哈工大 电机学 MATLAB 仿真 实验报告

基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真实验报告班 级：学 号：姓 名：完成时间：一、实验内容1.1单相变压器不同负载性质的相量图通过MATLAB画出单相变压器带感性，阻性，容性三种不同性质负载的变压器向量图1.2感应电机的曲线通过MATLAB画出三相感应电动机的转矩转差率曲线二、实验要求2.1单相变压器不同负载性质的相量图根据给定的仿真实例画出负载相位角三种情况下得向量图，观察电压大小与相位的关系，了解总结负载性质不同对向量图的影响2.2感应电机的曲线根据给定的实例，画出的曲线，了解感应电机临界转差率的大小和稳定工作区间的大小，给出定性分析三、实验方法3.1单相变压器不同负载性质的相量图1.单相变压器不同负载性质的相量图(1)先画出负载电压的相量；(2)根据负载的性质和阻抗角画出二次电流(规算值)的相量(3)在上加上一个与电流方向相同的压降，其大小为二次电流规算值与二次漏电阻规算值之积；再加上一个超前电流方向的压降，其大小为二次电流规算值与二次漏电抗规算值之积；(4)根据上一步结果连线，得出；(5)超前方向画出；(6)根据励磁电阻与电抗的大小得出励磁阻抗角，并超前一个励磁阻抗角的大小得出的方向；(7)根据平行四边形法则，做出与的和，即为；(8)根据得出，并得出。(9)在上加上一个与电流方向相同的压降，其大小为一次电流与一次漏电阻之积；再加上一个超前电流方向的压降，其大小为一次电流与一次漏电抗之积；(10) 根据上一步结果连线，得出；3.2感应电机的曲线实验采用matlab对转矩转差率曲线进行仿真。由转矩转差率关系公式知，只有s为自变量，其他参数均为已知。编程时，先取s在0.01-1.3正区间的，进行绘图；再取相应负区间对绘图；最后加入(0,0)四、实验源程序(1分)4.1单相变压器不同负载性质的相量图见附录4.2感应电机的T-S曲线%T-S曲线绘制%定义常量R2 = 0.04;R1 = 0.06;M1 = 3;U1 = 380;W = 2*pi*1485/60;X1 = 0.27;X2 = 0.56;C = 1+X1/16.4;%画出s=0.01~1.3的T-S曲线s = 0.01:0.01:1.3;T=ones(1,length(s));for i = 1:length(s) T2(i) = R2/s(i);T1(i) = 1/((R1 + C*T2(i))^2 + (X1 + C*X2)^2);T3(i) = 1/W;T(i) = M1*U1^2*T1(i)*T2(i)*T3(i); end%画出s=-0.01~-1.3的T-S曲线s1 = -1.3:0.01:-0.01;T1=ones(1,length(s1));for i = 1:130 T21(i) = R2/s1(i);T11(i) = 1/((R1 + C*T21(i))^2 + (X1 + C*X2)^2);T31(i) = 1/W;T1(i) = M1*U1^2*T11(i)*T21(i)*T31(i); end%将(0,0)加入曲线中，合并成完整的向量ss=[s1 0 s];TT=[T1 0 T];plot(ss,TT);%改变x轴方向set(gca,'XDir','rev');title('感应电机转矩转差率曲线');xlabel('rotating speed slip (%)')ylabel('Torque (Nm)')五、实验结果5.1单相变压器不同负载性质的相量图不同性质负载对相量图带来的影响：(1) 二次电流I2在负载性质为感性、容性时分别超前、滞后负载电压U2一个阻抗角的大小；纯阻性负载时I2与U2同方向；(2) 在容性负载时，负载电压U2有可能大于感应电动势E2。5.2感应电机的T-S曲线实验结果如下:通过Matlab仿真得到感应电机的曲线如下图；可以看出实验的曲线和理论预测基本相符,实验的仿真结果较为成功。曲线的特点:(1) 曲线不是单调的而是像一个山峰一样,存在最大转矩点和对应的临界转差率。(2) 从特性上看，电机的最大转矩很大，但是对应的起动点，转矩却很小；(3) 曲线的正负半区基本对称六、心得体会做负载性质的的实验时，最先遇到的问题就是如何画出向量图，我们查找了许多资料,例如使用compass函数，但compass函数是从原点开始画向量图，且有背景，又如quiver函数，也不能满足要求，最后决定自己在线段终点处画出两个微小的与该线段成一比较小的角度的线段作为箭头，这也是我本次一个很大的收获，学会灵活的运用知识，而不是一味想使用程序内置的函数，做实验，搞科研的时候要灵活。在绘制不同负载的曲线时，我也进一步的理解了曲线的绘制步骤，对单相变压器有了更深的理解。在绘制T-S时，我们同样也遇到了问题，当程序第一