电力电子技术matlab仿真4变压器和电动机模型
电力电子的matlab仿真
电力电子的 MATLAB 仿真计算机控制技术 课程设计资料2010 年 4 月前 言电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用形 很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和 困难，一般常用波形分析的方法来研究。
仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。
我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的 作用。
掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并 且可以调动学生的积极性。
实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的， 也受到学时的限制。
而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。
仿 真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。
目录第一章 MATLAB 基础11．1 MATLAB 介绍11．2 MATLAB 的安装与启动21．3 MATLAB 环境3第二章 MATLAB/Simulink/Power System 工具箱简介 72．1 Simulink 工具箱简介 72．2 Power System 工具箱简介 102．3Simulink/Power System 的模型窗口 132．4Simulink/Power System 模块的基本操作 17第三章 电力电子电路仿真实训 21实训一单相半波可控整流电路仿真实训 21实训二单相桥式半控整流电路仿真实训 29实训三单相桥式全控整流电路仿真实训 35实训四单相桥式全控有源逆变电路仿真实训 42实训五 单相交流调压电路仿真实训 45实训六 降压斩波电路仿真实训 48实训七 升压斩波电路仿真实训 51实训八 升降压斩波电路实训 54实训九三相半波不可控整流电路仿真实训 57实训十三相半波可控整流电路仿真实训 59实训十一三相桥式全控整流电路仿真实训 67实训十二三相半波可控整流电路有源逆变电路仿真实训 72实训十三三相桥式有源逆变电路仿真实训 75第 1 章 MATLAB 基础MATLAB 介绍 MATLAB 是一种科学计算软件。
电力电子的Matlab仿真技术54569
电力电子技术的Matlab仿真
b) Initial step size（初始步长参数）：一般建议用“auto”默认值即可。
4) 仿真精度的定义（对于变步长模式）
a) Relative tolerance（相对误差）：它是指误差相对于状态的值，是一 个百分比，缺省值为1e-3，表示状态的计算值要精确到0.1%。
b) Absolute tolerance（绝对误差）：表示误差值的门限，或者是说在状 态值为零的情况下，可以接受的误差。如果它被设成了auto，那么 simulink为每一个状态设置初始绝对误差为1e-6。
MATLAB主工具箱 符号数学工具箱 SIMULINK仿真工具箱 控制系统工具箱 信号处理工具箱 图象处理工具箱 通讯工具箱 系统辨识工具箱 神经元网络工具箱 金融工具箱
许多学科，在 MATLAB中都有专 用工具箱，现已有 几十个工具箱，但 MATLAB语言的扩 展开发还远远没有 结束，各学科的相 互促进，将使得 MATLAB更加强大
具有高层绘图功能——二维、三维绘图； 具有底层绘图功能——句柄绘图； 使用plot函数可随时将计算结果可视化，图形可修饰和控制
4 图形化程序编制功能
动态系统进行建模、仿真和分析的软件包 用结构图编程，而不用程序编程 只需拖几个方块、连几条线，即可实现编程功能
电力电子技术的Matlab仿真
5 丰富的MATLAB工具箱
电力电子技术MatLab仿真
本文前言MATLAB的简介MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年退出3.X（DOS）版本，19992年推出4.X（Windows）版本；19997年腿5.1（Windows）版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0（R12）试用版，并于2001年初推出了正式版。
随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。
近几年来，Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。
MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。
MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。
在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。
MATLAB强大而简易的做图功能，能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系（极坐标系、对数坐标系等），讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。
如果数据齐全，MATLAB通常只需要一条命令即可做图，功能丰富，可扩展性强。
MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分，基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，可以满足大学理工科学生的计算需要，扩展部分称为工具箱，它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的问题，或实现某一类的新算法。
现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。
基于MATLAB的电力电子技术仿真分析
基于ＭＡＴＬＡＢ的电力电子技术仿真分析作者：李雯来源：《硅谷》2009年第17期[摘要]利用SIMULINK提供的功能,建立电力电子电路仿真模型,设置、修改参数,在电子示波器上显示仿真波形,并对其进行分析、验证。
[关键词]SIMULINK 电力电子技术仿真分析中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0910010-01在电力电子技术传统教学方法中,理论分析主要基于变流电路工作原理的讨论而进行波形分析和主要参数计算。
学生对电路中元件的参数设置和型号的选择感性认识很少。
同时,实验教学中借助电力电子实验台完成的硬件实验是封装好的实验模块,不利于培养学生读图与分析、器件参数选择、调试以及故障分析等方面的实践能力。
这两方面问题在高职高专类院校尤其突出,本文中,尝试在电力电子技术教学中借助Matlab/Simulink解决上述问题,并以实例说明使用Simulink进行辅助教学的一般方法。
一、Simulink仿真软件介绍Simulink是Matlab软件下的一个附加组件,是用来提供一个系统级的建模与动态仿真的工具平台,在其下提供了丰富的仿真模块。
其主要功能是实现动态系统建模、方针与分析,可以预先对系统进行仿真分析,按仿真的最佳效果来调试及整定控制系统的参数。
Simulink仿真与分析的主要步骤为:从模块库中选择所需要的基本功能模块,建立结构图模型;设置仿真参数;进行动态仿真并观看输出结果;针对输出结果进行分析和比较。
二、用Sinmulink对三相半波可控整流电路的仿真在进入Matlab后,在命令行输入Simulink命令即可打开相应的系统模型库,电力电子电路建模相关的是SimPowerSystems模型库。
(一)建立共阴极三相半波整流电路的仿真模型点击File/New菜单项打开空白编辑窗口,将仿真所需模块添加到编辑窗口。
添加时只需用鼠标左键选中模块拖动到编辑窗口中,然后释放鼠标左键。
电力电子技术与MATLAB仿真课程设计
电力电子技术与MATLAB仿真课程设计课程设计概述本次课程设计的主要任务是对电力电子技术进行深入了解，并通过MATLAB仿真进行实践操作，从而全面掌握电力电子技术的应用。
本次课程设计以掌握电力电子技术基本原理、掌握MATLAB仿真软件的使用和掌握电力电子技术的应用为主要目标，结合实际应用案例和仿真实验，学生们能够更加深入地理解电力电子技术的应用，并且掌握MATLAB仿真的使用方法。
任务一：电力电子技术基础知识任务目标通过学习电力电子技术基础知识，掌握电力电子技术的相关概念和原理。
学习内容本次课程设计的学习内容主要包括以下几点：1.电力电子技术概述2.半导体器件3.电路模型4.控制方法学习方法学生们应该认真学习课程中涉及到的各种电力电子技术相关知识和概念，并在查阅相关文献进行加深理解。
同时，针对课程中的一些重点难点内容，可以与同学共同研究、讨论，并结合实际案例进行学习。
任务二：MATLAB仿真操作技能任务目标通过本次课程设计，学生们应该掌握MATLAB仿真工具的基本操作技能，能够独立完成电力电子技术的相关仿真实例，并且掌握MATLAB仿真结果的分析和处理方法。
学习内容本次课程设计的学习内容主要包括以下几点：1.MATLAB基础操作2.电力电子技术常用仿真分析方法3.仿真模型搭建学习方法学生们应该认真学习课程中涉及到的MATLAB仿真工具的相关知识和概念，并进行实践操作。
在实践操作过程中，可结合文献资料进行研究和调整，并与同学一起共同探讨仿真结果与理论分析的关系。
任务三：综合应用任务目标通过独立完成应用案例的设计和模拟仿真，学生们能够深入理解电力电子技术的实际应用，并且掌握MATLAB仿真工具在电力电子技术应用方面的操作方法。
学习内容本次课程设计的学习内容主要包括以下几点：1.开关电源的设计及仿真2.三相变频器的设计及仿真3.太阳能逆变器的设计及仿真学习方法学生们应该针对给出的应用案例进行仿真模拟，并负责完成实验数据表格整理及会议汇报材料的整理，以提高课程设计实际应用能力。
基于MATLAB的变压器仿真建模及特性分析电气专业方向设计报告
西南科技大学电气专业方向设计报告设计名称：基于Matlab的变压器仿真建模及特性分析姓名：学号:班级：指导教师：起止日期：2015年11月3日------2015年11月27日西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：基于MATLAB的变压器仿真建模及特性分析起止日期：2015/11/03～2015/11/27指导教师：方向设计学生日志基于MATLAB的变压器仿真建模及特性分析摘要：通过MATLAB软件中的电力系统模块，建立了分析变压器饱和特性的系统仿真模型。
使用该模型，对考虑磁滞、剩磁影响的饱和特性以及变压器的空载、负载、空载合闸、副边突然短路（负载）进行仿真分析，为分析变压器的特性提供了简单有效的方法。
并能通过分析加深对变压器特性的理解。
关键词：变压器；MA TLAB；特性分析Simulation modeling and analysis of transformer based on MATLABAbstract：Through the power system module of MATLAB software, the system simulation model of the saturation characteristic of transformer is established. Using the model, the simulation analysis was carried out to consider the effect of hysteresis, remanence saturation characteristics and transformer no-load, load, no-load closing, side sudden short circuit (load), provides a simple and effective method for the analysis of transformer properties. And can deepen the understanding of the characteristics of the transformer.Key words：Transformer ；MATLAB ；Characteristic analysis一、设计目的和意义电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。
matlab电力电子仿真教程
软件语言系统，由
于它在科学计算，网络控制，系统建模与仿真，数据分析，自动控制，图形
图像处理航天航空，生物医学，物理学，通信系统，
DSP
处理系统，财务，
电子商务，等不同领域的广泛应用以及它自身所具备的独特优势，目前
MATLAB
已备受许多科研领域的青睐与关注。
3.3.2支路控制三角形联结三相交流调压器............................................................59
3.4交流-交流变频电路仿真...............................................................................................64
测与验证，以及一些特殊矩阵的计算应用，如自动控制理论，统计，数字信号
处理，图像处理，系统辨识和神经网络等。它包括了被称为工具箱的各类应用
问题的解求工具。工具箱实际上是对
MATLAB
软件进行扩展应用的一系列
MATLAB
函数，它可以用来求解许多科学门类数据处理与分析问题
1.1.2MATLAB软件的特点和基本操作窗口
有良好的接口，可以很方便地与其他语言实现混合编程，这都进一步拓宽了它
的应用范围和使用领域。
在美国的一些大学里，
MATLAB
软件正成为对数值，线性代数以及其他一
些高等应用数学课程的辅助教学的有力工具；在工程技术界，
MATLAB
也被用
来构建与分析一些实际课程的数学模型，其典型的应用包括数值计算，算法预
3.5矩阵式整流器的仿真....................................................................................................6731绪论1.1关于MATLAB软件
基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计
电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering电子技术Electronic Technology基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计张岩贾小龙（宁夏理工学院宁夏回族自治区石嘴山市753000）摘要：本文在MATLAB的基础上，利用现代仿真技术对电力电子变换器电路进行了SIMULINK仿真，完成了借助于图形用户界面GUI 功能的虚拟实验平台的搭建，达到了基本的实验要求。
关键词：MATLAB;电力电子技术；仿真模型；GUI1背景传统高校实验室所占实验经费比例大，软硬件设备一般比较昂贵的，容量有限且电气信息类技术更新非常快，要建立非常完备且与时俱进的实验教学环境是很困难的。
虚拟仿真实验既节省了资金，又可突破传统实验室在硬件设备上的限制，缓解了实验经费不足与实验人数过多的矛盾，突破了时空的局限，优化了教育资源，提高了学习兴趣和效率，真正实现理论教学与实验教学的结合。
因此，虚拟实验室的研究对于现代远程教学和高等院校的实验教学、课堂教学都很有意义。
2虚拟实验平台的国内外研究现状近年来计算机技术的发展为虚拟仿真实验平台开发提供了技术支持，已有很多高校和企业着手研究虚拟实验仿真平台。
例如：美国卡耐基梅隆大学早期开发的虚拟实验平台，他们的技术方案是通过计算机所搭建出来的函数发生器、示波器等实验硬件设备连接到Internet上，学生或其他用户可以通过上网然后网络远程连接并加以使用。
麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）,该院校着手项目的主要是为了建设众多学科科目的虚拟实验平台，此项目是同微软公司通力合作开发出来的I-Lab,设计出来的平台可以用来研究基于虚拟现实的科学技术与电气工程的创新型教育体系。
目前国内的一些高等院校逐渐设计出了自己的虚拟实验平台。
中国科学技术大学早期设计的物理虚拟实验平台是把实验运用在教学的演示和简单物理实验这些问题上，此设计是国内第一套有推广价值的实验教学平台。
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第4章 变压器和电动机模型
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4.3 交流电机模型
第4章 变压器和电动机模型
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4.3 交流电机模型
4.3.3 交流同步电机模型 基本型) 交流同步电机模型(基本型 基本型 用于输入电机轴上的机械功率， 模型的输入端 Pm 用于输入电机轴上的机械功率， 电动机状态时， 电动机状态时，一个常数模块 或函数模块 发电机状态，连接常数、函数或原动机 发电机状态，连接常数、 第二个输入端 Vf 用于接入励磁电压， 用于接入励磁电压， 电动机状态下，连接常数模块; 电动机状态下，连接常数模块 发电机状态， 发电机状态，则 连接励磁系统模块 。 为三相定子的接线端， 模型的输出端 A 、 B 、 C 为三相定子的接线端， 用于连接电机的测量模块。 输出端 m 用于连接电机的测量模块。
第4章 变压器和电动机模型
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4.2 直流电机模型
第4章 变压器和电动机模型
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4.2 直流电机模型
励磁回路电压方程为
式中， uf 、 if 为励磁电压和电流;Rf、 Lf 为励磁回路电阻和电感。 式中， 为励磁电压和电流 、 为励磁回路电阻和电感。 电枢回路电压方程为
式中， Ra 、 La 为电枢回路电阻和电感 为电枢回路电阻和电感; 式中， Ua 、 ia为电枢电压和电流 ; 为电枢电压和电流 E 为电枢感应电动势； 为电枢感应电动势； ω 为电机转子机械角速度 (rad/s); KE 为电动势常数; 为电动势常数 LaF 为磁场和电枢绕组间互感。 为磁场和电枢绕组间互感。
第4章 变压器和电动机模型 4-12
4.3 交流电机模型
4.3.2 交流永磁同步电机模型 模型图标有四个输入端，一个输出端， 模型图标有四个输入端，一个输出端， 连接三相电压， 输入端 A 、 B 、 C 连接三相电压， 输入端 Tm 接入机械转矩信号。 接入机械转矩信号。 用于测量工作状态。 输出端 m 用于测量工作状态。
第4章 变压器和电动机模型 4-10
4.2 直流电机模型
电机转矩方程为
J 为转动惯量 (kg. m²); B 为粘滞摩擦系数 (N.m.s); KT 为转矩系数
第4章 变压器和电动机模型
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4.3 交流电机模型
4.3.1 三相交流异步电机模型
输入端 A、 B 、 C用于联结三相电源， 、 用于联结三相电源， 用于联结三相电源 Tm 输入端用于输入机械转矩。 输入端用于输入机械转矩。 输出 a 、 b 、 c 是绕线转子电机的三相转子绕组的 外接端，如果是笼型异步电机，内部短接。 外接端，如果是笼型异步电机，内部短接。 m输出端，用于观测电机的工作状态。 输出端， 输出端 用于观测电机的工作状态。4-6 4.1 4. 1.3 互感线圈
变压器模型
参数设置： 使用标准单位） 参数设置： （使用标准单位）
线圈电阻、 线圈电阻、自感 线圈互感
第4章 变压器和电动机模型
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4.2 直流电机模型
端子功能: 端子功能 F+、F- ：励磁绕组联结端 、 A+、A-：电枢绕足联阶端 、 ： TL： 是电机负载转矩的输入端 ： m：用于输出电机的内部变量和状态 ： ， 输出电机转速、电枢电流、 输出电机转速、电枢电流、 励磁电流和电磁转矩。
第4章 变压器和电动机模型
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4.1
4. 1. 1 单相变压器模型
变压器模型
第4章 变压器和电动机模型
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4.1
4. 1. 1 单相变压器模型
变压器模型
磁化电流和磁通标么值与标准单位的换算关系为
第4章 变压器和电动机模型
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4.1
4. 1. 2 三相变压器模型
变压器模型
第4章 变压器和电动机模型
第四章 变压器和电动机模型
变压器和电动机模型
4.1 4.2 4.3
变压器模型 直流电机模型 交流电机模型
第4章 变压器和电动机模型
4-2
4.1
4. 1. 1 单相变压器模型
变压器模型
R和 L， 为绕组的电阻和漏感； 和 ， 为绕组的电阻和漏感； 磁化电阻 Rm ，反映了铁心的磁阻损耗，电感 Lsat，反映铁心的饱和特性。 反映了铁心的磁阻损耗， ，反映铁心的饱和特性。 电阻、电感标幺值（ ）换算： 电阻、电感标幺值（pu）换算：
第4章 变压器和电动机模型
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4.3.4 交流电机测量单元
作用： 作用：用于分列需观测的变量数据
第4章 变压器和电动机模型
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谢谢 ！
第4章 变压器和电动机模型
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