电机学matlab仿真大作业报告

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1、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1.1单相变压器的效率和外特性曲线1.1.1实验内容一台单相变压器，=2000kVA,，50Hz，变压器的参数和损耗为，，，。(1)求此变压器带上额定负载、时的额定电压调整率和额定效率。(2)分别求出当时变压器的效率曲线，并确定最大效率和达到负载效率时的负载电流。(3)分析不同性质的负载（）对变压器输出特性的影响。1.1.2实验目的（1）计算此变压器在已知负载下的额定电压调整率和额定效率（2）了解变压器效率曲线的变化规律（3）了

2、解负载功率因数对效率曲线的影响（4）了解变压器电压变化率的变化规律（5）了解负载性质对电压变化率特性的影响1.1.3实验用到的基本知识和理论（1）标幺值、效率区间、空载损耗、短路损耗等概念（2）效率和效率特性的知识（3）电压调整率的相关知识1.2串励直流电动机的运行特性1.2.1实验内容一台16kw、220V的串励直流电动机，串励绕组电阻为0.12Ω，电枢总电阻为0.2Ω。电动势常数为.电机的磁化曲线近似的为直线。其中为比例常数。假设电枢电流85A时，磁路饱和(为比较不同饱和电流对应的效果，饱和电

3、流可以自己改变）。试分析该电动机的工作特性和机械特性。1.2.2实验目的（1）了解并掌握串励电动机的工作特性和机械特性（2）了解磁路饱和对电动机特性的影响1.2.3实验用到的基本知识和理论（1）电动机转速、电磁转矩、电枢电流、磁化曲线等（2）串励电动机的工作特性和机械特性，电动机磁化曲线的近似处理二、实验要求及要点描述2.1单相变压器的效率和外特性曲线（1）采用屏幕图形的方式直观显示；（2）利用MATLAB编程方法或SIMULINK建模的方法实现；（3）要画出对应不同的效率曲线；（4）要画出对应阻

4、性、感性、容性三种负载性质的特性曲线，且通过额定点；（5）要给出特征性的结论。2.2串励直流电动机的运行特性（1）采用屏幕图形的方式直观显示（2）利用编程方法或MATLAB的函数调用方法实现；（3）画出串励直流电动机的运行特性和机械特性曲线；（4）给出特征性的结论。三、基本知识及实验方法描述3.1单相变压器的效率和外特性曲线3.1.1基本知识（1）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，二次侧的电压也不再是额定值，变化后的电压大小与负载电流、

5、负载性质和短路参数阻抗有关。表征该变化的物理量就是电压变化率Δu。在电机学中，电压变化率为：①式中——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的短路参数不变，负载性质发生变化，电压变化率也会发生变化，进而影响输出电压的大小，为了直观，以变压器的输出特性来表示电压变化率的变化。（2）在所有种类的电机中，变压器的效率是最高的，而且效率工作区间很宽。电机学中变压器的效率表示为：②式中P0——额定电压时的空载损耗——额定电流时的短路损耗——负载电流的

6、标幺值——变压器的额定容量——负载功率因数根据上式，就可以求出对应不同的，变压器的效率曲线了。3.1.2实验分析对于第（1）问，根据电机学知识和题中给出变压器的基本参数，直接把，，，，带入（1）式中，把，P0，，，带入式②中，就可求得额定效率和额定电压调整率。对于第（2）问，直接把P0，，，带入①式中就可以得到随的变化规律，即变压器的效率特性曲线。通过改变的值，就可以得到不同的负载功率因数对应的效率特性曲线。利用matlab中的max函数，可以得到效率的最大值及其对应的负载电流标幺值，通过公式即可

7、得到最大效率时的负载电流。第（3）问的其基本思想和第（2）问相同。3.2串励直流电动机的运行特性3.2.1基本知识<1>串励电动机的工作特性指U=时，转速n、转矩和电枢电流的关系。转速公式为：（1）转矩公式为：（2）（3）式中—电枢电流--电枢总电阻--励磁绕组总电阻--电动势常数--转矩常数--电机磁化曲线比例系数--电机一个极下的磁通量<2>串励直流电动机的机械特性指U=时，转速n和转矩的关系。转速公式为：（4）3.2.2实验分析由转速与电枢电流的公式可知，转速和电枢电流大体上成双曲线的关系。

8、当电枢电流较小时（磁路未达到饱和），如公式（2），转矩与电枢电流成平方关系；当电枢电流较大时（磁路达到饱和），如公式（3）所示，转矩与电枢电流成线性关系，总体而言，转矩与转速的关系曲线前半段为平方曲线，后半段几乎为直线。由转速与转矩公式（4）知，随着转矩增大，转速下降。四、实验源程序4.1单相变压器的效率和外特性曲线clear%单相变压器的效率曲线clcP0=47e3;%赋变压器的初值PkN=160e3;SN=2e7;I2N=1818.2;Xk=0.0725;Rk=0.008;%第