MATLAB电气系统仿真报告final(学弟学妹们加油).docx

（醐大连海事高校DalianMaritimeUniversity,课程设计报告题目：电气系统建模与仿真姓名:刘建志学号：2220120329所属学院：轮机工程学院专业班级：电气工程及其自动化（其班指导老师：姚玉斌2015年1月4日书目设计任务（一）3一、试粉目的3二、试5金内容31、维相桥式整流3设计任务（二）6一、试脸目的6二、试5金内容6I、一阶直漉激励RC充、放电电路的探讨（学号尾数为单数）62、二阶R1.C直流激励下动态响应的探讨73、二阶R1.C沟通激励下动态响应的探讨93、变乐器的稔态分析10设计任务（三）13一、试验目的13二、诚脸内容131、三相桥式整流电路晶间管分析132、三相PwM逆变电路分析163,buck降压电路分析174、bosl升压电路分析19设计任务（四）22一.试验目的22二、试验内容22I、双笼型异步电机干脆起动的探讨222.绕线式异步电机转子小电阻起动的探讨24电气系统仿真总结28设计任务(一)电气工程及其自动化(I)班刘建志学号：2220120329一、试验目的I,驾驭MailabZSimulink中SimPOWerSyNemS工具箱的基本建模方法：2、驾驭MaUabZSimulink电气仿真的恭本步骤;3、利用Matlab/Simulink在整流电路方面的仿真设计。二、试验内容1、单相桥式整流单相桥式整流加1.C滤波电路,电源为22()V.5()Hz.整流电路输入为24V,负载为IoQ阻性负载，浓波电感1.=100mH,戏波电容C=200uF.弁数设置：电源：220V、50Hz变压罂：2(X)V,220V/24V电感:100mH并联阻容支路：IOQ、200f理论值计算：输出电压平均值：Uo=0.9s(0°)U2=21.6V留意事项：依据须要进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须要标注示波罂的曲线可以通过帮助文件了解模块的运用方法测量电压(流)必需经由出压(流)测地模块进入示波器SCOPC，仿真电路图:仿真结果：二极管3波形二极管4波形1三20,至：OTWWW4010005010150teoftw<0他或电压波形仿真结果分析：(1)二极管波形分析位于两个桥壁的二极管3、二极管4交替导通，电流波形由滤波电感、滤波电容共同确定，当二极管截止时.，二极管两端承受反压。(2)负载电压波形分析当1号和4号晶闸管导通时，整流桥两端输出完整的正弦正半波，当2号和3号晶仲I管导通时，整流桥两端输出完整的正弦正半波，一个周期内怒流侨两端输出电压有效值为21.6V,由于漉波电容作用使负载两端的电压维持在22-26V之间.设计任务（二）电气工程及其自动化（I）班刘建志学号：2220120329一、试验目的I,驾驭MailabZSimulink中SimPOWerSyNemS工具箱的基本建模方法：2、驾驭MaUabZSimulink电气仿真的恭本步骤;3、利用Matlab/Simulink在整流电路方面的仿真设计。二、试验内容1、一阶直流激励RC充、放电电路的探讨（学号尾数为单数）叁数设J1.电源：20V（直流）断路器：初始状态断开，（）2s闭合，Is断开志向开关：初始状态断开，Is闭合串联Ia容支路：100Q、WoUf理论值计算I充电时间I=Rt=C=O.01s放电时间l=R"C=0.01s留意事项，依据须耍进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件了解模块的运用方法测量电压（流）必需经由电压（流）测量模块进入示波器SCOPe.仿真电路图:FOntirlUOTPOWQrgu，仿真结果;电容电流电压波形仿真结果分析，在（=Os时刻志向开关和断路器断开：在t=02s时闭合断路器，电容充电容，充电起先时储能为0,其中电压最小而其电压改变率最大；随着充电的进行，电容储能增加，电压增大而电压改变率减小，电容中电压亦接近理论值U=20V：在I=IS时闭合志向开关，断开I折路器，电容放电，放电起先时储能为0,其中电压最大而其电压改变率最大：随若放电的进行，电容储能削减，电压增大而电压改变率减小，放电结束后电容中电压为U=OV；2、二阶R1.C直流激励下动态响应的探讨要求：欠阻尼状况（学号尾数为单数）参数设置；电源：IOV（直流）断路器：初始状态断开，0.025s闭合志向开关：初始状态闭合，0.025s断开电阻:5电感：OoIH电容：KX）uf理论值计算：临界阻尼时电阻取值：Rs=2*（1./C）Aa/2）=2OQ留意事项：依据须耍进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件了解模块的运用方法测量电压（流）必需经由电压（流）测量模块进入示波器SCCpe.仿真电路图：A/W-002idOM0H三三M-mtf1仿真结果，仿真结果分析:设置电容C=100Uf,电感1.=0.01H,依据Rs=2*（1./C）Aa/2）=20Q,考虑使电路工作在欠阴尼状态，取电阻R=5Q。由图可见，负载电流、电压出现超遍部分，电路处下欠阻尼状态.3、二阶R1.C沟通激励下动态响应的探讨弁数设置：电源：100V.50HZ断路涔：初始状态断开，0.05s闭合志向开关：初始状态闭合，0.05、断开电阻：IOQ电感：0.1H电容：IOuf理论值计算I（无）留意事项：依据须要进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件f解模块的运用方法测量电压（流）必需经由电压（流）测地模块进入示波器Scope,仿真电路图Ipowerful1cMultimeeer仿真结果:仿真结果分析：电路在t=Os时志向开关闭合，断路器断开，电容充电:电路在1=0.05、时志向开关断开，断路罂闭合，电容放电，电容储存的电能在R、1.支路被消耗，最终R、1.,C的电压电流均为零。3、变压器的稳态分析已知：一台IOkVA,60Hz,380V/220V单相变压器，原、副边的漏阻抗分别为：Zp=O.I4+jO.22Q.Zs=O.O35+jO.O55Q.励旅阻抗Zm=3O+j31O,负载阻抗Z1.=4+j5Q。要求：利用SimUIink建立仿真模型，计算在离压侧施加额定电压时，（八）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弁数设/理论值计算：(1)电源参数设置电源参数设理框ACVoltageSource(sask)(lick)Idefil6inu&oidalACYoltafe5ouce.PsrfiBTtprBMeafrureaenteNone*l厂Og1.；CaOftCl一,U上也5.I(2)变压器参数设置依据公式：%，=密小PU)昭j1.a)-震计算变压涔参数设践如卜.：R(base)=14.44Q1.(base)=O.O383URl(pu)=0.00969531.l(pu)=O.()l523R2(pu)=().0()723141.2(pu)=O.OI1363由于国内教材常采纳变压器的等效电路与英文版中常采纳的等效电路在励磁支路上存在区分，故计算励磁阻抗时，需运用一下转换公式：1.尺+X：x.RC一1RC=3233.4QXm=312.91.m=Xm(2*pi*60)=0.83HRm(PU)=RC/R(basc)=223.921.m(PU)=1.m/1.(basc)=21.67变压涔参数设置框1.inixrancfcr三(»ack><llnk>2xu>lcv>eQtcttzeeWlndlnccllartranctoc.ClicktheAn>lortheOKbuttonaftvrchancetotheUoitcpopuptoconfisthGcvvsioofXMKTHWetPax<utecUnittIpU1.TKaainalpowerandt»qu»ncyPn(VA)fn(H>:i-i0360VicxlinE19MneersVl(Vtvb)R3(pu)1.I(PU)：I330D-而96953COxSRVlDdlnc2PartUBeiCrU(V2(Vt)X2pu>1.2(pu):I2200OO723140On33lr*lThx»»VindingsUanstcra"VindlDB3pxra»?tczG(V3(V三)X3(pu)1.3(pu)J：IaIX¾>¾0.002Q07999jKMp*tSiatiaoxesiitanc*Ad"ctancK*>u)1.opu)J:223.922，"11if«a£uxt»«at2o卜O1.'c<SZunitsI5jCaclHlpIAgXj留意事项：依据须要进行标记模块依据须耍标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件了解模块的运用方法测M电压（流）必需经由电压（流）测量模块进入示波器SCoPe。仿真电路图/仿真结果：仿真结果分析：依据电路图所示，原边电流有效值20.4IA,负栽电压有效值2I4.7V,副边电流有效值33.5A。设计任务（三）电气工程及其自动化（I）班刘建志学号：2220120329一、试验目的I,驾驭MailabZSimulink中SimPOWerSyNemS工具箱的基本建模方法：2、驾驭MaUabZSimulink电气仿真的恭本步骤;3、利用Matlab/Simulink在整流电路方面的仿真设计。二、试验内容1、三相桥式整流电路（晶闸管）分析已知：3个沟通电源,U=220+（学号10个位号）X20V,50Hz.串联负载分别为：R=,1.=ItnH.要求：利用Simulink建立仿真模型，视察：（八）各个晶闸管的电潦、电压。（b）负载上的电流、电压。模型和曲线要有标注。叁数设置，电源：4（X）V,50HZ电感:100niH同步刘脉冲产生器:频率：50HZ脉宽：10。串联阻感支路：IQ、Imh理论值计算I输出电压平均值：Uo=2,34cos（0o）U2=936V留意事项：依据须要进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件了解模块的运用方法测量电乐（流）必需经由电压（流）测量模块进入东波器SCOPe。仿真电路图:品网管电压波形品闸管电流波形PvnOtftat0负载电压电流波形仿真结果分析：I号-6号晶闸管依次导通，后一品闸管比前一品闸管滞后60"导通，整流后的电压在840V-980V波动。2、三相PWM逆变电路分析已知:直流电压源电压U=100+（学号10）X20V,输出频率50Hz。负载分别为：Z1.=2+jJ.要求：利用SimUIink建立仿其模型，视察：负载上的电潦、电压。模型和曲线要有标注。弁数设J1.电源：14OV（两个小联，中间接地）PwM波形发生器：载波频率：100OHZ输出电压频率：50Hz（其余参数采纳默认值）三相阻感负载:2Q、3.183nh留意事项：依据须要进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件了解模块的运用方法测量电压（流）必需经由电压（流）测量模块进入示波器Scope.,仿真电路图：PQ*Va仿真结果:3、buck降压电路分析已知：直潦电压源电压U=100+（学号IO）X2OV0负毂为：R1.=500,港波电容C=0.3mF,要求：利用SimUHnk建立仿真模型，视察：（八）IGBT的电流、电压。（b）负载上的电流、电压。模型和曲线要有标注。提示：脉冲发生器位于SimUlink的Sources,周期取0.000k,脉冲宽度取60%。电源：280V（Mift）脉冲发生器：周期：O.（XX）IS脉宽：60%（其余参数采纳默认值）电感：11H电阻：100Q电容：0.3mf理论值计算：负载电压U=6O%E=I68V留意事项：依据须要进行标记模块依据须耍标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件了解模块的运用方法测量电压（流）必需经由电压（流）测量模块进入示波器SCoPe。仿真电路图:continuousMultimeterSJ三¾Er>eo1t三<t0仿真结果分析：E=280V,脉冲宽度取60%,负载电压U=6O%E=I68V,依据负载电压波形可知降压电路运行正常。4、boost升压电路分析已知：直流电压源电压U=100+(学号10)X20V0负数为：R1.=100Q,港波电容C=OJmFe要求:利用SimUIink建立仿真模型，视察:（八）IGBT的电流、电压。(b)负我上的电流、电压。模型和曲线要有标注。提示：脉冲发生器位于SimUlink的Sources.周期取0.00OIS,脉冲宽度取60%。弁数设置：电源:280V(直流)脉冲发生涔：周期：0.0ls脉宽：60%(其余参数采纳默认值)电感：1.25H电阻：10OQ电容：0.3mf理论值计算：负载电压U=E/(I-6()%)=7(X)V留意事项：依据须要进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件r解模块的运用方法测量电压(流)必需经由电压(流)测地模块进入示波器SCoPc。仿真电路图：IGBT电流电用波形负载电流电压波形仿真结果分析:E=280V,脉冲宽度取60%,负敕电用U=E(160%)=700V,依据负载电压波形可知升压电路运行正常。设计任务（四）电气工程及其自动化（I）班刘建志学号：2220120329一、试验目的I,驾驭MailabZSimulink中SimPOWerSyNemS工具箱的基本建模方法：2、驾驭MaUabZSimulink电气仿真的恭本步骤;3、利用Matlab/Simulink在整流电路方面的仿真设计。二、试验内容1、鼠笼型异步电机干脆起动的探讨已知：三相沟通电压源（线电压取值:学号单号为22OV,双号为38OV）,频率（单号：60Hz.双号为50HZ卜电动机机械转矩T=10+（学号%100y100NnH要求：利用SimIIlink建立仿真模型，视察:A相转子电流Ira、A相定子电流Isa、转数（rpm）、电磁转矩。模型和曲线要有标注。叁数设置，电源：22OV.60Hz三相电阻:60Hz、5kw（其他参数默认设酉）三相电压电流测量涔：¥1wmBri>（Mk>meltkUMXommttrroiMwtwovml<.Omitmm三>rMytkrwWMvte1.HEWI'QmCroOev½wm-13cwwu.ZKxtcmWWZwttaoERTwhMrBttiWCClm*r*utWmMyWBt2FFamr三t0UMCHItM(tfPrwMrtto-3D:JISCWU«SIMi：U3MeWM二一二二Jj7.<三¾MdI1OrtMt0d臼iB1.0“1.*»1-I并联阻容支路：IOQ、200uf放大器：30/pi电动机机械转矩：T=10.29NM电机测量安排器：MechinIs(mUl)(IiAk)SplatapciridK)sn«HotVaXabaaMbB0dlOaaSarWMKoutputvectorintoMiwatesic11*l>.RDtor0IWMtXot8ClXTTeotSMotorfIuxeeKotorvolta>StataxCIZrTent.Sttreurnt<Sttrtl0Sttvo1tas*(i<SmJ(r."-d【PbiTjPblr_dIIF"f-aiibict-“_a】(PM1.QpM.dtB<t«tflTBd止1*>1Ag*pg异步电机设置：AyMhraMMM>cJ>i=B*k)Uink)auvr-*liASMynC”emumcbia(vwcUx<r8s3y1cf>odele<iUiaMlecteble8Efr0。fc三eIrotor.ttc.Bsctccvoc)lhsrbb4EfvBwtnraaC411*ct4tarr»t。.im11aBwlpiat留意事项：依据须要进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须娈标注示波器的曲线可以通过帮助文件了解模块的运用方法测量电压（流）必需经由电压（流）测量模块进入示波器Scopes仿真电路图IA相转子电流Ira、A相定子电流Isa、转数（rpm）、电磁转矩波形:仿真结果分析：鼠笼式异步电机起动后随着转速的增加，转子电流和定子电流均减小，粒定后在很小的范围内周期性波动：电磁转矩渐渐减小，最终趋T稳定在10.29Nm°2、绕线式异步电机转子串电阻起动的探讨已知：三相沟通电压源（线电压取值：学号单号为22OV,双号为38OV）,频率（单号：60Hz.双号为50Hz）。电动机机械转矩T=10+（学号%100）/100Nm.串联电阻R=3Q。要求：利用SimUlink建立仿真模型，对比未串联和串联电阻起动效果，视察：A相转子电流ka、A相定了电流Isa、转数(rpn)、电磁转矩。模型和曲线要仃标注。弁数设置：电源:22OV,60Hz三相电压电流测量涔：并联阳容支路：IOQ、200uf放大罂：30/pi电动机机械转矩:T=10.29NM异步电机绕线串联断路涔电阻：3。电机测用安排服MechinIs(mUl)(IiAk)SplitapcindKignaiaotVaXImMa*chlaood>UOaaSarWMKoutputvectorintouepateBimal>-RDtor0IWMtXot8ClXTTeotSMotorfIuxeeKotorg3zStataxCIZrTent.Sttreurnt<Sttrtl0Stetvo1ta*<RotcxBPWdBI0CtxcancB9tcXorssl(i<SmJ(r."-d【PbiTjPblr_dItfr-flJiibict-“_a】(PM1.QpM.dtB<t«tflTBdiJ*PP异步电机设置:AcvnchxoaaItoChlAUBak)(Ilok)lpl*otaterr*tayMhvowM*in(wmmIr<rorM,m*lm)三odeledsoaKvlectabledexeteecce匕e(rtc.rtct,OTEyDchrouc>.fftyandvoterE皿*arc<MM>eotdidWyBtoMBHktemaln*utalpantCocxtlBuxatiocIParaevtrr»IAdv三c411Pr<<tOOdcl:Mechafiicalinput:XOtBtype：X>f三MierrasNaBkuniteI8<ecelJ-AgpJ留意事项：依据须要进行标记模块依据须要标记连线的名字的依据须要标注示波器的曲线可以通过帮助文件f解模块的运用方法测量电压(流)必需经由电压(流)测量模块进入示波器Scope,Three-RiweBre*rl未串联电阻起动时，A相转子电流Ira、A相定子电流Isa、转数(rpm)、电磁转矩串联电阻起动时，A相转子电流Ira、A相定子电潦卜a、转数(rpn)、电磁转矩波形:仿真结果分析：绕线式异步电机串电阻起动后转子电流和定转子电潦均减小，电磁转矩变大，可见串联电阻可以提高电机的起动性能.电气系统仿真总结通过本次试验我驾驭MatkMS“nuhnk电气仿其的基本步骤以及利用其在笔本电路与磁路、电力电子技术、电气传动等方面的仿真设计。通过几天的努力我顺当完成单相桥式整潦、阶直流激励RC充放电电路、二阶直流,沟通激励响应、变压器、三相桥式整流电路、三相PWM逆变电路、buck降压电路、boost升压电路、笼型异步电机起动电路和绕线式异步电机起动电路的设计、仿或以及探讨分析。经过几天的学习使我的理论学问得到了巩固和加强。