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电气系统建模与仿真实验报告
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2022-12-21
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29页
包括一阶,二阶RLC电路、电力电子中整流逆变斩波、三相异步电机等几种电路的simulink仿真以及实验截图,清晰易懂。
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1
电气系统建模与仿真
学院:船舶电气工程学院
专业班级:电气一班
姓名:
学号:
12 月 22 日
2
·课程设计目的:
1、掌握 Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤;
2、利用 Matlab/Simulink 对电路与磁路、电力电子技术、电气传动等内容进行建
模和仿真。
·设计任务 1
一、实验目的:
1、掌握 Matlab/Simulink 中 SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法;
2、掌握 Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤;
3、利用 Matlab/Simulink 在基本电路与磁路、电力电力技术、电气传动等方面的
仿真设计。
二、实验原理:
220V 50HZ 交流电源经过变压器降压,输出交流 24V 50HZ 的交流电。经过单
相桥式整流电路以及 LC 滤波电路后,变成近似的直流,由于电感和电容的作
用,,输出的电压和电流无法突变,使得输出电压波形在一定的电压附近形成正
弦脉动。
三、实验内容:
(1)设计要求:单相桥式整流加 LC 滤波电路,电源为 220V,50Hz, 整流电路
输入为 24V,负载为 10Ω 阻性负载,滤波电感 L=100mH,滤波电容 C=200uF。
(2)设计电路图:
(3)仿真波形结果:
3
(4)仿真结果分析:
理论计算:输出电压有效值:
𝑉
𝑂
=
0.9
𝑈
2
=
0.9
×
24
=
21.6
V
1、由于电路中二极管的作用,负载两端的电压极性一定,达到整流的目的。
在变压器输出正弦波的正半周期,二极管 VT1 和 VT4 导通,VT2 和 VT3 被施以
反压而截止;在变压器输出正弦波的负半周期,VT2 和 VT3 导通,VT1 和 VT4
截止。
2、由于 L 和 C 的作用,输出电压和电流不能突变。使输出电压波形形成正弦
脉动。负载电压波形前半段出现上升是因为给电容 C 充电并伴随放电,当稳
定时形成 RC 振荡电路出现正弦波。
3、二极管导通时,电流波形与负载输出电流波形保持一致;二极管截止时,
电压波形与变压器输出的负半周电压波形一致,电流为 0。
·设计任务 2
一、实验目的:
1、掌握 Matlab/Simulink 中 SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法。
2、掌握 Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤。
3、利用 Matlab/Simulink 在一阶、二阶电路、变压器方面进行仿真设计。
二、实验原理:
1、通过过电感充放电的过程,对一阶直流激励电路进行研究。
2、通过对电容、电感充放电的过程,对二阶直流激励电路进行研究。
3、二阶 RLC 在交流激励下动态响应的研究。
4、变压器稳态运行的分析。
三、实验内容:
1、一阶直流激励 RL 充放电电路研究(学号双数):
(1)设计要求:自行设计电路、设计电路参数;自行选择所需显示的曲线、结果;
根据结果写出分析结果与结论,R 不同结果不同。
(2)设计电路图:
4
(3)参数设置:
(4)仿真波形图:
5
(5)结果分析:
参数设置中将开关设置在 0.1s 时闭合,所以在波形图中可以发现从 0.1s 给
电感充电,电压上升,随着充电的进行,电感储能增加,电感电压趋近 10V。当
充完电后,电感相当于短路,开始放电。在放电过程中,电感电压逐渐减小,最
后趋于 0V。由于放电过程很快,因此电流变化非常快,最后为 0。
负载两端的电压在电感充电和放电的过程中分别先快速上升,然后速度减缓。下
降时先快速下降再缓慢下降,最终分别趋于稳定的 10V 和 0V。
2、二阶 RLC 直流激励下动态响应的研究
(1)设计要求:自行设计电路、设计电路参数;自行选择所需显示的曲线、结果;
根据结果写出分析结果与结论,在过阻尼情况(双数)。
C
L
R 2�
(2)电路设计图:
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