电机MATLAB仿真实验.docx
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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
三相交流电压源
可饱和单相变压器
交流电压表
交流电流表
有功、无功功率表
示波器
显示测量数据
计算均方根值（有效值）模块
电力系统仿真环境模块（电力系统仿真模型中必须含有一个）
2仿真模型
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SaturationCharacteristic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SN=77VA，U1N/U2N=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，调节围在（1.25~0.2）UN围，测取变压器的U0，I0，P0，cosΦ0以及二次侧电压UAX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
序号
实验数据
U0（V）
I0（A）
P0（W）
UAX（V）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
五、实验报告
1.完成表1
2.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。
2仿真测取短路特性UK=f（IK），PK=f（UK），cosΦK=f（UK）。
四、仿真方法
1仿真模块
三相交流电压源
可饱和单相变压器
交流电压表
交流电流表
有功、无功功率表
示波器
显示测量数据
计算均方根值（有效值）模块
电力系统仿真环境模块（电力系统仿真模型中必须含有一个）
2仿真模型
图1变压器短路实验接线图
图2单相变压器短路仿真模型示例图
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SaturationCharacteristic一栏）
3短路仿真
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）将三相变压器模块改为单相变压器，并进行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SN=77VA，U1N/U2N=55/220V，I1N/I2N=1.4/0.35V。
变压器高压侧接电源，低压侧短路。
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，使得高压侧短路电流约等于1.1IN，然后逐次降低输入电压，减少短路电流，在（1.1~0.2）IN围测取变压器的UK，IK，PK等数据。
5）测取数据时，IK=IN点必须测，共测取6-7组数据记录于表1中。
表1短路实验数据
序号
实验数据
UK（V）
IK（A）
PK（W）
1
2
3
4
5
6
7
五、实验报告
1、完成表1
2、绘制Uk-Ik特性曲线
3、计算高压侧的短路参数
实验三三相变压器的连接组
一、实验目的
1了解变压器的连接组。
2用仿真的方法判别变压器的连接组。
二、预习要点
1连接组的定义。
为什么要研究连接组。
国家规定的标准连接组有哪几种。
2如何把Y,y0连接组改成Y,y6连接组以及把Y,d11改为Y,d5连接组。
三、仿真项目
1完成变压器连接组仿真模型的搭建和参数设定。
2连接并判定以下连接组
（1）Y,y0
（2）Y,y6
（3）Y,d11
（4）Y,d5
四、仿真方法
1仿真模块
三相交流电压源
12节点三相变压器
（+表示同极性端）
交流电压表
示波器
计算均方根值（有效值）模块
显示测量数据
电力系统仿真环境模块（电力系统仿真模型中必须含有一个）
2仿真模型
变压器模块高压绕组用A1+、B1+、C1+、A1、B1、C1标记，低压绕组用A2+、B2+、C2+、A2、B2、C2标记。
设定变压器额定容量为108VA，频率50Hz，额定电压10/2.5KV。
根据连接组类型进行连线并加上电压表进行检验。
图112节点三相变压器参数设置示例图
2.1Y,y0
图2-1Y,y0连接组接线，电势相量图
根据图2-1连线，A、a两端点用导线连接（注意：
此导线为辅助导线，用以检验连接组，在实际应用中不存在。
下同），在高压侧施加三相对称的额定电压，测出UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca、UBb、UBc、UCb、以及UCc，将数据记录于表1中。
根据Y,y0连接组的电势相量图可知：
其中
为线电压之比。
若用两式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与仿真所得数值相同，则表示绕组连接正确，属Y,y0连接组。
图2-2Y,y0连接组仿真模型示例图
图2-1进行连线搭建如图2-2仿真模型，并根据最后要测取的电压值在仿真中接入电压表进行测量。
2.2Y,y6
图3Y,y6连接组接线，电势相量图
将Y,y0连接组的副方绕组首、末端标记对调，A、a两点用导线相连，如图3所示
根据Y,y6连接组的电势相量图可得
若由上两式计算出UBb、UCc、UBc的数值与仿真所得数值相同，则表示绕组连接正确，属Y,y6连接组。
2.3Y,d11
图4Y,d11连接组接线，电势相量图
A、a两端点用导线相连，高压侧施加对称额定电压。
如图4所示。
根据Y,d11连接组的电势向量可得
若由上两式计算出UBb、UCc、UBc的数值与仿真所得数值相同，则表示绕组连接正确，属Y,d11连接组。
2.4Y,d5
图5Y,d5连接组接线，电势相量图
将Y/△-11连接组的副方绕组首、末端的标记对调，如图5所示，仿真方法同前，记录数据于表1中。
根据Y,d5连接组的电势相量图可得
若由上两式计算出UBb、UCc、UBc的数值与仿真所得数值相同，则表示绕组连接正确，属Y,d5连接组。
表1测量数值
仿真数据
连接组方法
UAB（KV）
UBC（KV）
UCA（KV）
Uab（KV）
Ubc（KV）
Uca（KV）
UBb（KV）
UBc（KV）
UCb（KV）
UCc（KV）
Y,y0
Y,y6
Y,d11
Y,d5
表2计算数值
计算数据
连接组方法
UBb（KV）
UCc（KV）
UBc（KV）
Y,y0
Y,y6
Y,d11
Y,d5
五、实验报告
1、完成表1、表2
2、校验仿真数据的正确性
实验一、实验二的变压器参数
学号尾号
额定值
其它参数
0、1
SN=77VA，U1N/U2N=55/220V
参考模型数据
2、3
SN=100VA，U1N/U2N=110/220V
参考模型数据
4、5
SN=130VA，U1N/U2N=95/220V
参考模型数据
6、7
SN=160VA，U1N/U2N=75/220V
参考模型数据
8、9
SN=180VA，U1N/U2N=120/220V
参考模型数据
实验三的变压器参数
学号尾号
额定值
其它参数
0、1
额定电压12/3.5kV
参考模型数据
2、3
额定电压10/2.5kV
参考模型数据
4、5
额定电压13/4.5kV
参考模型数据
6、7
额定电压15/5.5kV
参考模型数据
8、9
额定电压18/6.5kV
参考模型数据
电力学院
本科实验设计
电机学
（1）实验仿真报告
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