电磁场重难点的仿真Word格式.docx
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50Hz热轧硅钢片DR530-50（D22）磁化曲线
0.70
0.72
0.73
0.75
0.76
0.78
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7.94
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12.95
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16.90
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18.20
18.90
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23.26
24.38
25.62
27.00
28.53
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31.75
33.40
35.07
36.80
38.60
40.40
42.20
44.00
45.80
47.70
49.60
51.50
53.40
50Hz热轧硅钢片DR510-50（D23）磁化曲线
1.54
1.56
1.62
1.66
1.69
1.78
1.81
1.82
1.89
1.97
2.00
2.10
2.13
2.20
2.24
2.28
2.36
24
2.45
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2.55
2.65
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7.38
8.10
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40.7
43.7
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53.4
56.8
60.4
64.0
67.8
72.0
76.4
80.8
85.4
90.2
95.0
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128
134
140
146
158
165
172
180
50Hz热轧硅钢片DR490-50（D24）磁化曲线
1.37
1.70
1.72
1.84
1.92
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2.23
2.31
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53.5
57.5
61.5
66.0
70.5
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79.7
84.5
89.5
94.7
141
148
155
162
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50HzDW470-50冷轧硅钢片磁化曲线
0.65
0.66
0.67
0.68
0.69
0.71
0.74
0.77
0.79
0.82
0.85
0.87
0.93
0.95
.97
0.98
1.05
1.08
1.10
1.12
1.14
1.26
1.28
1.30
1.35
1.85
2.30
2.80
2.90
3.00
3.20
3.60
4.00
4.10
4.30
4.80
5.40
5.90
6.20
7.00
7.80
8.50
9.00
10.00
16.0
20.0
22.0
24.0
30.0
32.0
34.0
38.0
40.0
54.0
58.0
60.0
70.0
73.0
76.0
80.0
84.0
90.0
—
该部分实验要求如下：
（1）绘制磁化曲线；
（2）根据所提供的数据，合理选取全部和部分数据绘制磁化曲线，并进行比较，不少于4条曲线；
（3）绘制每条磁化曲线对应的图和表；
（4）在一个图中显示全部曲线，并进行区分
要点分析：
（1）采用屏幕图形方式直观显示；
（2）利用编程方法和MATLAB的拟合函数；
（3）利用多项式进行拟合
（2）变压器电压变化率及效率曲线的绘制
有一台单相1000KVA、66/6.6KV的变压器，实验数据如下：
变压器空载和短路实验数据
实验名称
电压（V）
电流（A）
功率（W）
电源加载侧
空载
6600
9.1
5400
低压侧
短路
3240
15.15
9300
高压侧
要求对该变压器进行仿真，分别绘制出低压侧带载参数为：
超前
，滞后
，
情况下的电压变化率曲线和负载曲线。
（2）利用MATLAB编程实现；
（3）要画出对应的阻性、感性、容性三种负载性质的特性曲线，并要通过额定点；
（4）要画出对应不同的
的效率曲线；
（5）给出特征性的结论。
三、基本知识及实验方法描述（3分）
（一）在非铁磁材料中，磁通密度B和磁场强度H之间是线性关系，其系数就是空气的磁导率μ0。
而在铁磁材料中，二者是非线性关系，称为磁化曲线。
一段典型的磁化曲线如下图所示。
一般的，磁化曲线都有开始阶段、线性增长阶段、拐弯阶段和饱和阶段四部分，其中线性增长阶段和拐弯阶段的交界点就是曲线的膝点。
B
H
0
铁磁材料的磁化曲线
由于表征磁化曲线是用磁通密度B和磁场强度H两维数组表示的，是不连续的，而且其变化特征也比较复杂。
当数据很大的时候，采用这种数组形式很不方便，也占用储存量。
最好的处理方式，是采用曲线拟合方法，把磁化曲线表示成显函数形式的解析表达式。
（二）变压器一次侧接额定电压，二次侧空载时的电压就是额定电压。
当二次侧接入负载后，即使一次侧电压不变，二次侧电压也不再是额定值，变化后的电压大小与负载电流、负载性质和短路阻抗参数有关。
表征该变化的物理量就是电压变化率△U。
根据电机学理论，电压变化率为：
其中，
——负载电流的标幺值；
——短路电阻、短路电抗的标幺值；
——负载的功率因数角
根据上式，即使负载电流和变压器短路参数不变，负载性质发生改变，那么电压变化率也会发生变化，进而影响输出电压的大小。
一般地，该变化规律为：
（1）对阻性负载，
=0，必然有△U>
0,
<
1；
（2）对感性负载，
>
0，也必然有△U>
0,而且数值比阻性的要大，
<
（3）对容性负载，
0，则可能出现△U<
>
为了直观，以变压器的输出外特性来表示电压变化率的变化。
（三）在所有种类的电机中，变压器的效率是最高的，而且高效率工作区间很宽。
一般地，电力变压器的效率都在95%~99%之间。
电机学中变压器的效率表示为：
式中，P0——额定电压时的空载损耗；
PkN——额定电流时的短路损耗；
SN——变压器的额定容量；
cos
——负载的功率因数。
根据上式，就可以求出对应于不同的cos
，当负载电流的标幺值在[0,2]区间内变化时，变压器的效率曲线了。
四、实验源程序（1分）
（一）磁化曲线的绘制
clc
clear
Hdata=[1.40,1.43,1.46,1.49,1.52,1.55,1.58,1.61,1.64,1.67,...
1.71,1.75,1.79,1.83,1.87,1.91,1.95,1.99,2.03,2.07,...
2.12,2.17,2.22,2.27,2.32,2.37,2.42,2.48,2.54,2.60,...
2.67,2.74,2.81,2.88,2.95,3.02,3.09,3.16,3.24,3.32,...
3.40,3.48,3.56,3.64,3.72,3.80,3.89,3.98,4.07,4.16,...
4.25,4.35,4.45,4.55,4.65,4.76,4.88,5.00,5.12,5.24,...
5.36,5.49,5.62,5.75,5.88,6.02,6.16,6.30,6.45,6.60,...
6.75,6.91,7.08,7.26,7.45,7.65,7.86,8.08,8.31,8.55,...
8.80,9.06,9.33,9.61,9.90,10.2,10.5,10.9,11.2,11.6,...
12.0,12.5,13.0,13.5,14.0,14.5,15.0,15.6,16.2,16.8,...
17.4,18.2,18.9,19.8,20.6,21.6,22.6,23.8,25.0,26.4,...
28.0,29.7,31.5,33.7,36.0,38.5,41.3,44.0,47.0,50.0,...
52.9,55.9,59.0,62.1,65.3,69.2,72.8,76.6,80.4,84.2,...
88.0,92.0,95.6,100,105,110,115,120,126,132,...
138,145,152,195,166,173,181,189,197,205];
Bdata=0.40:
0.01:
1.89;
len=length（Hdata）
Hmax=Hdata（len）;
a=polyfit（Hdata,Bdata,13）;
forn=1:
151
Hfit（n）=Hmax*（n-1）/150;
Bfit（n）=a
（1）*Hfit（n）^13+a
（2）*Hfit（n）^12+a（3）*Hfit（n）^11+a（4）*Hfit（n）^10+a（5）*Hfit（n）^9+a（6）*Hfit（n）^8+a（7）*Hfit（n）^7+a（8）*Hfit（n）^6+a（9）*Hfit（n）^5+a（10）*Hfit（n）^4+a（11）*Hfit（n）^3+a（12）*Hfit（n）^2+a（13）*Hfit（n）^1+a（14）;
end
plot（Hdata,Bdata,'
*'
）
hold
plot（Hfit,Bfit）
xlabel（'
H[A/cm]'
ylabel（'
B[T]'
1.绘制D21磁化曲线的源程序
2．绘制D22，D23和D24的源程序与绘制D21的磁化曲线源程序基本一致，只是输入的数据Hdata不同，将给出数据输入即可。
在绘制DW470-50冷轧硅钢片磁化曲线时，除了输入数据Hdata和Bdata不同，拟合的阶数也做了相应改变，变成12阶拟合。
3.在将所有曲线绘制于同一坐标系时，为了便于观察，没有绘制出各个分散的点。
%DW470-50冷轧硅钢片磁化曲线数据
Hdata=[0.65,0.66,0.67,0.68,0.69,0.70,0.71,0.72,0.73,0.74,...
0.75,0.76,0.76,0.77,0.78,0.79,0.80,0.81,0.82,0.83,...
0.84,0.85,0.86,0.87,0.88,0.89,0.91,0.93,0.94,0.95,...
0.96,0.97,0.98,1.00,1.02,1.05,1.6,1.07,1.08,1.10,...
1.12,1.14,1.16,1.18,1.20,1.22,1.24,1.26,1.28,1.30,...
1.34,1.35,1.40,1.42,1.44,1.49,1.55,1.58,1.60,1.65,...
1.70,1.75,1.80,1.85,1.90,1.95,1.98,2.00,2.10,2.20,...
2.30,2.40,2.50,2.60,2.70,2.80,2.85,2.90,3.00,3.20,...
3.40,3.60,3.80,4.00,4.10,4.30,4.60,4.80,5.00,5.40,...
5.90,6.20,6.60,7.00,7.80,8.50,9.00,9.80,10.00,11.0,...
12.0,13.0,14.0,15.0,16.0,18.0,20.0,22.0,24.0,25.0,...
28.0,30.0,32.0,34.0,38.0,40.0,44.0,47.0,50.0,54.0,...
58.0,60.0,64.0,70.0,73.0,76.0,80.0,84.0,90.0,95.0];
Bdata=0.50:
1.79;
a=polyfit（Hdata,Bdata,12）;
131
Hfit（n）=Hmax*（n-1）/130;
Bfit（n）=a
（1）*Hfit（n）^12+a
（2）*Hfit（n）^11+a（3）*Hfit（n）^10+a（4）*Hfit（n）^9+a（5）*Hfit（n）^8+a（6）*Hfit（n）^7+a（7）*Hfit（n）^6+a（8）*Hfit（n）^5+a（9）*Hfit（n）^4...
+a（10）*Hfit（n）^3+a（11）*Hfit（n）^2+a（12）*Hfit（n）^1+a（13）;
%D21磁化曲线数据
Hdata1=[1.40,1.43,1.46,
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