Matlab電氣仿真實驗

/電氣仿真實驗指導(dǎo)老師：學(xué)生姓名：爸爸專業(yè)班級：電氣工程機器自動化1班學(xué)號：222012本課程設(shè)計的目的：1、掌握中工具箱的基本建模方法；2、掌握電氣仿真的基本步驟；3、利用在基本電路及磁路、電力電子技術(shù)、電氣傳動等方面的仿真設(shè)計。實驗一設(shè)計任務(wù)1：單相橋式整流加濾波電路，電源為220V,50,整流電路輸入為24V，負載為10Ω阻性負載，濾波電感100，濾波電容200。實驗步驟:在中選取相應(yīng)的器件如圖連接。注意事項:將中的“”選項應(yīng)該去掉。參數(shù)選擇：交流電源幅值：220*（2），頻率：50。變壓器參數(shù)200,變比：22024V。電感：100；電容：200；電阻：10歐。實驗結(jié)論：3電壓電流如圖所示虛線顯示的為電流I是仙顯示的電壓U。當(dāng)3導(dǎo)通時其減壓接近為0，其電流有值。當(dāng)3不導(dǎo)通時其電流值為0，功率二極管承受反向電壓。而電流圖像上出現(xiàn)波動是因為電感L的值不是無窮大，會受頻率電壓幅值的影響所以如圖所示。4電壓電流如圖所示：虛線顯示的為電流I是仙顯示的電壓U。當(dāng)3導(dǎo)通時其減壓接近為0，其電流有值。當(dāng)4不導(dǎo)通時其電流值為0，功率二極管承受反向電壓。而電流圖像上出現(xiàn)波動是因為電感L的值不是無窮大，會受頻率電壓幅值的影響所以如圖所示。上述兩圖中3及4兩個功率二極管的電壓電流在相位上差120°，因為正版周期二極管1和4同時導(dǎo)通2和3受反向壓降。當(dāng)為π是2和3同時導(dǎo)通而1和4關(guān)斷承受反向電壓。負載電阻R電壓如圖所示實線為電壓曲線，電壓曲線前半段出現(xiàn)上升的情況是因為給電容C充電并且伴隨著放電，而當(dāng)穩(wěn)定時形成震蕩電路出現(xiàn)正弦波形。理論計算：輸出電壓:實驗總結(jié)：及實際相比二極管的電流會有一定的毛刺，是由于電感不能無窮大而在其導(dǎo)通的時有0.8的管壓降。整流電路負載端電壓接近直流。實驗二電路部分：設(shè)計任務(wù)1：一階直流激勵充、放電電路的研究（學(xué)號尾數(shù)為雙數(shù)）實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接和的使用方法是相對應(yīng)的控制的開通和關(guān)斷時間并且控制通過的有效幅值。參數(shù)設(shè)置[00.010.02][010]。3000、1H(0)、10V。實驗結(jié)果：負載L的電流電壓如圖所示：如圖所示一階直流激勵充、放電電路電壓圖前一部分電感電流不越變對只有電源電感充電，當(dāng)充電充滿時負載電壓為10V，0.004s時電源斷開電感放電為后半部分。實驗總結(jié)：如圖所示一階直流激勵充、放電電路電流圖前一部分電感電流不越變對只有電源電感充電，當(dāng)充電充滿時負載電流為0.003333，0.004s時電源斷開電感放電為后半部分。實驗?zāi)康模憾A直流和交流激勵下動態(tài)響應(yīng)的研究（直流激勵：過阻尼情況）實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接直流激勵：過阻尼情況參數(shù)設(shè)置10、100，過阻尼情況下，取50Ω。交流激勵：參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置[00.010.015][101]。10、1(0)、22050。理論分析：二階直流激勵下的響應(yīng)會出現(xiàn)加大的超調(diào)，但響應(yīng)速度快，時間短。交流激勵下，如圖所示電路，開關(guān)閉合后，由于電源頻率為50,屬于低頻，感抗遠遠小于容抗，故電容電流很小，開關(guān)斷開后，電容和電感并聯(lián)諧振，諧振頻率：。實驗結(jié)果：直流激勵過阻尼情況：電容的電壓及電流交流激勵情況下：電流及電感上的電壓及電流電阻上的電壓及電流實驗結(jié)論：在直流激勵下，二階串聯(lián)電路中，電阻50Ω.電路為過阻尼狀態(tài)，沒有超調(diào)量。交流激勵下，由于電源頻率低，開關(guān)閉合之前，電感幾乎將電容短路，故電容電壓近似為零。開關(guān)斷開后，電感、電容并聯(lián)諧振如圖中的0.01~0.015時間段并聯(lián)諧振。磁路部分：設(shè)計任務(wù)2：一臺10，60，380220V單相變壓器，原、副邊的漏阻抗分別為：0.140.22Ω,0.0350.055Ω,勵磁阻抗30310Ω，負載阻抗45Ω。要求:利用建立仿真模型，計算在高壓側(cè)施加額定電壓時，(a)分別計算原、副邊的電流的有效值。(b)副邊的負載上電壓的有效值。實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接參數(shù)設(shè)置及理論計算:由設(shè)計要求可知，容量：頻率：原邊電壓有效值：副邊電壓有效值：原邊漏阻抗對應(yīng)的電阻、電感：；副邊漏阻抗對應(yīng)的電阻、電感：；因為英文版的勵磁繞組為并聯(lián)，中文版的為串聯(lián)，所以關(guān)系轉(zhuǎn)換如下：勵磁電阻：其標幺值：224.5勵磁電感：其標幺值：21.7負載電阻：5仿真結(jié)果:原、副邊電壓電流如圖所示：效率：實驗結(jié)果：在模式45下輸出負載電壓有效值204.8V，且計算時間很慢，改用23s算法后，變壓器二次電壓為214.7V。帶負載情況下，受內(nèi)阻壓降的影響，二次側(cè)端電壓有所降低。符合實際情況。有及仿真計算對損耗的考慮不全面。本設(shè)計過程中，還可取額定容量和額定電壓為基值，推算其他參數(shù)的標幺值，各參數(shù)用標幺值表示。實驗三設(shè)計任務(wù)：3個交流電源（單獨的），U=220+(學(xué)號%10)×10V，50。串聯(lián)負載分別為：R=1Ω，1。實驗要求：利用建立仿真模型，觀察：(a)各個晶閘管的電壓。(b)負載上的電流、電壓。模型和曲線要有標注實驗步驟：。在中選取相應(yīng)的器件如圖連接實驗參數(shù)設(shè)置：電源電壓有效值220V，50負載1Ω、1實驗理論計算：負載電壓：當(dāng)ɑ=0度時：V當(dāng)ɑ=30度時：實驗結(jié)果：當(dāng)0度：負載電壓電流波形：晶閘管電壓波形：當(dāng)ɑ=30度時：負載電壓波形和電流波形晶閘管電壓波形：實驗?zāi)康模褐绷麟妷涸措妷篣=100+(學(xué)號%10)×20V，輸出頻率50。負載分別為：21Ω。實驗要求：利用建立仿真模型，觀察：負載上的電流、電壓。模型和曲線要有標注。實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接實驗參數(shù)設(shè)置：直流電源電壓100V，電容C12=1F,頻率50,負載21Ω。實驗結(jié)果：電壓波形：電流波形：實驗結(jié)果分析：逆變時一定要加電阻R1，應(yīng)為電容電壓不能突變。電容C1，C2串聯(lián)，中間取參考點，即可得到正負電源。且電容越大，輸出電壓越平滑。實驗?zāi)康模航祲弘娐贩治?直流電壓源電壓U=100+(學(xué)號%10)×20V。負載為：50Ω，濾波電容0.3實驗要求：利用建立仿真模型，觀察：(a)的電流、電壓。(b)負載上的電流、電壓。模型和曲線要有標注。實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接實驗參數(shù)設(shè)置：直流電壓100V，電感1H，濾波電容300，負載電阻100Ω開關(guān)頻率10、占空比ɑ=0.6.理論分析計算：輸出電壓：負載電流：實驗結(jié)果：負載電壓電流波形：實驗結(jié)果：輸出負載電壓值約為60V,前期的波動是因為電感和電容充放電不完全引起的，負載電流約為0.6A，前期的波動及電壓波動情況相同，電壓電流都基本符合理論值。實驗?zāi)康模荷龎弘娐贩治?，直流電壓源電壓U=100+(學(xué)號%10)×20V。負載為：100Ω，濾波電容0.3升壓電路分析實驗要求：利用建立仿真模型，觀察：(a)的電流、電壓。(b)負載上的電流、電壓。模型和曲線要有標注。實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接實驗參數(shù)設(shè)置：直流電壓100V，電感0.1H，濾波電容300，負載電阻100Ω開關(guān)頻率10、占空比ɑ=0.6.理論分析計算：輸出電壓：負載電流：實驗結(jié)論：5、仿真結(jié)果分析輸出電壓值為250V，電流為2.5A，理論電壓值為250V，電流值為2.5A.仿真結(jié)果及理論值吻合.實驗四實驗?zāi)康模夯\型異步電機直接起動的研究，三相交流電壓源(線電壓取值：學(xué)號單號為220V，雙號為380V)，頻率(單號：60，雙號為50)。電動機機械轉(zhuǎn)矩T=10+(學(xué)號%100)/100。實驗要求：利用建立仿真模型，觀察：A相轉(zhuǎn)子電流、A相定子電流、轉(zhuǎn)數(shù)()、電磁轉(zhuǎn)矩。模型和曲線要有標注。實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接試驗參數(shù)：理論計算：同步轉(zhuǎn)速：實驗結(jié)果：轉(zhuǎn)差率:轉(zhuǎn)子電流變化頻率實驗結(jié)論：工程中一般10下的電機允許直接起動，且起動時間一般在1s秒之內(nèi)。本次設(shè)計三相四級鼠籠式異步電機，起動轉(zhuǎn)矩很大。1s時電機起動，開始穩(wěn)定運行，由于電機空載，故穩(wěn)態(tài)電流、轉(zhuǎn)矩都比較下。穩(wěn)態(tài)電流大部分來建立旋轉(zhuǎn)磁場，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩則用來克服摩擦阻力。實驗?zāi)康模豪@線式異步電機轉(zhuǎn)子串電阻起動的研究，三相交流電壓源(線電壓取值：學(xué)號單號為220V，雙號為380V)，頻率(單號：60，雙號為50)。電動機機械轉(zhuǎn)矩T=10+(學(xué)號%100)/100。串聯(lián)電阻R=3Ω。實驗要求：利用建立仿真模型，對比未串聯(lián)和串聯(lián)電阻起動效果，觀察：A相轉(zhuǎn)子電流、A相定子電流、轉(zhuǎn)數(shù)()、電磁轉(zhuǎn)矩。模型和曲線要有標注。.實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接實驗?zāi)康模豪@線式異步電機轉(zhuǎn)子串電阻起動的研究實驗步驟：在中選取相應(yīng)的器件如圖連接實驗參數(shù)設(shè)置理論計算：同步轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)差率1時：故：轉(zhuǎn)子回路所串的電阻取：（