active part of t

8、he integrated power amplifier configuration of the phase shifter, and then by three identical active phase shifter closed loop circuit that generates the oscillation, the direct current into a symmetrical three-phase alternating current, and using power electronics computer-aided EWB Software simula

9、tion research.Finally, the experimental results and waveform analysis. Simulation results show that the design of micro-oscillation motor drive power to the motor drive power supply is designed to provide a quick way to change the circuit parameters to meet the motor drive power supply voltage, curr

10、ent, frequency and other indicators of the requirements in all areas; verify the design The effectiveness and feasibility. Keywords: micro-motors Shockwave three-phase AC power source Simulation目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc418794701 摘 要 PAGEREF _Toc418794701 h I HYPERLINK l _Toc418794702 Abst

11、ract PAGEREF _Toc418794702 h II HYPERLINK l _Toc418794703 目 錄 PAGEREF _Toc418794703 h III HYPERLINK l _Toc418794704 1緒 論 PAGEREF _Toc418794704 h 4 HYPERLINK l _Toc418794705 PAGEREF _Toc418794705 h 4 HYPERLINK l _Toc418794706 電力電子器件概述 PAGEREF _Toc418794706 h 5 HYPERLINK l _Toc418794707 電力電子器件國內(nèi)外的開展 P

12、AGEREF _Toc418794707 h 5 HYPERLINK l _Toc418794708 PAGEREF _Toc418794708 h 7 HYPERLINK l _Toc418794709 PAGEREF _Toc418794709 h 7 HYPERLINK l _Toc418794710 我國微電機(jī)的開展 PAGEREF _Toc418794710 h 7 HYPERLINK l _Toc418794711 微電機(jī)在國際上的開展 PAGEREF _Toc418794711 h 10 HYPERLINK l _Toc418794712 我國微電機(jī)開展的優(yōu)勢及開展策略 PAGE

13、REF _Toc418794712 h 11 HYPERLINK l _Toc418794713 PAGEREF _Toc418794713 h 13 HYPERLINK l _Toc418794714 PAGEREF _Toc418794714 h 14 HYPERLINK l _Toc418794715 2振蕩式微型電動機(jī)三相交流電源工作原理 PAGEREF _Toc418794715 h 14 HYPERLINK l _Toc418794716 PAGEREF _Toc418794716 h 14 HYPERLINK l _Toc418794717 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 PAGEREF _To

14、c418794717 h 15 HYPERLINK l _Toc418794718 設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc418794718 h 15 HYPERLINK l _Toc418794719 電路設(shè)計(jì)及原理與參數(shù)計(jì)及器件選擇 PAGEREF _Toc418794719 h 16 HYPERLINK l _Toc418794720 PAGEREF _Toc418794720 h 20 HYPERLINK l _Toc418794721 2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求： PAGEREF _Toc418794721 h 20 HYPERLINK l _Toc418794722 設(shè)計(jì)方案電路圖以及工作原理分

15、析： PAGEREF _Toc418794722 h 20 HYPERLINK l _Toc418794723 3仿真軟件EWB簡介 PAGEREF _Toc418794723 h 22 HYPERLINK l _Toc418794724 PAGEREF _Toc418794724 h 23 HYPERLINK l _Toc418794725 工作主窗口 PAGEREF _Toc418794725 h 23 HYPERLINK l _Toc418794726 的工具欄 PAGEREF _Toc418794726 h 23 HYPERLINK l _Toc418794727 3.的元器件及儀器庫

16、欄 PAGEREF _Toc418794727 h 24 HYPERLINK l _Toc418794728 菜單操作 PAGEREF _Toc418794728 h 27 HYPERLINK l _Toc418794729 PAGEREF _Toc418794729 h 27 HYPERLINK l _Toc418794730 元器件的操作 PAGEREF _Toc418794730 h 27 HYPERLINK l _Toc418794731 導(dǎo)線連接操作 PAGEREF _Toc418794731 h 27 HYPERLINK l _Toc418794732 3.3 虛擬儀器儀表及使用操

17、作 PAGEREF _Toc418794732 h 28 HYPERLINK l _Toc418794733 儀器儀表的根本操作 PAGEREF _Toc418794733 h 28 HYPERLINK l _Toc418794734 3.3.2 虛擬儀器儀表的使用 PAGEREF _Toc418794734 h 29 HYPERLINK l _Toc418794735 3.4 電路仿真示范 PAGEREF _Toc418794735 h 36 HYPERLINK l _Toc418794736 4直流穩(wěn)壓電源的仿真 PAGEREF _Toc418794736 h 36 HYPERLINK l

18、 _Toc418794737 PAGEREF _Toc418794737 h 36 HYPERLINK l _Toc418794738 整流濾波電路 PAGEREF _Toc418794738 h 36 HYPERLINK l _Toc418794739 整流濾波電路調(diào)試過程 PAGEREF _Toc418794739 h 37 HYPERLINK l _Toc418794740 PAGEREF _Toc418794740 h 38 HYPERLINK l _Toc418794741 穩(wěn)壓電路的參數(shù)測試電路圖 PAGEREF _Toc418794741 h 38 HYPERLINK l _To

19、c418794742 穩(wěn)壓電路參數(shù)測試 PAGEREF _Toc418794742 h 39 HYPERLINK l _Toc418794743 PAGEREF _Toc418794743 h 40 HYPERLINK l _Toc418794744 5振蕩式微型電動機(jī)三相交流電源的仿真 PAGEREF _Toc418794744 h 40 HYPERLINK l _Toc418794745 PAGEREF _Toc418794745 h 40 HYPERLINK l _Toc418794746 單元電路的幅頻特性曲線和相頻特性曲線 PAGEREF _Toc418794746 h 41 HYP

20、ERLINK l _Toc418794747 有源移相器輸出電壓uo和輸入電壓ui的波形 PAGEREF _Toc418794747 h 41 HYPERLINK l _Toc418794748 PAGEREF _Toc418794748 h 41 HYPERLINK l _Toc418794749 總 結(jié) PAGEREF _Toc418794749 h 43 HYPERLINK l _Toc418794750 致 謝 PAGEREF _Toc418794750 h 44 HYPERLINK l _Toc418794751 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc418794751 h 45 HYP

21、ERLINK l _Toc418794752 附錄： PAGEREF _Toc418794752 h 461緒 論課題研究的背景及意義電力電子技術(shù)已成為現(xiàn)代技術(shù)中的重要組成局部，并對電能的變換和控制起到了革命性的奉獻(xiàn)。隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)和電力電子器件的迅速開展，電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域得到不斷的拓展。從家用電器到高壓直流輸電，電力電子技術(shù)已經(jīng)滲入到人民生活和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。電力電子技術(shù)根據(jù)用電場合而改變電能的應(yīng)用方式，即所謂的變流，使得電能的應(yīng)用更好的滿足人們的需要，并通過功能和性能的提高產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，電力電子技術(shù)被認(rèn)為是電能應(yīng)用的優(yōu)化技術(shù)。環(huán)保意識的提高，促使人們在電力電子

22、技術(shù)的開展中探索一條“綠色之路。對于變流裝置而言，“綠色的內(nèi)涵包括電網(wǎng)無諧波，單位功率因數(shù)，以及功率控制系統(tǒng)的高性能，高穩(wěn)定性，高效率等傳統(tǒng)變流裝置所不具備的優(yōu)越性能?！熬G色電能變換的需求呼喚著電力電子技術(shù)的開展，而電力電子技術(shù)的開展又促進(jìn)了“綠色電能變換的實(shí)現(xiàn)。PWM整流器作為各種電力電子應(yīng)用系統(tǒng)與電網(wǎng)的接口，其開展方向是將變流技術(shù)與微電子技術(shù)和自動控制技術(shù)相融合，這已成為電力電子技術(shù)開展中的熱點(diǎn)和亮點(diǎn)。對于交直交變流器，隨著技術(shù)的開展，要求也越來越多，能量的雙向流動、較高的功率因數(shù)以及最小的本錢實(shí)現(xiàn)還需要進(jìn)一步的研究和開發(fā)。當(dāng)交直交變流器中的整流器采用不可控整流電路時(shí)，降低了本錢，中間電容

23、的合理選擇可以到達(dá)中間直流電壓的穩(wěn)定，逆變器采用三相橋式PWM逆變器，電壓電流雙閉環(huán)控制，減少諧波含量，改善波形。電力電子器件的開展為較好性能的交流電機(jī)驅(qū)動電源的開展奠定了根底。電力電子器件概述自20世紀(jì)50年代末第一只晶閘管問世以來，電力電子技術(shù)開始登上現(xiàn)代電氣傳動技術(shù)的舞臺，以此為根底開發(fā)的可控硅整流裝置，是電氣傳動領(lǐng)域的一次革命，使電能的變換和控制從旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組和靜止離子變流器進(jìn)入由電力電子器件構(gòu)成的變流器時(shí)代，這標(biāo)志著電力電子的誕生。進(jìn)入70年代后，晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產(chǎn)品，普通晶閘管不能自關(guān)斷的半控型器件，被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術(shù)理論研究

24、和制造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量和類型等方面得到了很大開展，這是電力電子技術(shù)的又一次飛躍，先后研制出了GTR和GTO，功率MOSFET管等自關(guān)斷全控型第二代電力電子器件。而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，開始向大容量高頻率、響應(yīng)快、低損耗的方向開展。而進(jìn)入90年代電力電子器件正朝著復(fù)臺化、標(biāo)準(zhǔn)模塊化、智能化、功率集成的方向開展。近年來，微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)又在各自開展的根底上相結(jié)合，產(chǎn)生了一批工作頻率高，具有門極全控性能的集成器件，他們的品種越來越多，功率越來越大，性能越來越好，已經(jīng)形成了龐大的電力電子器件庫。電力電子器件國內(nèi)外的開展整流管是電力電子器

25、件中結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛的一種器件。目前已形成普通型， 快恢復(fù)型和肖特基型三大系列產(chǎn)品，電力整流管對改善各種電力電子電路的性能，降低電路損耗和提高電流使用效率等方面都具有非常重要的作用。自1958年美國通用電氣公司研制出第一個(gè)工業(yè)用普通晶閘管開始，其結(jié)構(gòu)的改良和工藝的改革為新器件的開發(fā)研制奠定了根底，在以后的十年間開發(fā)研制出雙向、逆變、逆導(dǎo)、非對稱晶閘管，至今晶閘管系列產(chǎn)品仍有較為廣泛的市場。1964年在美國第一次試制成功了的可關(guān)斷的GTO至今，現(xiàn)已到達(dá)z及6kV/6kA/1kHz的水平，在當(dāng)前各種自關(guān)斷器件中GTO容量最大，但其工作頻率最低，在大功率電力牽引驅(qū)動中有明顯的優(yōu)勢，因此它在中壓

26、、大容量領(lǐng)域中占有一席之地。70年代研制出的GTR系列產(chǎn)品，其額定值已到達(dá)z，z，由它組成的電路具有靈活成熟，開關(guān)損耗小、開關(guān)時(shí)間短等特點(diǎn)，在中等容量、中等頻率的電路中應(yīng)用廣泛，而作為高性能，大容量的第三代絕緣柵型雙極性晶體管IGBT，因其具有電壓型控制，輸入阻抗大、驅(qū)動功率小，開關(guān)損耗低及工作頻率高等特點(diǎn)，其有著廣闊的開展前景。而IGCT是最近開展起來的一種新型器件，它是在GTO根底上開展起來的器件，被稱為集成門極換流晶閘管，也有人稱之為發(fā)射極關(guān)斷晶閘管。20世紀(jì)60年代后半段開始，功率半導(dǎo)體器件從SCR(普通晶閘管)、GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)、BJT(雙極型晶體管)、MOSFET(金屬氧

27、化硅場效應(yīng)管)、SIT(靜電感應(yīng)晶體管)、SITH(靜電感應(yīng)晶閘管)、MGT(MOS控制晶體管)、MCT(MOS控制晶閘管)開展到IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)和HVIGBT(耐高壓IGBT)。器件的每一次更新都為電力變換技術(shù)的開展注入了新的活力。進(jìn)入90年代后，電力電子器件的研究和開發(fā)步入了高頻化，標(biāo)準(zhǔn)模塊化，集成化和智能化。從理論分析和實(shí)驗(yàn)中可以證明，電氣產(chǎn)品的體積與重量的縮小與供電頻率的平方根成反比。當(dāng)我們將50Hz的標(biāo)準(zhǔn)工頻大幅的提高之后，使用這樣工頻的電氣設(shè)備的體積與重量就能大大的縮小，使電氣設(shè)備的制造節(jié)約材料，運(yùn)行時(shí)的高頻化是今后電力電子技術(shù)創(chuàng)新的主導(dǎo)方向，而硬件結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)模塊是器

28、件開展的必然趨勢。目前先進(jìn)的模塊，已經(jīng)包括開關(guān)元件和與其反向并聯(lián)的續(xù)流二極管，以及驅(qū)動保護(hù)電路等多個(gè)單元，并都已標(biāo)準(zhǔn)化并生產(chǎn)出系列產(chǎn)品，并且可以在一致性與可靠性上到達(dá)極高的水平。目前世界上許多大公司已開發(fā)出IPM智能化功率模塊，如日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產(chǎn)品推出。根據(jù)電力電子器件的開展現(xiàn)狀及趨勢，預(yù)計(jì)在今后幾年，電力電子器件將在以下方面取得進(jìn)展： 已進(jìn)入實(shí)用化的全控型器件將在功率等級、易于驅(qū)動和更高工作頻率這三個(gè)方面繼續(xù)改善和提高。 由于MCT、IGBT、IGCT等器件的大容量化及實(shí)用化，在更多的領(lǐng)域，IGBT和IGCT將取代GTO。 IGCT等新型混合器件將逐步得到推廣

29、和應(yīng)用。功率集成電路將會有更進(jìn)一步的開展。這預(yù)示著電力電子技術(shù)將跨入一個(gè)新的時(shí)代。 新型半導(dǎo)體材料SiC的問世，預(yù)示著在不遠(yuǎn)的將來會誕生一種集高耐壓、大電流、高開關(guān)速度、無吸收電路、簡單的門極驅(qū)動、低損耗等所有優(yōu)點(diǎn)于一身的新型SiC電力器件。電力電子技術(shù)的迅猛開展，為大容量、快速的機(jī)車電力牽引系統(tǒng)提供了堅(jiān)實(shí)的根底。電力電子器件作為電力電子技術(shù)開展的主導(dǎo)器件，是電力電子技術(shù)開展的決定性因素，必將推動電力電子技術(shù)的飛速開展，同時(shí)也將促進(jìn)以電力電子技術(shù)為根底的交流傳動技術(shù)的迅猛開展。振蕩器簡介振蕩器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置將直流電能轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電能。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路.正弦波振蕩器能夠輸出

30、正弦波的振蕩器稱作正弦波振蕩器。 正弦波振蕩器主要有LC振蕩器RC振蕩器兩種。 振蕩器最根本組成局部，三極管放大器起能量控制作用；正反響網(wǎng)絡(luò)將輸出信號反響一局部至輸入端；選頻網(wǎng)絡(luò)用以選取所需要的振蕩頻率，以使振蕩器能夠在單一頻率下振蕩，從而獲得需要的波形。振蕩器兩管的集電極各有一個(gè)電容分別接到另一管子的基極,起到交流耦合作用,形成正反響電路,當(dāng)接通電源的瞬間,某個(gè)管子先通,另一只管子截止,這時(shí),振蕩器導(dǎo)通管子的集電集有輸出,集電極的電容將耦合到另一只管子的基極使另一只管子導(dǎo)通.這時(shí)原來導(dǎo)通的管子截止.這樣兩只管子輪流導(dǎo)通和截止,就產(chǎn)生了震蕩電流. 由于器件不可能參數(shù)完全一致,因此在上電的瞬間的

31、狀態(tài)就發(fā)生了變化,振蕩器這個(gè)變化由于正反響的作用越來越強(qiáng)烈,導(dǎo)致到達(dá)一個(gè)暫穩(wěn)態(tài).暫穩(wěn)態(tài)期間另一個(gè)三極管經(jīng)電容逐步充電后導(dǎo)通或者截止,狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn),到達(dá)另一個(gè)暫穩(wěn)態(tài).這樣周而復(fù)始形成振蕩.振蕩器主要可以分成兩種：諧波振蕩器與弛張振蕩器。能將直流電轉(zhuǎn)換為具有一定頻率交流電信號輸出的電子電路或裝置。種類很多，按振蕩鼓勵(lì)方式可分為自激振蕩器、他激振蕩器；按電路結(jié)構(gòu)可分為阻容振蕩器、電感電流振蕩器、晶體振蕩器、音叉振蕩器等；按輸出波形可分為正弦波、方波、鋸齒波等振蕩器。廣泛用于電子工業(yè)、醫(yī)療、科學(xué)研究等方面。 我國微電機(jī)行業(yè)創(chuàng)立于20世紀(jì)50年代末期，從為滿足國防武器裝備需要開始，經(jīng)歷了仿制、自行設(shè)計(jì)和

32、研究開發(fā)的階段，至今已有40余年的開展歷史，已形成產(chǎn)品開發(fā)、規(guī)?；a(chǎn)和關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵材料、專用制造設(shè)備、測試儀器配套的完整的工業(yè)體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國微特電機(jī)生產(chǎn)及配套廠家在1000家以上，從業(yè)人員超過10萬人，工業(yè)總產(chǎn)值超過 100億元。微特電機(jī)行業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)和國防現(xiàn)代化建設(shè)中不可缺少的一個(gè)根底產(chǎn)品工業(yè)。自20世紀(jì)80年代以來，微特電機(jī)的國內(nèi)需求在不斷增長。我國已引進(jìn)50余條生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)25個(gè)大類、60個(gè)系列、400 個(gè)品種、2000個(gè)規(guī)格微特電機(jī)大批量、規(guī)?；a(chǎn)。主要產(chǎn)品是有刷永磁直流電動機(jī)、小功率交流電動機(jī)、交直流串激電動機(jī)、罩極電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)、振動電機(jī) 用等。1999年我國微

33、特電機(jī)產(chǎn)量約30億臺，其中民營和國企的產(chǎn)量約 2.5億臺，獨(dú)資企業(yè)的產(chǎn)量約12億臺，香港地區(qū)的產(chǎn)量約14億臺德昌公司12億臺，臺灣地區(qū)的產(chǎn)量約 1.8億臺。2000年生產(chǎn)量約39億臺，占全球總產(chǎn)量的60。技術(shù)含量高的微特電機(jī)，如精密無刷電動機(jī)、高速同步電動機(jī)、高精度步進(jìn)電動機(jī)、片狀繞組無刷電動機(jī)、高性能伺服電動機(jī)以及新原理新結(jié)構(gòu)超聲波電動機(jī)國內(nèi)尚未形成商品化或批量生產(chǎn)能力。所以國內(nèi)對高精密微特電機(jī)還依賴進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，19952000年年均用匯增長26.9，2001年雖然增幅降至14.81，還達(dá)11.97億美元。我國自1995年至2000年微特電機(jī)出口年均創(chuàng)匯增長18.6，2001年比200

34、0年減少6.02。受美國“9.11事件的影響，美國、日本經(jīng)濟(jì)受到嚴(yán)重挫折全球經(jīng)濟(jì)不景氣，是2001年出口減少的主要因素。2001年出口創(chuàng)匯在5000萬美元的企業(yè)有 6家。青島三美電機(jī)14134萬美元，天津三美電機(jī)12450萬美元，珠海三美電機(jī)10803 萬美元，東芝華強(qiáng)三洋馬達(dá)9955萬美元，萬寶至馬達(dá)大連9690萬美元，珠海松下馬達(dá)8082萬美元，三協(xié)精機(jī)福建7271萬美元。麗水是國內(nèi)工業(yè)微電機(jī)和家用縫紉機(jī)馬達(dá)生產(chǎn)中心，年產(chǎn)100萬臺電機(jī)和50多萬套馬達(dá)。近年來，通過產(chǎn)業(yè)的改造和提升，麗水微電機(jī)在技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上確立了新的比擬優(yōu)勢，把競爭對手瞄準(zhǔn)日本的“兄弟，“松下、“三菱等知名企業(yè)，把目標(biāo)

35、市場轉(zhuǎn)向長期被日本和臺灣廠商壟斷的歐美市場。麗水的幾家微電機(jī)龍頭企業(yè)相繼投巨資搞技改，陸續(xù)推出高技術(shù)含量的新產(chǎn)品，提升產(chǎn)品檔次?！胺秸姍C(jī)與浙江大學(xué)聯(lián)合開發(fā)成功變頻調(diào)速交流伺服機(jī)電，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，技術(shù)性能指標(biāo)到達(dá)國際先進(jìn)水平，迅速占領(lǐng)了歐美市場。目前，“方正電機(jī)等 3個(gè)龍頭企業(yè)的產(chǎn)量占了麗水微電機(jī)總產(chǎn)量的90。每年“龍頭后面都連接著 100多家配件加工企業(yè)，形成了長長的“產(chǎn)業(yè)鏈，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，除麗水本地外，麗水微電機(jī)在外地的聯(lián)營配件廠還有200多家。我國多年來由于重視制造技術(shù)提高與改造，特別是引進(jìn)了先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，微電機(jī)行業(yè)目前已經(jīng)初步具備了現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，主要集中在家用電器用交

36、流單相電動機(jī)和直流有刷電動機(jī)。估計(jì)國內(nèi)市場用于電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)和小家電產(chǎn)品等家用電器的交、直流微型電動機(jī)年產(chǎn)量約2億臺；用于各種影音裝置，激光視盤機(jī)等方面的有刷直流電動機(jī)年產(chǎn)量約2.5億臺；用于汽車電器的直流微電機(jī)約6000萬臺；用于計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備的有刷和無刷直流電機(jī)超過1億臺。上述用途電機(jī)產(chǎn)量約占中國微電機(jī)市場總需求量的60%。另一方面，高檔精度微電機(jī)，如無刷直流電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)、無磁芯電動機(jī)、盤式繞組電動機(jī)等需求急劇增加。此外，汽車、醫(yī)療器械與儀器儀表、照相機(jī)、玩具等產(chǎn)業(yè)對微電機(jī)的需求也在逐年增加，但與其他用途產(chǎn)品比擬，增加速度較慢。雖然中國成為微電機(jī)生產(chǎn)大國，但是技術(shù)水平與

37、工業(yè)興旺國家相比，仍有較大差距。中國微電機(jī)產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的60以上，但是民營企業(yè)產(chǎn)品檔次低，獨(dú)資企業(yè)的產(chǎn)品雖屬于中檔產(chǎn)品，但許多獨(dú)資企業(yè)的開發(fā)機(jī)構(gòu)均設(shè)在本國，技術(shù)含量高的產(chǎn)品，如高速精密無刷主軸電機(jī)、高精度步進(jìn)電機(jī)、高性能交流伺服電機(jī)、精密直線電機(jī)、超聲波電機(jī)等尚未在我國生產(chǎn)。 我國微電機(jī)行業(yè)開展水平較國外差距更大，大量的企業(yè)甚至沒有開發(fā)能力，而是仿制為主。整個(gè)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)構(gòu)不理想，沒有發(fā)揮企業(yè)、大學(xué)、研究所的特點(diǎn)和優(yōu)勢。工程開發(fā)進(jìn)展慢，成果商品化率低。我國的民營企業(yè)普遍存在產(chǎn)品開發(fā)能力不強(qiáng)、產(chǎn)品更新?lián)Q代慢等缺點(diǎn)，很難同國外公司競爭。 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的開展和控制系統(tǒng)的不斷更新，

38、對微特電機(jī)的要求越來越高。同時(shí)，新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用，推動了微特電機(jī)的開展，出現(xiàn)了新的開展趨勢，主要有以下幾個(gè)方面： 一、無刷化，為了提高微特電機(jī)的可靠性，降低噪音，提高電磁兼容性能，延長電機(jī)壽命，除了在電機(jī)結(jié)構(gòu)上不斷改良，使其能長期可靠的運(yùn)行外，國際上一直致力于開展各種無刷電機(jī)。經(jīng)過近20年的研制開發(fā)，取得了顯著的成果，如無刷直流電機(jī)，無刷自整角機(jī)，無刷旋轉(zhuǎn)變壓器等，許多電機(jī)新品種已經(jīng)進(jìn)入商品化生產(chǎn)。 二、微型化，由于電子技術(shù)的快速開展和廣泛應(yīng)用，一方面要求微電機(jī)向微型化方向開展，以適應(yīng)電子產(chǎn)品日益微型化的需要。另一方面也為微特電機(jī)的微型化創(chuàng)造了條件。微特電機(jī)的微型化，不僅指它的質(zhì)量

39、和體積，還指它的功率消耗?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品(如 )往往是耗電量最大的元件之一。而在宇航系統(tǒng)中，通常以燃料電池或太陽能電池供電，所有電器元件的耗電量受到嚴(yán)格控制。在高空飛行中，飛行物理量每增加1kg，每小時(shí)就要多100kg左右的燃料。因此，微特電機(jī)的微型化是目前迫切需要解決的問題。為了使電機(jī)微型化，通常采取改良設(shè)計(jì)、簡化結(jié)構(gòu)，采用新材料、新工藝等措施。例如，日本一家公司推出了外徑僅O8ram，軸長12mm，重量僅4mg的微型電機(jī)，可在人的血管中穿行。 三、一體化(模塊化，)一體化是指多臺電機(jī)組合，電機(jī)和傳感器的組合，電機(jī)和其他機(jī)械組合，電機(jī)和控制組合，甚至將微特電機(jī)、變速器、傳感器和控制器等構(gòu)成一體

40、，形成新一代電動伺服系統(tǒng)，從而明顯提高系統(tǒng)的精度和可靠性。 四、永磁化，隨著微特電機(jī)向微薄輕化、無刷化和電子化的方向開展，永磁材料在微特電機(jī)中的普遍應(yīng)用已是必然趨勢。特別是我國稀土資源豐富，約占世界稀土儲量的34，所研制生產(chǎn)的釹鐵硼(NdFeB)永磁體的最大磁能積已達(dá)3184Kjm3，處于國際先進(jìn)水平，為我國永磁電機(jī)的開展提供了良好的條件。五、數(shù)字化。微特電機(jī)的數(shù)字化是指在其控制單元中采用可編程控制器，綜合現(xiàn)代控制理論、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度和位置的自適應(yīng)調(diào)整與控制。電動機(jī)控制策略的模擬實(shí)現(xiàn)正逐漸退出歷史舞臺，而采用微處理器、FPGACPLD、通用計(jì)算機(jī)、DSP控制器等現(xiàn)代手

41、段構(gòu)成的數(shù)字控制系統(tǒng)得到了快速開展，作為電動機(jī)控制系統(tǒng)也正朝著高精度、高性能、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、系統(tǒng)芯片化方面不斷前進(jìn)。同時(shí)，數(shù)字化的開展，改變了微特電機(jī)作為元件使用的概念，確立了微特電機(jī)作為一個(gè)小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的新概念，標(biāo)志著微特電機(jī)開展已進(jìn)入一個(gè)新階段。 根據(jù)我國微電機(jī)的開展和開展趨勢，預(yù)計(jì)在今后510年微特電機(jī)要重點(diǎn)開展的產(chǎn)品是：交流微電機(jī)及變頻控制技術(shù)；無刷電機(jī)及控制技術(shù)；永磁交流伺服電動機(jī)及控制系統(tǒng)；步進(jìn)電動機(jī)及驅(qū)動控制技術(shù)；直線電動機(jī)及驅(qū)動控制技術(shù)；超聲波電機(jī)及應(yīng)用技術(shù)。 微電機(jī)在國際上的開展微小電機(jī)是技術(shù)密集行業(yè)，興起于瑞士，開展于日本，而后隨技術(shù)擴(kuò)散逐步向開展中國家轉(zhuǎn)移。

42、目前，日本、韓國仍然掌握著微小電機(jī)行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，以中國為代表的開展中國家正承接著日本、韓國等興旺國家的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。我國由于具有磁性材料資源豐富、產(chǎn)量大、價(jià)格和勞動力本錢低等多重優(yōu)勢，目前已成為世界微小電機(jī)的主要生產(chǎn)國和出口國。 作為人們生活生產(chǎn)中不可缺少的根底機(jī)電產(chǎn)品，僅2021年，世界微小電機(jī)產(chǎn)量就突破160億臺，中國制造的各類微小電機(jī)產(chǎn)量約110億臺，占到全球市場份額的70%，成為世界微電機(jī)行業(yè)絕對的產(chǎn)銷霸主。長江三角洲、珠江三角洲以及環(huán)渤海灣三大經(jīng)濟(jì)圈是我國微小電機(jī)主要的生產(chǎn)和出口基地。 走訪深圳國際電機(jī)磁材展，把脈中國微電機(jī)行業(yè)未來 在中國，伴隨微電機(jī)行業(yè)開展而舉辦的相關(guān)學(xué)術(shù)論壇和展覽

43、會議從一定程度上也反響出微電機(jī)行業(yè)未來的開展走勢和產(chǎn)業(yè)格局，如每年在深圳舉辦的深圳國際小電機(jī)及磁性材料展覽會，依托珠三角巨大的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，迅速崛起，逐漸成為電機(jī)磁材行業(yè)的“晴雨表，每年吸引上萬名國內(nèi)外采購商前來交流下單。 從2021年深圳電機(jī)磁材展可以看到，大轉(zhuǎn)矩、小尺寸、高控制精度、低功耗、長壽命和低本錢的微電機(jī)產(chǎn)品深受客戶親睞，表現(xiàn)出強(qiáng)勁的競爭力，也在一定程度上代表了微小電機(jī)的研發(fā)方向。 隨著通訊、微型電玩、消費(fèi)類電子產(chǎn)品以及醫(yī)療保健器材行業(yè)的快速增長，超微電機(jī)得到廣泛使用，但因其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，精密度和功耗要求較高，市場遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到達(dá)飽和，存在很大的創(chuàng)新和成長空間， 此外，汽車產(chǎn)業(yè)的飛速開展，

44、也為微電機(jī)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的開展空間。一輛普通汽車一般需要15臺左右的微電機(jī)，而豪華轎車那么可能需要40-60臺，如：自動定量電子噴油系統(tǒng)取代傳統(tǒng)化油器、ABS剎車皆改由電機(jī)代替等等。 而航空技術(shù)、武器裝備自動化以及未來3D打印技術(shù)的開展將直接引領(lǐng)微電機(jī)向高、精、尖方向開展。 深圳國際電機(jī)磁材展十年觀眾大數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)微電機(jī)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)分布 據(jù)深圳國際小電機(jī)及磁性材料展覽會歷屆觀眾來源分析，按照目前使用微電機(jī)的數(shù)量多少進(jìn)行排位，信息處理及通信設(shè)備為最大用戶，約占29.30%；音響設(shè)備占18.50%；汽車電器設(shè)備占13.80%；日常家用電器占8.75%；視像處理設(shè)備占7.43%；工業(yè)電氣驅(qū)動和

45、控制占2.61%。另外，還有19.61%的應(yīng)用覆蓋面，如宇航飛行器、自動化武器裝備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕工機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備等等。我國微電機(jī)開展的優(yōu)勢及開展策略 一、我國微電機(jī)開展的優(yōu)勢1、微電機(jī)的國內(nèi)和國際市場空間非常大，新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展； 2、作為勞動密集型產(chǎn)業(yè)，我國擁有微電機(jī)產(chǎn)業(yè)開展需要的充足人力資源，較強(qiáng)的研發(fā)能力，這也是微電機(jī)產(chǎn)業(yè)迅速崛起和開展的根底優(yōu)勢； 3、零部件專業(yè)化生產(chǎn)水平大幅提升，出現(xiàn)一大批較高水平的零部件制造廠家，產(chǎn)品不僅為國內(nèi)企業(yè)和外資企業(yè)配套，還遠(yuǎn)銷國外； 4、制造微電機(jī)的主要材料，我國不僅資源豐富，而且隨著材料制造工藝水平的不斷提高，需求和生產(chǎn)規(guī)模日益增大，完全能夠滿足不斷

46、開展的產(chǎn)業(yè)需求； 5、微電機(jī)專用設(shè)備制造水平有明顯提高，許多設(shè)備與國外進(jìn)口設(shè)備的差距逐步縮小，如繞線機(jī)、高速沖床、動平衡機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、綜合測試儀、充磁機(jī)和換向器精車機(jī)等，不少設(shè)備可與國外產(chǎn)品媲美，價(jià)格卻遠(yuǎn)比國外低，具有很強(qiáng)的國際競爭力。 總之，我國微電機(jī)行業(yè)無論從國際、國內(nèi)市場前景，還是從產(chǎn)業(yè)配套環(huán)境來講，都有廣闊的開展空間。 二、我國微電機(jī)開展策略 國際化是我國微電機(jī)企業(yè)最終的開展方向?，F(xiàn)在全球微電機(jī)的生產(chǎn)、銷售趨勢已日趨明顯，只有走國際化的道路，才能實(shí)現(xiàn)在全球環(huán)境下，主動參與競爭，才能立足國內(nèi)，占領(lǐng)國際市場，同時(shí)企業(yè)才能開展起來。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國每1萬美元國內(nèi)生產(chǎn)總值的能耗是日本的40倍。英國

47、?金融時(shí)報(bào)?的調(diào)查顯示，如果中國企業(yè)都按照國際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施環(huán)保措施，中國經(jīng)濟(jì)的競爭力將喪失殆盡?！皟r(jià)廉物美不再是中國高品的優(yōu)勢，而是中國企業(yè)的悲哀，以當(dāng)前相當(dāng)普遍的貼牌生產(chǎn)為例，中國的企業(yè)利用別人的品牌或技術(shù)，利潤永遠(yuǎn)稀薄得只能夠維持生計(jì)。我們只能做加工廠，給人家打工，掙加工費(fèi)，是不可能使企業(yè)的國際競爭力上臺階的。 企業(yè)的最終的競爭力取決于三個(gè)因素：本錢優(yōu)勝、產(chǎn)品優(yōu)勝、品牌優(yōu)勢。所謂品牌優(yōu)勢是指消費(fèi)者愿意為一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品支付比其他競爭對手生產(chǎn)的質(zhì)量、性能相同的產(chǎn)品更高的價(jià)格。一般來講，本錢優(yōu)勝的取得所需的時(shí)間最短；產(chǎn)品優(yōu)勝的取得需要較長的時(shí)間；品牌優(yōu)勢的積累需要的時(shí)間最長，也最困難。打造品牌就

48、意味著放棄短期利益，長期不懈地滿足客戶的要求，培養(yǎng)客戶的忠誠度，最終贏得客戶的信賴。我們有世界規(guī)模的產(chǎn)品，無世界規(guī)模的品牌?！坝?品無牌的最終結(jié)果就是中國企業(yè)很難在國際競爭中獲勝。 中國的國內(nèi)市場實(shí)際上已經(jīng)是國際化市場，從這個(gè)意義證明，國際化是中國企業(yè)的現(xiàn)實(shí)選擇。立足長遠(yuǎn)，我們的國際化道路不能緊緊依靠所謂的低本錢，我們需要培養(yǎng)自已的核心競爭力和國際品牌。培育開展具有現(xiàn)代企業(yè)制度的國際水準(zhǔn)的集團(tuán)公司，參與國際競爭。建立自己的技術(shù)中心，開發(fā)具有國際先進(jìn)水平、實(shí)用且外觀精致的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的品牌產(chǎn)品。使重點(diǎn)產(chǎn)品接近世界水平，高技術(shù)產(chǎn)品占產(chǎn)品品種開展總數(shù)的20。加大引進(jìn)技術(shù)消化與吸收，重點(diǎn)解決經(jīng)濟(jì)

49、規(guī)模生產(chǎn)的制造工藝技術(shù)，加快在線檢測和自動檢測步伐，實(shí)現(xiàn)裝備現(xiàn)代化、自動化、提高效率、壽命和可靠性。新材料應(yīng)用方面，一是解決釹鐵硼的嬌頑力和剩磁的溫度系數(shù)大等問題，使其盡快大量應(yīng)用于微電機(jī)中，以提高電機(jī)力能指標(biāo)；二是加快工程塑料制品在電機(jī)中的應(yīng)用，以減輕重量，降低生產(chǎn)本錢。大力推進(jìn)微電機(jī)國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，引導(dǎo)企業(yè)采用推薦性標(biāo)準(zhǔn)，積極采用國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，加速與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。 中國電源產(chǎn)業(yè)的開展歷史第一階段為1976年以前，是中國電源產(chǎn)業(yè)開展的初期階段。解放以前，我國的電源產(chǎn)業(yè)根本上是空白，僅有制造蓄電池、干電池的小型企業(yè)。 50年代一大批國有企業(yè)的建立，隨著電子工業(yè)原材料、元器件和整機(jī)產(chǎn)業(yè)的開

50、展，電源產(chǎn)品從無到有。1959年有二廠一校生產(chǎn)五種規(guī)格1600多臺電源。經(jīng)過17年的開展到1976年，已有26個(gè)工廠，34個(gè)品種，52種規(guī)格，33000多臺電源。生產(chǎn)單位增長8.7倍，品種規(guī)格增長10.4倍，產(chǎn)量增長 20.2倍。第一階段從無到有，雖然增長速度較快，但是電源產(chǎn)業(yè)的規(guī)模還是很小。第二階段是19771989年，是中國電源產(chǎn)業(yè)初步壯大時(shí)期。這一階段是我國改革開放的初期，經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐逐步加快，電源產(chǎn)業(yè)也逐步進(jìn)入快速增長期。1989年電源生產(chǎn)廠已開展到171家，產(chǎn)品規(guī)格340多種，年產(chǎn)電源54萬多臺。生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量比1976年增長6.6倍，品種增長10倍，產(chǎn)品增長16.4倍。在這一階段，隨

51、著電源產(chǎn)業(yè)的快速開展，廣闊的電源科技工作者急需打破原來的封閉狀態(tài)，了解外部世界。自70年代中期開始，電源科技人員自發(fā)組織技術(shù)交流，1978年召開了第一次全國電源技術(shù)交流會，1983年成立了中國電源學(xué)會，1986年得到原國家科委的批準(zhǔn)。第三階段是1990年至今，是中國電源產(chǎn)業(yè)的大開展時(shí)期。這一階段，除原電子工業(yè)部系統(tǒng)外，機(jī)械工業(yè)部、郵電部、國防科工委所屬系統(tǒng)等都參與了電源的開發(fā)和生產(chǎn)，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和民營企業(yè)大量涌現(xiàn)，全國電源生產(chǎn)廠有上千家，幾乎遍布全國。在這10年之中，大量的國外產(chǎn)品和企業(yè)進(jìn)入我國，并占據(jù)了相當(dāng)份額，加劇了市場競爭。上面是中國電源產(chǎn)業(yè)開展的三個(gè)階段，電源技術(shù)的開展大致也可分為以

52、下幾個(gè)階段。50年代是電源整機(jī)的創(chuàng)立和仿制時(shí)期，主要是仿蘇的電子管直流電源、磁飽和交流電源和仿美、仿歐的電子或磁放大式交流穩(wěn)壓電源，并逐漸實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。這個(gè)時(shí)期的電源體積大、耗能高、效率低，技術(shù)水平相當(dāng)于國際3050年代的水平。隨著晶閘管、晶體管制造技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的開展，電子管直流電源，磁飽和式交流電源逐漸被淘汰，晶閘管電源、晶體管電源、磁放大式交流穩(wěn)壓電源得到迅速開展，占據(jù)了電源市場的統(tǒng)治地位。如1976年生產(chǎn)的33000多臺電源產(chǎn)品中，電子管直流電源只有2個(gè)規(guī)格800多臺，分別占直流電源品種的4.1，規(guī)格的 5.6，產(chǎn)量的4。全控功率器件的出現(xiàn)促進(jìn)了電源技術(shù)的進(jìn)一步開展。GTO可使兆瓦級的

53、逆變電源設(shè)計(jì)簡化，可取代需要強(qiáng)迫換流的晶閘管，目前仍在電源中廣泛應(yīng)用。功率MOSFET的出現(xiàn)，構(gòu)成了高頻電力電子技術(shù)，開關(guān)頻率可達(dá)100kHz以上，并可并聯(lián)大電流輸出。IGBT是MOS輸入、雙極型輸出的復(fù)合型功率器件，工作頻率與GTR相當(dāng)，其電壓定額較高。隨著新型功率器件的出現(xiàn)，脈寬調(diào)制PWM電路、各種各樣的零點(diǎn)壓、零電流開關(guān)或變換的拓?fù)潆娐返玫綇V泛應(yīng)用，使電源產(chǎn)品更加小型化、集成化、智能化，并且提高了效率和可靠性。1.5本課題的內(nèi)容及主要任務(wù)本文設(shè)計(jì)了振蕩式微型電動機(jī)三相變流電源仿真電路，實(shí)現(xiàn)將輸入交流電轉(zhuǎn)變成直流電，再將直流電轉(zhuǎn)換成對稱三相交流電。用以EWB軟件為設(shè)計(jì)開發(fā)軟件，對主電路及其

54、控制電路進(jìn)行了仿真研究。整流局部采用二極管三相橋不可控電路；在逆變電路中，以具有過流保護(hù)和過熱保護(hù)等環(huán)節(jié)的集成功率放大器構(gòu)成的有源移相器，再由3個(gè)相同的有源移相器構(gòu)成閉環(huán)電路，產(chǎn)生振蕩波，將直流電變換成對稱的三相交流電，并采用電子電力計(jì)算機(jī)輔助EWB軟件進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果說明微型振蕩式電動機(jī)驅(qū)動電源的仿真設(shè)計(jì)給電機(jī)的驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)快捷的方法，可改變電路參數(shù)以滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)驅(qū)動電源電壓、電流、頻率等指標(biāo)的要求，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性和可行性。2振蕩式微型電動機(jī)三相交流電源工作原理在電子電路中，通常都要用電壓穩(wěn)定的直流電源供電，通常的小功率穩(wěn)壓電源的組成可以由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)

55、壓電路等四局部組成。在直流穩(wěn)壓電源中，常用集成三端穩(wěn)壓器作為穩(wěn)壓器件，它具有體積小、價(jià)格低、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，但它的輸出電壓實(shí)際值誤差較大，因此本設(shè)計(jì)完善解決該問題。 輸出直流電壓VL=30v2v,連續(xù)可調(diào)； 輸出直流電流 IL=210mA; 調(diào)壓系數(shù)Sv0.05; 電源電阻r0; 交流電網(wǎng)電壓：50Hz,220v10% 。在制作中，主要原理是：電源變壓器將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗璧碾妷褐?，然后通過整流電路將交流電壓變成脈動的直流電壓。由于此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，從而得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動一般有10%左右的波動、負(fù)載和溫度的變化

56、而變化。因而在整流、濾波電路之后，還需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動、負(fù)載和溫度變化時(shí)，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。方案：穩(wěn)壓局部采用串聯(lián)式穩(wěn)壓電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，本錢低，容易實(shí)現(xiàn)，可滿足全部設(shè)計(jì)要求，所需內(nèi)容與我們所學(xué)根底知識緊密結(jié)合。串聯(lián)反響式穩(wěn)壓電路一般結(jié)構(gòu)圖1電路圖及其原理 圖示 分立元件構(gòu)成的直流穩(wěn)壓電源 這種穩(wěn)壓電路的主回路是起調(diào)整作用的BJT T與負(fù)載串聯(lián)，故稱為串聯(lián)式穩(wěn)壓電路。輸出電壓的變化量由反響網(wǎng)絡(luò)取樣經(jīng)放大電A放大后去控制調(diào)整管T的c-e極間的電壓降，從而到達(dá)穩(wěn)定輸出電壓VO的目的。穩(wěn)壓原理可簡述如下：當(dāng)輸入電壓VI增加或負(fù)載電流IO減小時(shí)，導(dǎo)致輸出電壓VO增加，隨

57、之反響電壓VF=R2R1+R2=FVVO也增加FV為反響系數(shù)。VF與基準(zhǔn)電壓VREF相比擬，其差值電壓經(jīng)比擬放大電路放大后使VB和IC減小，調(diào)整管T的c-e極間電壓VCE增大，使VO下降，從而維持VO根本恒定。同理，當(dāng)輸入電壓VI減小或負(fù)載電流IO增加時(shí)，亦將使輸出電壓根本保持不變。2參數(shù)計(jì)算及器件選擇1確定變壓器的次邊電壓V2及功率P.設(shè)：1=V1sint(v) ;2 =V2sint (v);=2f=250HZ1為標(biāo)稱值時(shí)，V1=220vV2VIVLVIV2 假設(shè)使T1不進(jìn)入飽和區(qū)，那么必須滿足Vce11.5 2Vces=2 Vces VI(min)- VL(max) Vces ;即0.9

58、VI-122Vces 不帶負(fù)載時(shí)，VI=V2帶負(fù)載時(shí)，VI=(1.11.3)V2此時(shí)取VI=1.2V2 ,那么P= V2綜上所述，選定功率的電源變壓器。2整流濾波電路參數(shù)確實(shí)定。 選定4只二極管 根據(jù)導(dǎo)通時(shí)的平均功率及二極管承受反向電壓時(shí)的最大電流選定二極管。 由ID(1/2) II(max) VRmV2(max)= 可選定4只二極管的型號為2DP4ID=500mA, VRm=600v 選定C1 根據(jù)RLC135(2/T)210mA)=53 RL= Ri=53 T=1/f=1/50C1(5/2)T/ Ri=(5/2)(1/50)/53=943f故可選定C1為1000f /30v 確定T1 ，T

59、I ICM1 IL(max)=1.5 210=315mA PCMV(BR)CEO 可選定大功率管為3DD01B(V (BR)CEO=100v ,ICM=1A, PCM=15w)對T1 ICM1= ICM/ PCM可選定小功率管為 3DG4E(V (BR)CEO=20v ,ICM=20mA, PCM=300w) 確定基準(zhǔn)電壓參數(shù) 選定DZ,RZ.由VBE2+VZ=(R2/(R1+R2)VL=nVL (0.5n0.8)VL= (R1+R2)/ R2)( VBE2+VZ)=(R1+RW+R2)( VBE2+VZ)/ R2取n= R2/(R1+R212- 應(yīng)選DZ為 2CWTC (VZ=5v6.5v,

60、 Izmin=4mA, Izmax=38mA)由VLmax-VZ/RZIZmax ；VLmin-VZ/RZIZmin 可得VLmax -VZ/ IZmax RZVLmin-VZ/ IZmin即12-6.5/38mA RZ10-6.5/10mA應(yīng)選RZ=290 確定取樣電阻 RW=1k， 由VLmax=(R1+RW+R2)/R2)( VBE2+VZ) VLmin=(R1+RW+R2)/R2+RW)( VBE2+VZ) 即12=(R1+R2)/R2)6.5+0.7 10=(R1+R2+1)/R2+1)6.5+0.7 從而解得 R1=0.98 k，R2=1.4 k， 應(yīng)選定R1=3 k，R2=5 k