Matlab电气仿真

0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0.05
time
（4） 仿真结果分析： 1. 在变压器输出正弦波的正半周期，二极管 VT1 和二极管 VT4 导通，
二极管 VT2 和二极管 VT3 被施以反压而截止；在变压器输出正弦 波的负半周期，二极管 VT2 和二极管 VT3 导通，二极管 VT1 和二 极管 VT4 施以反压而截止。由于电路中二极管的作用，负载两端 的电压极性一定，达到整流的目的。 2. 二极管导通时管压降理想为零，电流波形与负载输出电流波形保 持一致；二极管截止时，二极管承受反压，电压波形与变压器输 出的负半周期的电压波形相一致，电流为零。 3. 由于电感和电容的作用，输出电压和电流不能突变。使输出电压 波形形成正弦脉动。
-500 -1000
500 0
-500 -1000
500 0
-500 -1000
500 0
-500 -1000
500 0
-500 -1000
500 0
-500 -1000
0
usw1
usw2
usw3 usw4 usw5
usw6
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
time
触发角：control angle=30°
（3） 仿真波形图：
触发角：control angle=0°
voltage
ub：负载电压输出波形
600
500
400
300
200
100
0
-100 time
ib:负载电流输出波形
600
500
400
300
200
100
0
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
time
current
500 0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
time
0.035
0.035
0.04
0.04
0.045
0.045
0.05
0.05
voltage/current
单 项 桥 式 整 流 加 LC滤 波 电 路 VT4输 出
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
0
0.005
0.01
0.015
三、实验内容 1、三相桥式整流电路（晶闸管）分析
（1） 设计要求： 已知： 3 个交流电源，U = 220 +(学号%10 )×10V，50Hz； 串联负载分别为：R = 1Ω，L= 1mH； 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； （2） 电路设计图：
大连海事大学
题目：电气系统的计算机辅助设计 姓名： 学号：
学院：轮机工程学院 专业班级：电气工程及其自动化（4）班
指导老师：郑忠玖 王宁
设计任务（一）
一、实验目的：
1、掌握 Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤； 2、掌握 Matlab/Simulink 中 SimPowerSystems 工具箱的基本建模方 法； 3、利用 Matlab/Simulink 在整流电路方面的仿真设计。
三、实验内容
1、一阶直流激励 RL 充放电电路的研究(学号尾数为双数)
（1） 设计要求： a) 自行设计电路，设计电路参数； b) 自行选择所需显示的曲线，结果； c) 根据仿真结果写出分析和结论；
（2） 实验参数设置：
（3） 电路设计图：
voltage
current
（4） 仿真结果波形图：
电感电流输出波形 电感电压输出波形 负载电压输出波形
ib：负载电流输出波形
500
400
300
current
200
100
0
0
0.01
0.00.06
0.07
time
400 200
0 -200 -400
400 200
0 -200 -400
500 0
-500
400 200
0 -200 -400
400 200
0 -200 -400
500 0
钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关， 输出电流波形和相位因负载情况的不同而不同。 3、buck 降压电路，是一个 DC-DC 变换器或者称为斩波电路，将直流 电变为可调电压的直流电。通过 Pulse Generator 对开关器件的控制， 实现直流-直流降压的作用，并且通过调整占空比可以改变输出电压 平均值。 4、boost 升压电路，是一个 DC-DC 变换器或者称为斩波电路，将直 流电变为可调电压的直流电。通过 Pulse Generator 对开关器件的控 制，实现直流-直流升压的作用，并且通过调整占空比可以改变输出 电压平均值。
尽管电路图设计与变压器二次侧折算到一次侧的 T 形等效电路 还是不同的，因此在实际参数折算的时候要区分开； 变压器参数配置时选择分数形式比小数形式更加准确；变压器负载参 数配置是要注意下图所示的电感初始电流的设置，如若勾选即将电感 初始电流设置为 0 则在变压器仿真运行时将会出现下图所示的警告。
设计任务（三）
变压器原，副变参数计算：
原边：
副边： 励磁支路：
变压器及负载参数配置：
（3） 电路设计图及其仿真结果：
（4） 仿真结果分析: 变压器为 380V/220V 10KVA 60HZ 理论计算原副边变比为。由于原、
副边的漏阻抗分别为：Zp=+Ω, Zs=+Ω,励磁阻抗 Zm=30+j310Ω，负 载阻抗 ZL=4+j5Ω，所以实际变压器存在铁耗和铜耗等使得实际变压 器原副边变比为左右，负载两端的电压达不到期望值 220V。
0.4
0.2
0
二阶RLC直流激励下动态响应的研究（过阻尼）电感电压输出波形
20
10
0
-10
二阶RLC直流激励下动态响应的研究（过阻尼）电容电流输出波形
4
2
0
-2
二阶RLC直流激励下动态响应的研究（过阻尼）电感电压输出波形
15
10
5
0
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
voltage/current
voltage
（3） 仿真结果波形图：
单相桥式整流加LC滤波电路输出波形 16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
time
5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 0
单 项 桥 式 整 流 加 LC滤 波 电 路 VT3输 出 波 形
-500 0
usw1
usw2
usw3
usw4
usw5
usw6
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
time
（4） 仿真结果分析
三相桥式整流电路，如图分别选取触发角为 0°、30°、60°的
情形。当触发角为 0°时，总的整流输出电压为线电压在正半周的包
络线；当触发角小于 60°整流输出电压的每一段线电压推迟相应的
voltage
time
（5）仿真结果分析： 由对理想开关的控制可知，在 t=时开关闭合给电感充电,电感
初始储能为 0，电压迅速上升，其电压变化率最大，随着充电的进行，
电感储能增加，电感中电压趋近 U =12V。当电感充满电之后，相当 于短路，其两端电压为零，通过的电流最大。在放电过程中，电感两 端电压逐渐减小，后趋于稳定值 0V。当电感放电过程中电流变化很 快，放完电之后通过的电流为零。 负载两端的电压在电感充电和放电过程中分别呈现先快速上升再缓 慢上升和先快速下降和缓慢下降的趋势最终趋于稳态分别为 12V 和 0V。
0 -1000 1000
0 -1000 1000
0 -1000
0
usw1 usw2
usw3 usw4
usw5
usw6
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
time
触发角：control angle=60°
voltage
ub:负载电压输出波形
600
500
400
300
200
100
0
-100 time
各晶闸管电压波形相同，由于导通时刻依次延迟 60°故相位互差
60°。
2、三相 PWM 逆变（IGBT）
（1） 设计要求： 已知： 直流电压源电压 U = 100 +（学号%10）×5V，输出频率 50Hz； 负载分别为： = 2+j1Ω; 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。 （2） 电路设计图：
voltage
ub：负载电压输出波形
600
500
400
300
200
100
0
-100 time
ib:负载电流输出波形
600
500
400
300