内容发布更新时间 : 2024/12/23 3:13:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真

实验报告

一、 实验内容及目的

4.1.2 单向变压器的空载电流波形(No.1)

目的：（1）了解变压器空载电流波形的尖顶波性质 （2）了解尖顶波中的谐波成分

4.4.1感应电机的T?S曲线(No.2)

目的：（1）了解感应电机转矩转差率曲线的形状

（2）了解感应电机临界转差率的大小和稳定工作区间的大小

二、实验要求及要点描述

4.1.2 单向变压器的空载电流波形

要点：（1）采用屏幕图形方式直观显示

（2）利用MTALAB的函数调用 （3）输入磁化曲线数据并显示曲线

（4）利用傅里叶分解，求得磁化电流的谐波含量

4.4.1感应电机的T?S曲线

要点：（1）采用屏幕图形方式直观显示 （2）利用编程的方法实现 （3）转差率范围

（4）公式s=0点无法直接画出，可以从-0.01直接连到0.01，或

者直接赋值（0,0）、

（5）给出定性的结论

三、基本知识及实验方法描述

4.1.2 单向变压器的空载电流波形

U0 E1 fm B

空载电压 一次侧电势 主磁通 铁芯磁密 磁化曲线 i0 aF H

方法描述：首先通过下面公式：

E?4.44fN? U0?260sin(?t)

空载电流 总磁势 空载强度 以及题中给出的信息：

已知一变压器的空载特性数据为：

I U 0 10 0.7 22 1.5 50 2.5 100 3.5 150 4.5 195 5.5 226 6.5 245 8.2 264 11.7 281 15.2 290 20 298 假定电压为u=260sinwt，取wt=[0,p]，计算空载电流的波形，并分析谐波含量。

然后设定线圈的匝数以及电压的频率这两项参数，可以得到磁通和时间的变化关系，利用插值法和题中的信息可以得到磁通和磁化电流之间的关系。

最后通过对拟合后的磁化电流插值，再进行傅里叶分解，利用matlab仿真就可以得到各个谐波的图像。

4.4.1感应电机的T?S曲线

方法描述：通首先过转矩转差率关系公式：

T?m1??sUs2(r1?c?2rs?22r?2)2)?(x1?cxs

以及题中给出的信息：

一台4级三厢感应电动机，额定电压380V，三角形连接，额定功率50HZ，额定转速1485r/min。电路参数为：r1=0.06,x1σ=0.27Ω,r2’=0.04Ω, x2σ’=0.56Ω,rm=0.76Ω,xm=16.4Ω。画出其转矩转差率曲线，并分析之。

可以确定s为变量，然后将题目中的其他参量的值带入，既然s为变量，我们取s在0.01-1.3正区间的T?S，利用matlan仿真进行绘图，再取相应负区间对T?S绘图，最后加入（0,0）即可。

四、实验源程序

4.1.2 单向变压器的空载电流波形 程序源代码：

%单向变压器的空载电流波形的绘制----盖阔&刘力&刘金

I=[0 0.7 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 8.2 11.7 15.2 20]; U=[10 22 50 100 150 195 226 245 264 281 290 298]; M=8;f=50;N=10;U0=260; wt=0:pi/10:pi;

df1=(U0*sin(wt))./(4.44*f*N);

figure(1)%第一张图，磁通随时间变化波形 plot(wt,df1);

title('1.磁通随时间变化波形---盖阔&刘力&刘金'),xlabel('相位(wt/度)'),ylabel('磁通（Wb）'); for i=1:12

Y(i)=U(i)/(4.44*N*f); end

xz=linspace(0,20); yz=spline(I,Y,xz);

figure(2)%第二张图，磁通随磁化电流变化波形图 plot(I,Y,'o',xz,yz); df=U./(4.44*f*N);

title('2.磁通随磁化电流变化波形---盖阔&刘力&刘金'),xlabel('磁化电流（i/A）'),ylabel('磁通（Wb）');

p=polyfit(I, df, M); for k=1:11

p71=p(7)-df1(k);

x=[p(1) p(2) p(3) p(4) p(5) p(6) p71]; r=roots(x); end

R=[0 2.108 3.537 4.989 6.577 7.648 6.577 4.989 3.537 2.108 0]; xi=0:0.01:pi;

yi_spline=interp1(wt,R,xi,'spline'); yi_spline2=[yi_spline,-yi_spline]; yi=0:0.01:2*pi; xii=[0,yi];

XK=2*fft(yi_spline2,630)/630;%傅里叶分解 t=0:0.01:2*pi;

y1=abs(XK(2))*sin(t+pi/2+angle(XK(2))); y3=abs(XK(4))*sin(3*t+pi/2+angle(XK(4))); y5=abs(XK(6))*sin(5*t+pi/2+angle(XK(6))); y7=abs(XK(8))*sin(7*t+pi/2+angle(XK(8))); figure(3)%第三张图，磁通电流和主要谐波含量的分析 hold on;

plot(t*180/(pi),y1,t*180/(pi),y3,t*180/(pi),y5,t*180/(pi),y7);