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PAGEPAGE4實(shí)驗(yàn)一熟悉Matlab仿真集成工具(2學(xué)時(shí))一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉Matlab的仿真集成工具Simulink和電力仿真系統(tǒng)simpowersystem的功能和使用方法,鍛煉該軟件的使用能力,總結(jié)使用技巧和方法,提高使用水平;2.熟悉Simpowersystem的功能模塊,靈活運(yùn)用。二.實(shí)驗(yàn)要求1.熟悉Matlab的仿真集成工具Simulink的使用方法;2.熟悉電力仿真系統(tǒng)(simpowersystem)的各個(gè)模塊模型庫(kù);3.熟悉電力電子器件模型;4.熟悉變壓器和電動(dòng)機(jī)模型。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.熟悉新建空白設(shè)計(jì)區(qū)的方法;①在MATLAB指令窗口輸入“c”后按回車(chē)鍵;②在MATLAB指令窗口選擇菜單命令File/New/Modle;③按工具欄中的“Simulink”按鈕。以上三種方法均可進(jìn)入SimulinkBrowser,然后再按工具欄中的“空白”按鈕即可。2.熟悉SimulinkBrowser中的子目錄和simpowersystemBlockset;3.熟悉ElectricalSources、Elements、Machines、PowerElectronics、Connectors、Measurements、ExtraLibrary中的功能模塊;4.熟悉Simulink窗口的主菜單File、Edit、View、Simulation、Format、Tools;熟悉Simulink窗口的工具欄;電力電子波形圖的繪制。單相半波不控整流電路,已知交流電源電壓220V,負(fù)載電阻為2歐姆。畫(huà)出交流電源電壓、整流輸出電壓和電流的波形。RRidUdVs圖1-1單相半波不控整流電路MATLAB命令窗口鍵入命令如下:1>>V=220;%交流電壓有效值2>>R=2;%電阻值3>>dth=pi/360;%導(dǎo)通角增量4>>th=0:dth:2*pi;%一周期中導(dǎo)通角5>>vs=V*sqrt(2)*sin(th);%交流電壓6>>ud=vs.*(vs>=0);%整流輸出電壓7>>id=ud/R;%整流輸出電流8>>plot(th,vs),hold%畫(huà)交流電壓波形Currentplotheld9>>plot(th,ud,th,id)%畫(huà)整流電壓電流波形模型文件命名并存盤(pán)。四.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果RLC串聯(lián)回路參數(shù)修改交流電壓源參數(shù)修改RLC串聯(lián)回路參數(shù)修改交流電壓源參數(shù)修改其他參數(shù)修改較為容易不再敘述仿真參數(shù)修改:四.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出單相橋式整流電路的電路原理圖,并分析其工作原理。實(shí)驗(yàn)三三相橋式全控整流的電路仿真(2學(xué)時(shí))一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉Matlab的仿真集成工具Simulink和電力系統(tǒng)SimPowerSystems的功能和使用方法,鍛煉該軟件的使用能力,總結(jié)使用技巧和方法,提高使用水平;2.熟悉三相橋式全控整流電路的工作原理。4.熟悉matlab中的三相橋仿真模塊的參數(shù)修改。熟悉SimPowerSystems的功能模塊,靈活運(yùn)用,舉一反三練習(xí)。二.實(shí)驗(yàn)要求1.熟悉Matlab的電力系統(tǒng)仿真集成工具SimPowerSystems的使用方法;2.根據(jù)實(shí)際電路建立仿真模型;3.進(jìn)行參數(shù)設(shè)置;4.獨(dú)立完成仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟(一)新用到的元件提取路徑:SimPowerSystems/Elements/Three-phaseTransformer(TwoWindings)SimPowerSystems/ExtraLibrary/Measurements/Three-PhaseV-IMeasurementSimPowerSystemss/ExtraLibrary/Three-PhaseLibrary/6–pulsethyristorbridgeSimPowerSystemss/ExtraLibrary/Measurements/RMSSimPowerSystems/ExtraLibrary/ControlBlocks/Synchronized6-PulseGeneratorSimulink/Sources/ConstantSimPowerSystems/Measurements/VoltageMeasurementSimPowerSystems/connectors/Ground(output)其他元件的提取路徑在上一次實(shí)驗(yàn)講義中已經(jīng)介紹過(guò)了,這里不在重復(fù)。將這些元件按照如下的圖進(jìn)行連接:(二)參數(shù)的修改:降壓變壓器的參數(shù)修改同步變壓器的參數(shù)修改V-I測(cè)量器的參數(shù)修改同步六脈沖觸發(fā)器的參數(shù)修改三相交流電壓源的參數(shù)修改:分別將ua、ub、uc參數(shù)中的Phase(deg)(相位)修改為0、-120、-240。峰值(Peakamplitude)和頻率(Frequency)分別改為311、50。萬(wàn)用表(Multimeter)選擇RL兩端的電壓、電流。負(fù)載Rl為純電阻電路:RL=5(三)仿真:將仿真周期設(shè)為0.8s。采用ode15s(stiff/NDF)算法開(kāi)始仿真。將常量(Constant)改為60,觀察在60度脈沖觸發(fā)時(shí)的波形。四.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出單相橋式整流電路的電路原理圖,并分析其工作原理。實(shí)驗(yàn)四三相橋式正弦波脈寬調(diào)制變頻電路仿真(2學(xué)時(shí))一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉Matlab的仿真集成工具Simulink和電力系統(tǒng)SimPowerSystems的功能和使用方法,鍛煉該軟件的使用能力,總結(jié)使用技巧和方法,提高使用水平;2.熟悉三相橋式正弦波脈寬調(diào)制變頻電路結(jié)構(gòu)原理;熟悉SimPowerSystems的功能模塊,靈活運(yùn)用,舉一反三練習(xí)。二.實(shí)驗(yàn)要求1.熟悉Matlab的電力系統(tǒng)仿真集成工具SimPowerSystems的使用方法;2.獨(dú)立建立仿真模型;3.進(jìn)行參數(shù)設(shè)置;4.獨(dú)立完成仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟(一)新用到的元件提取路徑:SimPowerSystems/ExtraLibrary/DiscreteControlBlocks/Discrete1-phasePLLSimPowerSystems/ExtraLibrary/DiscreteControlBlocks/Discrete3-phasePWMGeneratorSimPowerSystems/ExtraLibrary/DiscreteControlBlocks/Discrete3-phaseProgrammableSourceSimPowerSystems/PowerElectronics/Three-LevelBridgeSimPowerSystems/ExtraLibrary/Three-PhaseLibrary/Three-phaseLinearTransformer12-terminalsSimPowerSystems/Elements/3-PhaseParallelRLCLoadSimulink/SignalRouting/BusCreatorSimPowerSystems/Connectots/BusBar(thinhoriz)Simulink/Sinks/Terminator模塊簡(jiǎn)介:Terminator終端設(shè)備BusCreator用于將多路信號(hào)在同一個(gè)示波器界面上顯示。將“Numberofinputs”將“Numberofinputs”修改為“3”雙擊示波器scope由于本次試驗(yàn)的模型將會(huì)輸出大量的脈動(dòng)波形,這時(shí)需要修改示波器參數(shù):雙擊示波器,然后再單擊圖標(biāo),打開(kāi)示波器修改參數(shù)。單擊Datahistory(數(shù)據(jù)歷史)將Limitdatapointtolast(極限數(shù)據(jù)點(diǎn))修改為“500000”下一個(gè)實(shí)驗(yàn)也是這樣修改,將不在重復(fù)。將這些元件按照如下圖進(jìn)行連接將這些元件按照如下圖進(jìn)行連接:參數(shù)修改:DiscreteVirtualPLL參數(shù)設(shè)置Discrete3-phaseProgrammableSource參數(shù)設(shè)置DiscreteVirtualPLL參數(shù)設(shè)置Discrete3-phaseProgrammableSource參數(shù)設(shè)置數(shù)學(xué)模型圖中的兩個(gè)(Three-LevelBridge)參數(shù)設(shè)置一樣。Three-LevelBridge參數(shù)設(shè)置Discrete3-phasePWMGenerator參數(shù)設(shè)置Three-LevelBridge參數(shù)設(shè)置Discrete3-phasePWMGenerator參數(shù)設(shè)置RLC并聯(lián)負(fù)載參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置三相線(xiàn)性12終端變壓器參數(shù)設(shè)置RLC并聯(lián)負(fù)載參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置三相線(xiàn)性12終端變壓器參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置點(diǎn)擊示波器Scope可以看到三相正弦波脈寬調(diào)制變頻電路在三角載波信號(hào)和正弦信號(hào)作用下的直流輸入與交流輸出之間的波形。四.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果:設(shè)置仿真時(shí)間為:0.1s、采用ode23s(stiff/Mod.Rosenbrock)算法。我們可以通過(guò)雙擊:Discrete3-phasePWMGenerator(離散三相PWM發(fā)生器)修改:Switchingratio:choppingfrequency/outputfrequency項(xiàng)參數(shù)觀察輸出波形的變化。分析電路的工作原理,并畫(huà)出電路圖。實(shí)驗(yàn)五晶閘管開(kāi)環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)(2學(xué)時(shí))一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉Matlab的仿真集成工具Simulink和電力系統(tǒng)SimPowerSystems的功能和使用方法,鍛煉該軟件的使用能力,總結(jié)使用技巧和方法,提高使用水平;2.熟練掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理3.熟練掌握,電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。熟悉SimPowerSystems的電動(dòng)機(jī)模型的參數(shù)調(diào)整,靈活運(yùn)用,舉一反三練習(xí)。二.實(shí)驗(yàn)要求1.熟悉Matlab的電力系統(tǒng)仿真集成工具SimPowerSystems的使用方法;2.獨(dú)立建立仿真模型;3.進(jìn)行參數(shù)設(shè)置;4.獨(dú)立完成仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟電機(jī)模塊簡(jiǎn)介:直流電機(jī)模塊(DCMachine),F(xiàn)+和F-是直流電機(jī)勵(lì)磁繞組的連接端,A+和A-是電機(jī)電樞繞組的聯(lián)結(jié)端,TL是電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的輸入端。m端用于輸出電機(jī)的內(nèi)部變量和狀態(tài),在該端可以輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵(lì)磁電流和電磁轉(zhuǎn)矩四項(xiàng)參數(shù)。本次試驗(yàn)采用的直流電動(dòng)機(jī)電樞電阻和電感(Armatureresistanceandinductance)為[0.21 0.0021],勵(lì)磁電阻和電感(Fieldresistanceandinductance)為[146.7 0],勵(lì)磁和電樞互感(Field-armaturemutualinductance)為0.84,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Totalinertia)為0.572,粘滯摩擦系數(shù)(Viscousfrictioncoefficient)為0.01,庫(kù)侖摩擦轉(zhuǎn)矩(Coulombfrictiontorque)為1.9,初始角速度(initialspeed)為0.1。元件封裝模塊(Subsystem),用來(lái)封裝一些原件,本次實(shí)驗(yàn)中是將同步六脈沖觸發(fā)器封裝在了元件封裝模塊里面。新用到的元件提取路徑:SimPowerSystems/Machines/DCMachineSimPowerSystems/PowerElectronics/UniversalBridgeSimulink/Ports&Subsystems/Subsystem將這些元件按照如下圖形進(jìn)行連接:晶閘管直流調(diào)速仿真模型同步六脈沖觸發(fā)器封裝模塊內(nèi)部連接圖參數(shù)修改:階躍信號(hào)參數(shù)修改簡(jiǎn)介:S階躍信號(hào)參數(shù)修改簡(jiǎn)介:Steptime:跳變時(shí)間。Initialvalue:最初值(跳變前的輸出值)Finalvalue:最終值(跳變后的輸出值)Sampletime:取樣時(shí)間直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置同步六脈沖觸發(fā)器參數(shù)設(shè)置其他參數(shù)修改:勵(lì)磁電源:220V,平波電抗器:15mH,電源電壓:分別將ua、ub、uc參數(shù)中的Phase(deg)(相位)修改為0、-120、-240。峰值(Peakamplitude)和頻率(Frequency)分別改為311、5

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