电气系统仿真

设计任务（一 一、实验目的 二、实验原理 三、实验内容 1、单相桥式整 设计任务（二 一、实验目 二、实验原 三、实验内 1、一阶直流激励RL充放电电路的研究(学号尾数为双数 2、二阶RLC直流激励下动态响应的研 3、二阶RLC交流激励下动态响应的研究（全体学生 设计任务（三 一、实验目 二、实验原 三、实验内 1、三相桥式整流电路（晶闸管）分 2、三相逆 3、buck降压电路分 4、boost升压电路分 设计任务（四 一、实验目 二、实验原 三、实验内 1、鼠笼型异步电机直接起动的研 2、绕线式异步电机转子串电阻起 1、掌 电气仿真的基本步骤2掌 中SimPowerSystems工具箱的基本建模方法3、利 在整流电路方面的仿真设计220V50HZ交流电源经变压器降压，输出交流24V50HZ是交流经单相桥式整流电路加LC100mH电感和200uF电容作用，输出电压和电流无法突变，使输出电压波形在电压20V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。设计电路图仿真结果波形（5）仿真结果分析1在变压器输出正弦波的正半极管1和二极管4二极管2和二极管3截止。在变压器输出正弦波的负半周期，二极2和二极管3二极管1二极管4截止。二极管导通时电压电流为零。2100mH电感和200uF输出电压和电流不突变。使输出电压波形在电压20V附近形成正弦脉动。1掌 中SimPowerSystems工具箱的基本建模方法2、掌 电气仿真的基本步骤3利 在一阶二阶电路变压器方面的仿真设计1、通过对电感充电放电的过程一阶直流激励RL电路进行研究2、通过对电容、电感充电放电的过程，对二阶直流激励RLC电路过3、二阶RLC交流激励下动态响应的研究4、变压器稳态运行的分1、一阶直流激励RL充放电电路的研究(学号尾数为双数（1）要求：自行设计电路，设计电路参数。自行选择所需显示的实验参数设置实验电路仿真波形（5）仿真结果分析t=0s时Beaker闭合给电感充电开始时电感储能为0，U=10V。在0Vt=0.5s时，Beaker断开dealh(由图可见电感电压反向，又因电源为直流电源，故电感上的终态电压为0V。2、二阶RLC要求：过阻尼情况（学号尾数为双数设计原理仿真波形仿真结果分析充电过程电压变化率逐渐减小后趋于0，最终趋于理论电压10V。3RLC（全体学生设计电路原理图仿真波形(3)仿真结果分析二阶RLC交流激励的动态响应电容、电感两端波形为正弦波，负析设计要求变压器（无饱和，采用线性变压器模型）的稳态分析：一台10kVA，60Hz，380V/220V单相变压器，原、副边的漏阻抗分别为：Zp=0.14+j0.22Ω,Zs=0.035+j0.055Ω,励磁阻抗Zm=30+j310Ω，负载阻抗ZL=4+j5Ω要求:利用 (a)分别计算原、副边的电流的有效值。(b)副边的负载上电压的有实验参数设置S(𝑏𝑎𝑠𝑒)= V𝑝(𝑏𝑎𝑠𝑒)= =𝑆(𝑏𝑎𝑠𝑒)= =𝑉𝑝(𝑏𝑎𝑠𝑒)=

= =0.009695291

= =0.22

=

S(𝑏𝑎𝑠𝑒)= V𝑠(𝑏𝑎𝑠𝑒)= =𝑆(𝑏𝑎𝑠𝑒)=45.45455𝐴

=𝑉𝑠(𝑏𝑎𝑠𝑒)=

= =0.007231405Ω

= =0.055=1Ω

𝑅𝑐

𝑅𝑚2+𝑅𝑚2+

=X𝑚𝑅𝑐(𝑝𝑢)=

==𝑋𝑚(𝑝𝑢)=

=变压器

设计电路图及仿真结仿真结果分析变压器为380V/220V 60HZ理论计算原副边变比为Zs=0.035+j0.055Ω,励磁阻抗Zm=30+j310Ω，负载阻抗ZL=4+j5Ω，1.70左右1掌 中SimPowerSystems工具箱的基本建模方法2、掌 电气仿真的基本步骤 1、三相桥式整流电路，晶闸管导通顺序为VT1和VT6,VT1VT2,VT2和VT3,VT3和VT4,VT4和VT5,VT5和VT6带阻感负载变化而变化。2直流侧为直流电压源交流侧输出电压波形为电流波形由负载形为，电压波形由负载的阻抗角决定。3、buck降压电路，是一个DC-DC变换器或者称为斩波电路。通PulseGenerator对开关器件的控制，实现直流-直流降压的作用4、boost升压电路，是一个DC-DC变换器或者称为斩波电路。通PulseGenerator对开关器件的控制，实现直流-直流升压的作用+串联负载分别为：R=1Ω，L=1mH。利用建立仿真模型，观察：(a)各个晶闸管的电流。(b)负载上的电流、电压。模型和设计电仿真波形α=度时的整流输出波形及晶闸管电流波形，可见整流输出电压为三相电线电压的包络线。 α=30度时的整流输出波形及晶闸管电流波形 仿真结果三相桥式整流电路，如图为触发角为0度的情况，此时，总的整30度时，整流输出电压的每一段线电压推迟30度，总的平均值降低 设计要求已知电压源电压U=(100+2位/10)V出频率50Hz。负载分别为：ZL=2+j1Ω。利用建立仿真模型，观察：负电路设计仿真波形负载电流及电压波形仿真结果分析压波形为，电流波形由负载的阻抗角决定。此时为双向 3、buck设计要求+Ω滤波电容C=0.3mF利 建立仿真模型观察的电流、电压。(b)负载上的电流、电压。模型和曲线要有标注设计电路（2）仿真波负载的电压、电流仿真结果分析 波占空比为60%,直流侧电压为104.2V，则输出电压应为0.6*104.2V=62.52V。4、boost设计要求已知直流电压源电压U=(100+学号后2位/10)V。负载为：RL=100Ω，滤波电容C=0.3mF。要求:利用建立仿真模型，观察：(a) 的电流、电压。(b)负载上的电流、电电源电压104.2V设计电路仿真波形负载的电压、电流仿真结果分析 波占空比为60%,直流侧电压为104.2V，则输出电压应为104.2/(1-0.6)=260.5V。因为 状态其两侧电压和电流波形应为近似。1掌 中SimPowerSystems工具箱的基本建模方法2、掌 电气仿真的基本步骤3利用 / 在异步电机起动等电机控制技术方面的仿设计。1交流电使其直接起动。2现异步电机的起动。鼠笼型异步电机直接起动的研设计要求：已知：三相交流电压源(线电压取值：学号单号为220V，双号为380V频率单号60Hz双号为50Hz电机械转矩T10+学号后2位/100)Nm利用建立仿真模型