Matlab电气仿真实验作业Word文档下载推荐.docx
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参数设置：
交流电压源幅值：
220*sqrt
（2），频率：
50HZ。
变压器参数，容量S=200VA，变比k=220V/24V。
电感：
100mH；
电容：
200uF；
电阻：
10欧。
实验结果：
二极管Diode3电流电压曲线1
结果分析：
第一个图显示的为二极管电流I，第二个图显示为二极管电压U。
当diode3导通时其电压接近为0V（管压降为0.7V），其电流有值；
当diode3关断时，其电流值为0A，此时功率二极管承受反向电压，承受的最大反向电压幅值为24*sqrt
（2）=33.94V。
而电流图像上出现波动是因为电感L的值不是无穷大，会受频率电压幅值的影响，所以如图所示。
二极管Diode4电压电流曲线结论分析：
U理论计算：
输出电压有效值：
VV0.90.92421.6O2负载电阻R电压曲线结果分析：
实线为电压曲线，电压曲线前半段出现上升的情况是因为给电容C充电并且伴随着放电状态，而当稳定时形成RC震荡电路出现正弦波形。
实验结论：
上述两图中diode3与diode4两个功率二极管的电压电流在相位上差120°
，而四个二极管各导通180°
。
在正向周期二极管diode1和diode4同时导通，而diode2和diode3承受反向压降。
当为反向周期时diode2和diode3同时导通而diode1和diode4关断承受反向电压。
2
实验总结：
与实际相比二极管的电流会有一定的毛刺，是由于电感不能无穷大而在其导通的时有0.7V的管压降。
整流电路负载端电压接近直流。
实验二电路部分：
设计任务1：
一阶直流激励RL充、放电电路的研究。
注意事项：
Timer和Idealswitch的使用方法是由相对应的Timer控制Idealswitch的开通和关断时间，同时控制Idealswitch的有效幅值。
Timer参数设置time[00.010.02]amplitude[010]。
R=3000ohms、L=1H（inductorinitialcurrent=0）、DC=10V。
负载L的电流电压曲线3
结论分析：
如图所示一阶直流激励RL充、放电电路负载L的电流电压曲线，电感L电压在通电时刻发生跃变，而电感L电流不能跃变，电源对电感充电，能量的储存与释放需要一个过程。
所以在0.01s时刻，电压曲线发生跃变，电压达到10V，而电流曲线缓慢上升；
在0.02s时刻电源断开，电感放电需要一定的时间，而二极管导通存在压降0.7V，所以在0.02s时刻负载承受反压。
如一阶直流激励RL充、放电电路所示，电路导通时电感电流不越变，只有电源对电感充电，当充电充满时负载电流为0.003333A，0.02s时电源断开电感放电，直至电流降到0A。
设计任务2：
二阶RLC直流激励下动态响应的研究（过阻尼情况）。
直流激励：
过阻尼情况参数设置：
LuH10000R2220ΩL=10mH、C=100uF，过阻尼情况下，取R=50Ω。
CuF100实验结果：
电容C上的电压及电流曲线4
理论分析：
二阶RLC直流激励下的响应，在过阻尼状态电压不会出现超调，但响应速度稍慢，时间长。
设计任务3：
二阶RLC交流激励下动态响应的研究实验步骤：
交流激励：
参数设置：
Timer参数设置time[00.010.015]，amplitude[101]。
R=10ohms，L=1mH（inductorinitialcurrent=0），AC=220V/50HZ。
电容、电感上的电压及电流曲线5
电阻上的电压及电流曲线结果分析：
在交流激励下，如图所示电路，开关闭合后，由于电源频率为50Hz，属于低频，感抗远远小于容抗，故电容电流很小。
开关断开后，电容和电感并联谐振，谐振频率：
11f1.59KHz；
开关闭合，电阻上的电压、电流波形与交流电2LC21mH10uF源的相同；
开关断开，电阻上的电压电流值为0。
任务2、3结论：
在直流激励下，二阶RLC串联电路中，电阻R=50Ω.电路为过阻尼状态，没有超调量。
在交流激励下，由于电源频率低，开关闭合之前，电感几乎将电容短路，故电容电压近似为零。
开关断开后，电感、电容并联谐振如图中的0.01~0.015时间段并联谐振。
磁路部分：
变压器（无饱和，采用线性变压器模型）的稳态分析设计任务1：
一台10kVA，60Hz，380V/220V单相变压器，原、副边的漏阻抗分别为：
Zp=0.14+j0.22Ω,Zs=0.035+j0.055Ω,励磁阻抗Zm=30+j310Ω，负载阻抗ZL=4+j5Ω。
实验要求:
利用Simulink建立仿真模型，计算在高压侧施加额定电压时（a）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。
理论值计算：
AI20.34通过等效电路，可以计算求得原边电流有效值：
，副边电流有效值：
1VAI33.49U214.4，负载电压有效值。
d26
在matlab/simulink中选取相应的器件，如图连接运行。
参数设置:
由设计要求可知S10KVAHzf60容量：
频率：
nU380V原边电压有效值：
1U220V副边电压有效值：
2X0.221LH0.00058357R0.14原边漏阻抗对应的电阻、电感：
；
11f2X0.0552R0.35L0.00014589H副边漏阻抗对应的电阻、电感：
222f因为英文版的励磁绕组为并联，中文版的为串联，所以关系转换如下：
2222RX30310mmR3233.33励磁电阻：
MR30mvsz22（）/380/10K14.44其标幺值：
basebasebasez'
RR/=224.5MMbase2222RX30310mmX312.9励磁电感：
MX310mz'
XX其标幺值：
=/=21.7MMbaseX5ML0.0.01326H29负载电阻：
R=52f7
变压器参数设置为：
仿真结果:
原边电流：
副边电流：
负载电压：
效率：
P214.7*33.52*100%*100%92.74%P380*20.411实验结论：
用ode23s算法，变压器二次电压为214.7V。
带负载情况下，受内阻压降的影响，二次侧端电压有所降低。
符合实际情况。
由于仿真计算对损耗的考虑不全面，与理论值存在微小的差别。
本设计过程中，还可取额定容量和额定电压为基值，推算其他参数的标幺值，各参数用标幺值表示。
8
实验三三相桥式整流电路（晶闸管）分析设计任务1：
3个交流电源（单独的），U=240V，50Hz。
串联负载分别为R=1Ω，L=1mH。
实验要求：
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实验步骤：
电源电压有效值U=240V，且三个电源互差120°
，本设计中令A项电源的初始相位为0°
，B项电源的初始相位为-120°
，C项电源的初始相位为120°
f=50Hz，负载R=1Ω、ɑL=1mH。
而晶闸管的触发角由“constant”决定。
ɑU2.34Ucos2.34240cos0561.6负载电压：
当=0°
时：
Vd2U561.6dAAI561.6dR1ɑU2.34Ucos2.34240cos30486.4V当=30°
时：
d2U486.4dAAI486.4dR1实验结果：
当a=0°
9
负载电压电流曲线晶闸管电压曲线当ɑ=30°
负载电压波形和电流曲线10
晶闸管电压曲线实验结论：
本次三相桥式整流电路（晶闸管）的仿真，与实际运行中晶闸管的电压，负载的电压电流波形大体相同，达到了预期的效果。
三（或单）相PWM逆变电路分析设计任务2：
直流电压源电压U=110V，输出频率50Hz。
负载分别为：
Zl=2+j1Ω。
负载上的电流、电压。
模型和曲线要有标注。
11
直流电源电压U=110V，输出频率f=50Hz，负载Z=2+j1Ω。
L实验结果：
负载电压曲线负载电流曲线结果分析：
逆变时一定要加负载电阻R，因为电容电压不能突变。
两个直流电压源串联，中间取参考点，即可得到正负电源。
且电容越大，输出电压越平滑。
12
Buck降压电路分析设计任务3：
直流电压源电压U=110V。
负载为：
Rl=50Ω，滤波电容C=0.3mF。
（a）IGBT的电流、电压。
在matlab/simulink中选取相应的器件如图连接参数设置：
直流电压V=110V，电感L=1H，滤波电容C=0.3mF，负载电阻Rl=50Ω，开关频率DCf=10KHz，占空比ɑ=0.6。
EVVU0.611066输出电压：
oU66oAAI1.32负载电流：
oR50实验结果：
IGBT电压电流曲线13
负载电压电流曲线结果分析：
输出负载电压值约为65V，前期的波动是因为电感和电容充放电不完全引起的，负载电流约为1.30A，前期的波动与电压波动情况相同，电压电流都基本符合理论值。
另外通过增大或减小占空比ɑ可以改变输出电压Ud。
Boost升压电路分析设计任务4：
Rl=100Ω，滤波电容C=0.3mF。
在matlab/simulink中选取相应的器件
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