Matlab电气仿真实验作业
电力电子课程设计matlab仿真实验

一.课程设计目的(1)通过matlab的simulink工具箱,掌握DC-DC、DC-AC、AC-DC电路的仿真。
通过设置元器件不同的参数,观察输出波形并进行比较,进一步理解电路的工作原理;(2)掌握焊接的技能,对照原理图,了解工作原理;(3)加深理解和掌握《电力电子技术》课程的基础知识,提高学生综合运用所学知识的能力;二.课程设计内容第一部分:simulink电力电子仿真/版本matlab7.0(1)DC-DC电路仿真(升降压(Buck-Boost)变换器)仿真电路参数:直流电压20V、开关管为MOSFET(内阻为0.001欧)、开关频率20KHz、电感L为133uH、电容为1.67mF、负载为电阻负载(20欧)、二极管导通压降0.7V(内阻为0.001欧)、占空比40%。
仿真时间0.3s,仿真算法为ode23tb。
图1-1占空比为40%的,降压后为12.12V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-2占空比为60%的,升压后为28.25V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-3•图1-4升降压变换电路(又称Buck-boost电路)的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压,输出电压与输入电压极性相反,其电路原理图如图1-4(a)所示。
它主要用于要求输出与输入电压反相,其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源工作原理:①T导通,ton期间,二极管D反偏而关断,电感L储能,滤波电容C向负载提供能量。
②T关断,toff期间,当感应电动势大小超过输出电压U0时,二极管D导通,电感L经D向C和RL反向放电,使输出电压的极性与输入电压在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量,得:由的关系,求出输出电压的平均值为:上式中,D为占空比,负号表示输出与输入电压反相;当D=0.5时,U0=Ud;当0.5<D<1时,U0>Ud,为升压变换;当0≤D<0.5时,U0<Ud,为降压变换。
电机MATLAB仿真实验

实验一单相变压器空载仿真实验一、实验目的1 用仿真的方法了解并求取变压器的空载特性。
2 通过变压器空载仿真了解并求取变压器的参数和损耗。
二、预习要点1 变压器空载运行有什么特点?2 在变压器空载实验仿真中,如何通过仿真测取变压器的铁耗。
三、仿真项目1 完成变压器空载运行仿真模型的搭建和参数设定。
2 仿真测取空载特性U0=f(I0),P0= f(U0),cosΦ0= f(U0)。
四、仿真方法1 仿真模块2 仿真模型AX图1 变压器空载实验接线图图2 单相变压器空载仿真模型示例图图3 变压器参数设置示例图(右侧饱和曲线数据请输入到左侧Saturation Characteristic 一栏) 3 空载仿真1)根据图1的接线图进行仿真模型搭建,搭建仿真模型如图2所示,所有频率的设置均改成50。
2)对单相变压器以及其他元器件模块的参数设置,选定额定电压,变压器变比等。
设定其额定容量S N =77 V A ,U 1N /U 2N =55/220V 。
变压器低压侧接电源,高压侧开路。
变压器参数设置如图3所示。
3)可自行根据需要选择需要测量的波形以及有效值量,加入示波器以及计算模块进行测量并设定仿真时间。
4)调节电压源电压,调节范围在(1.25~0.2)U N范围内,测取变压器的U0,I0,P0,cosΦ0以及二次侧电压U AX等数据。
5)测取数据时,在额定电压附近侧的点较密,共测取10组数据记录于下表。
表1 空载实验数据五、实验报告1. 完成表12. 绘制U0-I0特性曲线3. 计算变压器变比4. 计算低压侧的励磁参数实验二单相变压器短路仿真实验一、实验目的1 用仿真的方法了解并求取变压器的短路特性。
2 通过变压器短路仿真了解并求取变压器的参数和损耗。
二、预习要点1 变压器短路运行有什么特点?2 在变压器短路实验仿真中,如何通过仿真测取变压器的铜耗。
三、仿真项目1 完成变压器短路运行仿真模型的搭建和参数设定。
Matlab电气仿真实验作业

Matlab电气仿真实验指导老师:学生姓名:爸爸专业班级:电气工程及其自动化1班学号:222012!!!!本课程设计的目的:1、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法;2、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤;3、利用Matlab/Simulink 在基本电路与磁路、电力电子技术、电气传动等方面的仿真设计。
实验一设计任务:单相桥式整流加LC滤波电路,电源为220V,50Hz,整流电路输入为24V,负载为10Ω阻性负载,滤波电感L=100mH,滤波电容C=200uF。
实验步骤:在matlab/simulink中选取相应的器件,如图连接运行。
注意事项:将全部示波器scope中的“limit data point to the last”选项应该去掉。
参数设置:交流电压源幅值:220*sqrt(2),频率:50HZ。
变压器参数,容量S=200V A,变比k=220V/24V。
电感:100mH;电容:200uF;电阻:10欧。
实验结果:二极管Diode3电流电压曲线第一个图显示的为二极管电流I ,第二个图显示为二极管电压U 。
当diode3导通时其电压接近为0V (管压降为0.7V ),其电流有值;当diode3关断时,其电流值为0A ,此时功率二极管承受反向电压,承受的最大反向电压幅值为24*sqrt (2)=33.94V 。
而电流图像上出现波动是因为电感L 的值不是无穷大,会受频率电压幅值的影响,所以如图所示。
二极管Diode4电压电流曲线结论分析:第一个图显示的为二极管电流I ,第二个图显示为二极管电压U 。
当diode3导通时其电压接近为0V (管压降为0.7V ),其电流有值;当diode3关断时,其电流值为0A ,此时功率二极管承受反向电压,承受的最大反向电压幅值为24*sqrt (2)=33.94V 。
而电流图像上出现波动是因为电感L 的值不是无穷大,会受频率电压幅值的影响,所以如图所示。
用matlab仿真电力线

3 x dxdy e Ex x 2 2 s 3 x y
Ey
s
ydxdy ey 3 x 2 y 2
在 matlab command window 中输入如下命令: Ex=dblquad('(3-x)./((3-x).^2+y.^2)',-1,1,-1,1) 得到结果 Ex =1.329014306625494 Ey=dblquad('y./((3-x).^2+y.^2)',-1,1,-1,1) 得到结果 Ey =4.163336342344337e-017 从结果可以看出 Ey 有一定误差,但近似为 0,与实际符合。 同理,得到 B 点和 C 点的场强大小如下 B 点:Ex =0.399989334748447 Ey =0 C 点:Ex = 0.199999666669431 Ey =0 A、 B、 C 三点处场强方向均沿 x 正方向。 2.用 matab 符号积分函数 int 求解 Matlab 的符号积分函数 int 可以计算积分的解析解,首先对
a2 a2 a 0.2 ,与 b)中计算结果一致。 r 10a 10
对于在 x 轴上远离正方形无限长电荷的观察点,讨论起简化计算的理论分析如下
1 1 x0 12 y 2 Ex ln dy 2 1 x0 12 y 2
当 x0>>y 时,用泰勒展开如下
2 x0 1 y 2 ln x0 12 y 2 2 x0 1 y 2 y2 ln ln 1 2 x0 12 x 1 0
在 matlab command window 中带入 ABC 三点数值求解场强如下 A 点:Ex=intEx(3,-1,1),Ex=1.3290143006338044741684102084923 B 点:Ex=intEx(10,-1,1),Ex= 0.39998933475527430378461488739333 C 点:Ex=intEx(20,-1,1),Ex= 0.1999996666694444101042957162452 从结果可以看出,解析解与数值解非常接近,可以认为二者相等。
《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验

《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的:(1) 单相半波可控整流电路(电阻性负载)电路的工作原理电路设计与仿真。
(2) 单相半波可控整流电路(阻-感性负载)电路的工作原理电路设计与仿真。
(3) 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管)电路的工作原理电路设计与仿真。
(4)了解三种不同负载电路的工作原理及波形。
二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路(电阻性负载)如图1.1所示,单向半波可控制整流电路原理图,晶闸管作为开关,变压器T起到变换电压与隔离的作用。
其工作原理:(1)在电源电压正半波(0~π区间),晶闸管承受正向电压,脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管,晶闸管开始导通,形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。
(2)在ωt=π时刻,u2=0,电源电压自然过零,晶闸管电流小于维持电流而关断,负载电流为零。
(3)在电源电压负半波(π~2π区间),晶闸管承受反向电压而处于关断状态,负载上没有输出电压,负载电流为零。
(4)直到电源电压u2的下一周期的正半波,脉冲uG 在ωt=2π+α处又触发晶闸管,晶闸管再次被触发导通,输出电压和电流又加在负载上,如此不断重复。
2、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后,可得仿真电路。
如图所示:2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中,波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。
设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。
α=30°α=60°α=90°α=120°分析:与电阻性负载相比,负载电感的存在,使得晶闸管的导通角增大,在电源电压由正到负的过零点也不会关断,输出电压出现了负波形,输出电压和电流平均值减小;大电感负载时输出电压正负面积趋于相等,输出电压平均值趋于零。
电气专业MATLAB仿真实验

电气专业MATLAB仿真实验实验一、二 MATLAB 基础实验一.实验目的1. 熟悉MATLAB 的运行环境极其基本操作。
2. 掌握MATLAB 的基本运算。
二.实验内容1.了解MATLAB 语言环境。
(1) MATLAB 的变量精度。
键入: a=pi ;b=exp(1);使用命令format 改变显示变量精度,观察变量a 、b 的显示值。
(2) 变量查询。
变量查询命令有who 、whos ,用于查询变量并作记录。
(3) 联机帮助。
使用help 命令,查找sqrt()函数和abs()函数的使用方法。
2. 掌握矩阵和数组的基本运算。
(1)在MATLAB 命令窗口中生成矩阵A ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡=194375A 。
①将矩阵A 的第2行第3列元素的值修改为8;②将矩阵A 的第1行的前2个元素的值修改为1、2。
程序:A=[5 7 3;4 9 1]①A(2,3)=8②A([1],[1,2])=[1 2](2)计算矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡897473535与⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡638976242之和。
程序:B=[5 3 5;3 7 4;7 9 8]+[2 4 2;6 7 9;8 3 6](3)求⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-+-+-++=i i i i i i i i i i x 44934967235741725384的共轭转置。
程序:x=[4+8i,3+5i,2-7i,1+4i,7-5i;3+2i,7-6i,9+4i,3-9i,4+4i]y=x ’(4)计算⎥⎦⎤⎢⎣⎡=572396a 与⎥⎦⎤⎢⎣⎡=864142b 的数组乘积。
程序:a=[6 9 3;2 7 5]b=[2 4 1;4 6 8]; a.*b实验三、四 矩阵和数组的基本运算一.实验目的1. 掌握MATLAB 的基本运算。
2. 掌握MATLAB 的关系运算和逻辑运算。
二.实验内容(1)对于B AX =,如果⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=753467294A ,⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=282637B ,求解X 。
基于MATLABSimulink的电力系统仿真实验

基于MATLAB/Simulink的电力系统故障分析10kv系统三相短路分析三相短路(以中性点不接地系统模型为类)模块搭建:三相短路各元件参数设置如下:三相短路仿真波形如下:如图1——a、b、c三相短路电流仿真波形图分析:正常运行时,a、b、c三相大小相等,相位相差120度。
发生三相短路时,a、b、c三相电压全如图2——线路1的零序电流分析:在没有故障时,没有零序电流,突然出现故障时,零序电流为故障电流的3倍,为3I。
如图3——线路1的零序电压分析:在没有故障时,没有零序电压,突然出现故障时,零。
序电流为故障电压的3倍,为3U如图4——线路1的故障相电压如图5——线路3的零序电流如图6——线路3的短路电流如图7——三相对称电源电压如图8——线路2的零序电流分析:在没有故障时,没有零序电流,突然出现故障时,零序电流为故障电流的3倍,为3I0。
如图9——三相对称电源电流如图10——三相对称电源零序电压如图11——一相短路电流10kv系统两相短路分析仿真模块搭建同三相短路,只有三相故障模块参数改变如下:注:a、b两相短路分析:两相短路原理同三相短路,两相短路复合序网图是无零序并联网,短路两相电压相等,电流互为相反数,非故障相电流为零。
零点漂移轨迹的验证一理论分析对于以下简单的中性点不接地系统,当其发生单相接地故障时,各量之间满足以下关系:其中,分别表示A、B、C三相对O’点的导纳则用复数形式可表示为其相量关系如下图:则可得所以,可以推出中性点不接地系统发生单相接地故障后,不同接地电阻下,对应的零点漂移轨迹为接地相右半圆.二matalab仿真模型搭建类似单相短路电源参数设置消弧线圈参数设置其它参数设置类似单相接地短路短路,但是接下来不知该怎么把它的参数通过图形描述出来,以此证明中性点不接地系统发生单相接地故障后,不同接地电阻下,对应的零点漂移轨迹为接地相右半圆.如下图:。
(完整word版)基于MATLABSimulink的电力系统仿真实验

基于MATLAB/Simulink 的电力系统故障分析10kv 系统三相短路分析三相短路(以中性点不接地系统模型为类)模块搭建:三相短路各元件参数设置如下:g BlOCk Parameters: Th「ee・P hase SoUrCeThree-Phase SOllrCe (nask} ζlink;7hrGG-phas≡ VOItaZG SoUrCG in SGrieK With RL bxanch.Par>∑n ∙t ∙rsPhase—tO-PhaSG τ≡s volta≡G (V):110. 5e3Phase anrl⅛ Gf chase A (degreGs):lθFrtQutncy (HX):InternaI Conn.action: ∣ Y厂SPeCifr iaped&nce USXnS Sh^Xt V CirCUit IeVeISoUree resistance (Oh=Si:I O. 009SoUrCe inductance (H):116. 58e-5APPIr JOK Cancel Helpt∣∣ BlOCk Parameters; Linel-Three-Phase PZ SeCtion Lin已□a5⅛) (Iink)ThiB block inpleaents a thr«t-phi.i∙ PI section lin∙ to XePreS∙nt a thiGG-phasG transaision line. Thig block iGDresents OnIy OnG Pl section. TO Inplenenteyou si□Dlr need to CanneCt COPiea Qf this block in2>ore that One PI secti∙onjsexies・ParaaQtQTS ---------------------------------------------------------------------FreQUenCy Ueecl for RLC specification (Hz):F5PoIitiVe- Ind z⅜ro-seau⅜nce resiβtances (Ohas/ka) [ K: RO ]:I [ 0.01273 O. 3SG4:Positive* and Zero e SGauenc© inductances ⅛∙,lαι) [ LI LO ]:IT O. 9327e-3 4. 1264e-3]PCSitiV⅛- and ∑4ro∙-ssau4nee ca-pacitanees (FJka;IeICOI :I [12. 74e-9 7. 751e-9ΓLine SeetiOn IGnSth (ka√ :1130OK CanCeI KeIP Apply■OK CanCaI I EelD 厂 删 FUnCtiOn BIOCk Parameters; AddlCu s Acld c ∙r subtract XnPUtS- S^CIfT Cne Oi the fol.ovιng:a. string COntaining ∙ or - for each InPLt port, for SPaCer tetτem PortS (e. c.—・Db) SCaIar >≡ 】・ A value > 1 SUal all inputs: 1 SUnI ∙lts ⅜nts Of a tingle InPLt v ,∙ctorMain ∣ SifnftI data typaκICOn sha□e: ∣ re:t&ngulax▼]LISt Of KXeni:I 4**SaSDle t-n≡ βl for IEherXted):∣∙χ X I Cancel I HeID I Appl ∙BJ c5s3βN∕MUItimeterlHdPAaIbb Q ∖te ∂⅛ufementsU ∆Λ r βbr. LCAd3 LO a ∙133 Uan: TTbri VCΛ Lc&d3i U H : Ub Tht*∙Pb ⅛m F ⅛JlCl/fault. B» α>: IhrCQ-Pbazc fαulτl∕iαu^r C_l Cb- IHLeC ?hase Γa^lvl∕FAulV AI AT. Lo AdiIbU Lcαd3ICn GOad3lb: Ib"Q ∙7hα" I>αultl/fault Blb: Ih^ec _?hasc F aulVl∕Γau2V CUC lb: IhtraA ・7乃a=a FArJItI/FAult A—Σ-J Cown IR«rf)ve*f -IUPMe ⅝⅛∣ SOUrCe BIQCk Parameters; FromF∑o□Keceive SiEnaIC frσ≡ the GOtO block Irith the SDeClfiGd :as ・ If the tae is definedas r scoped , in the GOtO block, then a GOtO TaE ViSlbility bl ∙ock aust te used to definethe VieibiIity Of tht tac ・ After : UPdat ∙ DiaCraa I the block icon displays theSeleCted tag nase >Local taes are encIOSed in brackets. .], and SeODed tag na=es areSneIOSed in braees ; J).L ΦQ 43 Lθft<13 ≥p∣e 匚IEd MeaSU Ξ小 PIOt SdAe ⅛<igpαg Ie wI PiCX制SOUrCe BlOCk Parameters; FrOm4 「町〕一Fro□----------------------------R<c∙iv∙ SdKnalS froa the Goto bl>ck With the specified tar- If tht tae is d<ιfi∏4dseoped, in the Go∙tc Mcelt then a GOtO 7ar Vigibility blσek ≡ust be USGCl to definethe block icon displays the the Vigibility Of the tag. After , Update DiaeraID JISeIeCted tag nazιe (IOCaI tags are enclosed in brackets. and SCQPed tag nazes axeenclose! in braces::}〉・OK Cancel I Help FUnCtiOn BlOCk Parameters: DiSCrete 3・PhaSe SeqUeflCe AnalyZer三相短路仿真波形如下:如图1——a、b、c 三相短路电流仿真波形图分析:正常运行时,a、b、c 三相大小相等,相位相差120 度。
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Matlab电气仿真实验指导老师:学生姓名:爸爸专业班级:电气工程及其自动化1班学号:222012!!!!本课程设计的目的:1、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法;2、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤;3、利用Matlab/Simulink 在基本电路与磁路、电力电子技术、电气传动等方面的仿真设计。
实验一设计任务:单相桥式整流加LC滤波电路,电源为220V,50Hz,整流电路输入为24V,负载为10Ω阻性负载,滤波电感L=100mH,滤波电容C=200uF。
实验步骤:在matlab/simulink中选取相应的器件,如图连接运行。
注意事项:将全部示波器scope中的“limit data point to the last”选项应该去掉。
参数设置:交流电压源幅值:220*sqrt(2),频率:50HZ。
变压器参数,容量S=200V A,变比k=220V/24V。
电感:100mH;电容:200uF;电阻:10欧。
实验结果:二极管Diode3电流电压曲线第一个图显示的为二极管电流I ,第二个图显示为二极管电压U 。
当diode3导通时其电压接近为0V (管压降为0.7V ),其电流有值;当diode3关断时,其电流值为0A ,此时功率二极管承受反向电压,承受的最大反向电压幅值为24*sqrt (2)=33.94V 。
而电流图像上出现波动是因为电感L 的值不是无穷大,会受频率电压幅值的影响,所以如图所示。
二极管Diode4电压电流曲线结论分析:第一个图显示的为二极管电流I ,第二个图显示为二极管电压U 。
当diode3导通时其电压接近为0V (管压降为0.7V ),其电流有值;当diode3关断时,其电流值为0A ,此时功率二极管承受反向电压,承受的最大反向电压幅值为24*sqrt (2)=33.94V 。
而电流图像上出现波动是因为电感L 的值不是无穷大,会受频率电压幅值的影响,所以如图所示。
理论计算: 输出电压有效值:6.21249.09.0V 2O =⨯==U V负载电阻R 电压曲线结果分析:实线为电压曲线,电压曲线前半段出现上升的情况是因为给电容C 充电并且伴随着放电状态,而当稳定时形成RC 震荡电路出现正弦波形。
实验结论:上述两图中diode3与diode4两个功率二极管的电压电流在相位上差120°,而四个二极管各导通180°。
在正向周期二极管diode1和diode4同时导通,而diode2和diode3承受反向压降。
当为反向周期时diode2和diode3同时导通而diode1和diode4关断承受反向电压。
与实际相比二极管的电流会有一定的毛刺,是由于电感不能无穷大而在其导通的时有0.7V的管压降。
整流电路负载端电压接近直流。
实验二电路部分:设计任务1:一阶直流激励RL充、放电电路的研究。
实验步骤:在matlab/simulink中选取相应的器件,如图连接运行。
注意事项:Timer和Ideal switch的使用方法是由相对应的Timer控制Ideal switch的开通和关断时间,同时控制Ideal switch的有效幅值。
Timer参数设置time[0 0.01 0.02] amplitude[0 1 0]。
R=3000ohms 、L=1 H (inductor initial current=0)、DC=10V。
实验结果:负载L的电流电压曲线如图所示一阶直流激励RL 充、放电电路负载L 的电流电压曲线,电感L 电压在通电时刻发生跃变,而电感L 电流不能跃变,电源对电感充电,能量的储存与释放需要一个过程。
所以在0.01s 时刻,电压曲线发生跃变,电压达到10V ,而电流曲线缓慢上升;在0.02s 时刻电源断开,电感放电需要一定的时间,而二极管导通存在压降0.7V ,所以在0.02s 时刻负载承受反压。
实验总结:如一阶直流激励RL 充、放电电路所示,电路导通时电感电流不越变,只有电源对电感充电,当充电充满时负载电流为0.003333A ,0.02s 时电源断开电感放电,直至电流降到0A 。
设计任务2:二阶RLC 直流激励下动态响应的研究(过阻尼情况)。
实验步骤: 在matlab/simulink 中选取相应的器件,如图连接运行。
直流激励:过阻尼情况参数设置:L=10mH 、C=100uF ,过阻尼情况下Ω201001000022==uFuH C L R , 取R=50Ω。
实验结果:电容C 上的电压及电流曲线二阶RLC直流激励下的响应,在过阻尼状态电压不会出现超调,但响应速度稍慢,时间长。
设计任务3:二阶RLC交流激励下动态响应的研究实验步骤:在matlab/simulink中选取相应的器件,如图连接运行。
交流激励:参数设置:Timer参数设置time [0 0.01 0.015] ,amplitude[1 0 1]。
R=10ohms ,L=1mH (inductor initial current=0),AC=220V/50HZ。
实验结果:电容、电感上的电压及电流曲线电阻上的电压及电流曲线结果分析:在交流激励下,如图所示电路,开关闭合后,由于电源频率为50Hz ,属于低频,感抗远远小于容抗,故电容电流很小。
开关断开后,电容和电感并联谐振,谐振频率:KHz uFmH LC59.11012121f =⨯==ππ;开关闭合,电阻上的电压、电流波形与交流电源的相同;开关断开,电阻上的电压电流值为0。
任务2、3结论:在直流激励下,二阶RLC 串联电路中,电阻R=50Ω.电路为过阻尼状态,没有超调量。
在交流激励下,由于电源频率低,开关闭合之前,电感几乎将电容短路,故电容电压近似为零。
开关断开后,电感、电容并联谐振如图中的0.01~0.015时间段并联谐振。
磁路部分:变压器(无饱和,采用线性变压器模型)的稳态分析设计任务1:一台10kVA ,60Hz ,380V/220V 单相变压器,原、副边的漏阻抗分别为:Zp=0.14+j0.22Ω, Zs=0.035+j0.055Ω,励磁阻抗Zm=30+j310Ω,负载阻抗ZL=4+j5Ω。
实验要求: 利用Simulink 建立仿真模型,计算在高压侧施加额定电压时 (a)分别计算原、副边的电流的有效值。
(b)副边的负载上电压的有效值。
理论值计算:通过等效电路,可以计算求得原边电流有效值:A 34.20I 1=,副边电流有效值:A 49.33I 2=,负载电压有效值V d 4.214U =。
实验步骤:在matlab/simulink 中选取相应的器件,如图连接运行。
参数设置:由设计要求可知容量:KVA 10S n = 频率:Hz 60f = 原边电压有效值:V 380U 1= 副边电压有效值:V 220U 2=原边漏阻抗对应的电阻、电感:Ω=14.01R ;H fX L 00058357.0222.011===πω 副边漏阻抗对应的电阻、电感:Ω=35.02R ;H fX L 00014589.02055.022===πω因为英文版的励磁绕组为并联,中文版的为串联,所以关系转换如下:励磁电阻:Ω=+=+=33.323330310302222m m m M R X R R其标幺值:Ω===44.1410/380/)(22K s v zbase base base=M R 'M R /zbase=224.5Ω励磁电感:Ω=+=+=9.312310310302222m m m M X X R X其标幺值:MX'=M X /zbase=21.7Ω负载电阻: R=5Ω H fX L M0132629.0.025===πω变压器参数设置为:仿真结果:原边电流:副边电流:负载电压:效率:%74.92%100*41.20*3805.33*7.214%100*P P 12===η 实验结论:用ode23s 算法,变压器二次电压为214.7V 。
带负载情况下,受内阻压降的影响,二次侧端电压有所降低。
符合实际情况。
由于仿真计算对损耗的考虑不全面,与理论值存在微小的差别。
本设计过程中,还可取额定容量和额定电压为基值,推算其他参数的标幺值,各参数用标幺值表示。
实验三三相桥式整流电路(晶闸管)分析 设计任务1:3个交流电源(单独的),U = 240V ,50Hz 。
串联负载分别为R = 1Ω,L= 1mH 。
实验要求:利用Simulink 建立仿真模型,观察:(a) 各个晶闸管的电压。
(b) 负载上的电流、电压。
模型和曲线要有标注实验步骤:在matlab/simulink 中选取相应的器件,如图连接运行。
参数设置:电源电压有效值U=240V ,且三个电源互差120°,本设计中令A 项电源的初始相位为0°,B 项电源的初始相位为 -120°,C 项电源的初始相位为120°。
f=50Hz ,负载R=1Ω、L=1mH 。
而晶闸管的触发角ɑ由“constant ”决定。
理论值计算:负载电压:当ɑ=0°时 :6.5610cos 24034.2cos U 34.2U 2d =︒⨯⨯==αV A A R U d 6.56116.561I d ===当ɑ=30°时:V 4.48630cos 24034.2cos U 34.2U 2d =︒⨯⨯==α A A R U d 4.48614.486I d ===实验结果: 当 a=0°时:晶闸管电压曲线当ɑ=30°时:负载电压波形和电流曲线实验结论:本次三相桥式整流电路(晶闸管)的仿真,与实际运行中晶闸管的电压,负载的电压电流波形大体相同,达到了预期的效果。
三(或单)相PWM逆变电路分析设计任务2:直流电压源电压U = 110V,输出频率50Hz。
负载分别为:Zl= 2+j1Ω。
实验要求:利用Simulink建立仿真模型,观察:负载上的电流、电压。
模型和曲线要有标注。
实验步骤:在matlab/simulink中选取相应的器件,如图连接运行。
参数设置:直流电源电压U=110V,输出频率f=50Hz ,负载Z L= 2+j1Ω。
实验结果:负载电压曲线负载电流曲线结果分析:逆变时一定要加负载电阻R,因为电容电压不能突变。
两个直流电压源串联,中间取参考点,即可得到正负电源。
且电容越大,输出电压越平滑。
Buck 降压电路分析设计任务3:直流电压源电压U = 110V 。
负载为:Rl= 50Ω,滤波电容C=0.3mF 。
实验要求:利用Simulink 建立仿真模型,观察:(a) IGBT 的电流、电压。
(b) 负载上的电流、电压。