三相变压器建模及仿真及MATLAB仿真

2.4.2 仿真参数介绍及波形 ................................................................................... 32 2.5 仿真三相变压器 T3 的内部故障 ................................................................... 38 2.5.1 仿真 T3 相间短路（AB 相）的模型如图 .................................................. 38 2.5.2 模型参数介绍及波形 ................................................................................... 38 2.5.3 仿真 T3 匝间短路的模型如图 .................................................................... 42 2.5.4 模型参数介绍及波形 ................................................................................... 42 第三章 变压器仿真波形分析 ............................................................................... 45 3.1 对励磁涌流进行 FFT 分析 ............................................................................. 45 3.2 对外部故障进行 FFT 分析 ............................................................................. 46 3.3 对内部故障进行 FFT 分析 ............................................................................. 47 总结 ......................................................................................................................... 49 参考文献 ................................................................................................................. 50 附录：外文翻译 1 .................................................................................................. 51 外文翻译 2 .............................................................................................................. 56 指导教师评语表 ..................................................................................................... 60

与其它变频电路相比，矩阵式变频电路具有以下特点：１）输出电压为正弦波，输出频率不受电网频率的限制。

２）输入电流也可控制为正弦波且和电压同相，功率因素为１，也可控制为需要的功率因素。

３）能量可双向流动，适用于交流电动机的四象限运行。

４）没有中间的直流环节，效率较高。

５）可现实频率、幅值、功率因素等的独立控制。

常用的三相矩阵拓扑结构如图１所示。

２　矩阵式变换器的基本原理对三相交流电压ｅα、ｅｂ、ｅｃ进行ＰＷＭ控制，假定开关频率足够高，则其输出电压Ｖα、Ｖｂ、Ｖｃ为： （１）其中Ｔｃ为一个开关周期，ｔ１、ｔ２、ｔ３等为一个开关时间内的导通时间。

其中ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３＝Ｔｃ （２）即矩阵的每行时间和为Ｔｃ。

基于ＭＡＴＬＡＢ的三相矩阵变换器的建模与仿真分析王田 钱平 上海应用技术学院电力电子与电力传动 ２００２３５１　引言近年来，出现了一种新颖的矩阵式变频电路，这种电路是直接变频电路，控制方式不是相控而是斩控方式。

由于其具有诸多理想特性成为国内外研究的热点之一。

这里我们把称为调制矩阵，并记作为Ｔ。

因此我们可以把（１）式缩写为：Ｖ＝Ｔ＊ｅ （３）根据阻感负载电流具有电流源的性质，负载电流的大小是由负载的需要决定的，在矩阵式变频电路中，９个开关的通断情况确定后，即Ｔ矩阵中各元素确定后，输入电流电流和输出电流的关系也就确定了。

实际上，其输出电流与输入电流的关系如下式： （４）可缩写为： （５）其中指输入电流矩阵，为输出电流矩阵。

为调制矩阵的转置矩阵。

对一个实际系统来说，输入电压和所需要的输出电流是已知的。

设其分别为 （６）图１ 矩阵变换器的拓扑结构图２ 双向开关封装前后图 （７）图５ 负载三相电压与电流图６ ＰＷＭ控制图图４ 矩阵变换器的三相仿真图图３ 一组双向开关封装前后图其中Ｕｉｍ、Ｉｏｍ为输入电压和输出电流的幅值；ωｉ、ωｏ为输入电压和输出电流的角频率；φｏ为相应于输出频率的负载阻抗角，这样希望的输出电压和输入电流就分别为：（８）（９）能够求得式（８）和（９）的调制矩阵Ｔ，就可得到式中所希望的输出电压和输入电流。

基于matlab的三相交流调压电路仿真与研究一、引言随着电力电子技术和控制理论的不断发展，交流调压技术在许多领域得到了广泛应用。

三相交流调压电路由于其能够实现对三相交流电的独立调节，因此在电机控制、电力质量改善以及无功补偿等方面具有重要作用。

本文旨在通过Matlab仿真研究三相交流调压电路的工作原理和性能。

二、三相交流调压电路工作原理三相交流调压电路通常采用相位控制方式，通过调节开关的导通和关断时间来改变输出电压的大小。

在三相系统中，每一相都有一个独立的调压电路，通过对每一相的独立调节，可以实现三相输出电压的平衡控制。

三、Matlab仿真环境设置Matlab是一款强大的数学计算软件，可用于电力电子系统仿真。

在Matlab中，我们首先需要设置仿真参数，包括仿真时间、采样时间、仿真算法等。

然后，我们需要构建三相交流调压电路的数学模型，并转化为Simulink模型。

四、电路模型的建立与参数设置在Simulink中，我们需要根据三相交流调压电路的工作原理，建立相应的电路模型。

这个模型应该包括电源、开关、二极管、电感和电容等元件。

然后，我们需要为这些元件设置合适的参数，以模拟实际的电路行为。

五、仿真结果分析通过运行仿真，我们可以得到输出电压的波形。

通过对这些波形的分析，我们可以了解调压电路的性能。

例如，我们可以观察输出电压的幅值、相位和频率等参数的变化情况。

六、实验验证与结果对比为了验证仿真结果的准确性，我们需要进行实验验证。

在实验中，我们需要搭建实际的三相交流调压电路，并使用示波器等设备记录输出电压的波形。

然后，我们将实验结果与仿真结果进行对比，以评估仿真的准确性。

七、结论通过以上分析和对比，我们可以得出结论：基于Matlab的三相交流调压电路仿真能够准确反映实际电路的工作情况。

这为进一步研究三相交流调压电路的性能提供了有力支持。

同时，通过仿真和实验的结合，我们可以更好地理解电路的工作原理，优化电路设计，提高系统的稳定性和可靠性。

XXXXXXX学院课程设计报告课程名称：系部：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：报告成绩：学院教学工作部制目录摘要 (3)第一章变压器介绍 (4)1.1 变压器的磁化特性 (4)1.2 变压器保护 (4)1.3 励磁涌流 (7)第二章变压器基本原理 (9)2.1 变压器工作原理 (9)2.2 三相变压器的等效电路及联结组 (10)第三章变压器仿真的方法 (11)3.1 基于基本励磁曲线的静态模型 (11)3.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 (13)3.3非线性时域等效电路模型 (14)第四章三相变压器的仿真 (16)4. 1 三相变压器仿真的数学模型 (16)4.2电源电压的描述 (20)4.3铁心动态磁化过程简述 (21)第五章变压器MATLAB仿真研究 (25)5.1 仿真长线路末端电压升高 (25)5.2 仿真三相变压器 T2 的励磁涌流 (28)5.3三相变压器仿真模型图 (34)5.4 变压器仿真波形分析 (36)结论 (40)参考文献 (41)摘要在电力变压器差动保护中，励磁涌流和内部故障电流的判别一直是一个关键问题。

文章阐述了励磁涌流的产生及其特性，利用 MATLAB 对变压器的励磁涌流、内部故障和外部故障进行仿真，对实验的数据波形分析，以此来区分故障和涌流，目的是减少空载合闸产生的励磁涌流对变压器差动保护的影响，提高保护的灵敏性。

本文在Matlab的编程环境下，分析了当前的变压器仿真的方法。

在单相情况下，分析了在饱和和不饱和的励磁涌流现象，和单相励磁涌流的特征。

在三相情况下，在用分段拟和加曲线压缩法的基础上，分别用两条修正的反正切函数，和两条修正的反正切函数加上两段模拟饱和情况的直线两种方法建立了Yd11、Ynd11、Yny0和Yy0四种最常用接线方式下三相变压器的数学仿真模型，并在Matlab下仿真实现。

通过对三相励磁涌流和磁滞回环波形分析，三相励磁涌流的特征分析，总结出影响三相变压器励磁涌流地主要因素。

三相逆变电源的在Matlab中的仿真设计摘要:本文采用MATLAB搭建仿真系统对变频电源进行系统分析。

基于Simulink做了系统仿真，并做了原理性的论证，调节器件参数比较仿真结果。

1. 引言由于计算机技术的迅速发展和广泛应用，数学模型的应用和仿真越来越普遍。

本文研究背景及意义于在MATLAB中提供了Simulink和Power Systerm Blockset工具箱，拥有一种很方便的建模环境，用户不用直接编写程序，而是通过交互命令方式建立、修改和调试模型，给电力电子技术中的各种电路的仿真提供了有利的条件，简化了仿真建模。

电力系统工具箱(Power System Blockset)，如图1-1 Block Library。

图1-1 Block Library2. MATLAB在变频器中应用及仿真框图2.1仿真框图的设计变频电源主要结构分为以下几个部分。

1. 整流器，它与单相或三相交流电源相连接，产生脉动的直流电压。

2. 中间电路，有以下三种作用：a.使脉动的直流电压变得稳定或平滑，供逆变器使用。

b.通过开关电源为各个控制线路供电。

c.可以配置滤波或保护装置以提高变频电源性能。

3. 逆变器，将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。

4. 控制电路，它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号。

图2-1为三相变频电源的仿真电路。

在仿真电路图中，双击元件，可得到各元件的属性设置。

改变各项的值，运行并通过示波器来显示各个量的变化，以便比较和研究。

在仿真环境中，用户通过简单的鼠标操作就可建立起直观的系统模型并进行仿真，能有机地将理论研究和工程实践结合在一起。

图2-1 三相变频电源的仿真电路整个仿真图由电气系统模块库中的元件搭建组成，元件的直观连接与实际的主电路相似，其中主要包括：整流环节，直流环节，逆变环节，PI调节器、坐标变换模块、SPWM产生环节。

这些元件都设置有对话框，用户可以方便的选择元件类型和设置参数。

基于matlab的三相桥式PWM逆变电路的仿真实验报告一、小组成员指导教师二、实验目的1.深入理解三相桥式PWM逆变电路的工作原理。

2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建三相桥式PWM 逆变电路的仿真框图。

3.观察在PWM控制方式下电路输出线电压和负载相电压的波形。

4.分别改变三角波的频率和正弦波的幅值，观察电路的频谱图并进行谐波分析。

三、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem五、实验模块介绍1. 正弦波，电路常用到的正弦信号模块，双击图标，在弹出的窗口中调整相关参数。

其信号生成方式有两种：Timebased和Sample based。

2. 锯齿波发生器，产生一个时基和高度可调的锯齿波序列。

块可以接受多个输入信号，3. 示波器，其模每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。

4. 关系运算符，<、>、=等运算。

源，提供一个直流电源。

5. 直流电压6. 三相RLC串联电路，电阻、电感、电容串联的三相电路，单位欧姆、亨利、法拉。

7. 电压测量，用于检测电压，使用时并联在被测电路中，相当于电压表的检测棒，其输出端“v”则输出电压信号。

8. 多路测量仪，可以接收该需要测模块的电压、电流或电压电流信号并输出。

9. IGBT/二极管，带续流二极管的IGBT模型.10 为了执行仿真其可以允许修改初始状态、进行电网稳定性分析、傅里叶分解等功能.六、实验原理三相桥式PWM逆变电路图1-1如下：图1-1三相桥式PWM逆变电路图三相桥式PWM逆变电路波形七、仿真实验内容三相桥式PWM逆变电路仿真框如图1-2所示：图1-2 三相桥式PWM逆变电路仿真框图仿真参数设置如下：三角波参数如图1-3所示：载波频率f=1kHz,周期T=1e-3s,幅值Ur=1V.图1-3三角波参数图正弦波参数，正弦信号A/B/C相位差为120，分别为0、2*pi/3、-2*pi/3，幅值都为1，如图1-4、1-5、1-6所示。

三相无源逆变器的构建及其M A T L A B仿真1逆变器1.1逆变器的概念逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。

相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，称为DC-AC变换。

这是与整流相反的变换，因而称为逆变。

1.3逆变器的分类现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。

其主要的分类方式如下：1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。

2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。

3)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。

4)…………….2 三相逆变电路三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆变网络。

图 1 三相逆变电路日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。

随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。

尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。

在一些条件苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用。

这就催生了三相逆变器的产生。

4MATLAB仿真Matlab软件作为教学、科研和工程设计的重要方针工具，已成为首屈一指的计算机仿真平台。

该软件的应用可以解决电机电器自动化领域的诸多问题。

利用其中的Simulink模块可以完成对三相无源电压型SPWM逆变器的仿真，并通过仿真获取逆变器的一些特性图等数据。

图 2 系统Simulink 仿真所示为一套利用三相逆变器进行供电的系统的Matlab仿真。

系统由一个380v的直流电源供电，经过三相整流桥整流为三相交流电,并进行SPWM 正弦脉宽调制。

图 3 三相励磁涌流波形
图 4 空载合闸 0. 1~ 0. 3s 发生短路时的励磁涌流波形
图 5 正常 运行 4. 1~ 4 . 3s发生短路时的 A 相电流波形
图 6 正常运 行 4. 1~ 4 . 3 s发生短路时的 A 相短路电流波形
通过 PSB 中 Powergu i模块中的 FFT Ana ly sis对变压器空载合闸时 A 相励磁涌流波形进行傅立叶变 换 ( FFT )分析, 仿真结果如图 7 所示。 对变压器各种运行情况下的电流波形进行 FFT 分析, 得到变压器各相电流中各谐波所占的比例数 据如表 1、 2 、 3 所示。 62
0 引言 当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时, 由于铁芯饱和会产生很大的励磁涌流, 在最不利 的情形下, 可达到正常励磁电流的上百倍 , 或者说可达到变压器额定电流的 5~ 7 倍。这一大大超过正 常励磁电流的空载合闸电流称为励磁涌流。 励磁涌流的大小和衰减时间与外加电压的相位、 铁芯中剩磁的大小和方向、 电源容量的大小、 回路 的阻抗、 变压器容量的大小和铁芯饱和程度、 铁芯的剩磁以及合闸时的相角等因素有关 。同时, 在变 压器空载合闸这一瞬变过程中 , 电流、 电压的波形也会发生畸变, 产生谐波; 在一定的条件下, 还可能会 引起电力系统谐振, 产生过电压。 本文利用 MATLAB 软件 , 在变压器各种运行情况下进行计算机仿真, 并对所产生励磁涌流的特点 进行分析。 1 MATLAB /PSB 简介 MATLAB 是 M athwo rk 公司推出的一套高效率的数值计算和可视化软件, 适用于多种学科的大型仿
图 2 三 相变压器短路故障模型
3 仿真结果及分析 3 . 1 仿真结果 仿真采用可变步长连续算法中的 ode15s数字积分方式, 仿真时间为 0 . 5s, 仿真参数参考文献 [ 4]。 61

三相变压器励磁涌流的MATLAB仿真与分析作者：孙浩黄巍窦增来源：《电脑知识与技术》2015年第27期摘要：在Simulink仿真平台上建立三相变压器励磁涌流仿真模型，对变压器空载合闸投入和外部故障切除后两种情况进行仿真，得出励磁涌流波形，并对其进行快速傅里叶变换（FFT），验证了励磁涌流的波形特点，仿真结果与理论相一致，表明MATLAB软件具有强大的仿真功能，是变压器保护研究和理论教学非常重要的工具。

关键词：变压器；励磁涌流；MATLA中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）28-0182-02Simulation and Analysis for Magnetizing Inrush Current of Three Phase Power Transformer by MATLABSUN Hao1， HUANG Wei2，DOU Zeng3（1. College of Information and Control Engineering， Jilin Institute of Chemical Technology，Jilin 132022，China；2. Changchun Power Supply Company ， Jilin Electric Power Co. Ltd. ，Changchun 130021，China； 2. Information & Telecommunication Company ， Jilin Electric Power Co. Ltd. ，Changchun 130021，China ）Abstract： Magnetizing inrush current model of three phase transformer was established on the simulation platform ，in the two cases of no-load input and removed external fault， inrush current waveforms were obtained ， and which were carried out the Fast Fourier Transform ， and wave shape characteristics of magnetizing inrush current were verified， The simulation results are consistent with the theoretical analysis， and the simulation shows that the software of MATLAB is a good tool to be used to transformer protection research and theoretical teaching.Key words： transformer；magnetizing inrush current；MATLAB变压器励磁涌流是变压器在电压突然增加情况下，如空载投入或外部故障切除后电压恢复时，此暂态过程中变压器可能会严重饱和，所产生的很大的暂态励磁电流[1]。

学海无涯
研究生课程论文
（2014—2015 学年第 1 学期）
课程名称： 电力系统运行与控制
课程类型：
专业课
授课教师：
学 时： 36 学 分： 2.0
论文得分 批阅人签字 批阅意见：
论文题目 基于 MATLAB 的三相短路仿真与分析 姓名：
学号：
年级：
专业：
电气工程
学院：
电气学院
注意事项：
1、 以上各项由研究生本人认真填写； 2、 研究生课程论文应符合一般学术规范，具
1
学海无涯
目录
绪论 ..............................................................................................................1 第一章 供电系统仿真模型建立 .................................................................2
在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单 相接地短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状 态。其他类型的短路都不是对称短路。
电力系统的运行经验表明，在各类类型的短路中，单相短路占大多数，两相短 路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给以足 够的重视。况且，从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量 法后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的研究是有其重要意义的。
kim −1 2
=
Im 2
1+ 2(kim −1)2
短路电流的最大有效值主要用于检验开关电器等设备切断短路电流的能力。

三相桥式电压型逆变器电路的建模与仿真实验摘要：本文在对三相桥式电压型逆变电路做出理论分析的基础上，建立了基于MATLAB的三相桥式电压型逆变电路的仿真模型并对其进行分析与研究，用MATLAB 软件自带的工具箱进行仿真，给出了仿真结果，验证了所建模型的正确性。

关键词：逆变；MATLAB；仿真第一章概述1.1电力电子技术顾名思义，可以粗略地理解，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。

通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。

电力电子技术中所变换的"电能"和"电力系统"所指的"电力"是有一定差别的。

两者都指"电能"，但后者更具体，特指电力网的"电力"，前者则更一般些。

具体地说，电力电子技术就是对电能进行变换和控制的电子技术。

更具体一点，电力电子技术是通过对电子运动的控制对电能进行变换和控制的电子技术。

其中，用来实现对电子的运动进行控制的器件叫电力电子器件。

目前所用的电力电子器件均由半导体材料制成，故也称电力半导体器件。

电力电子技术所变换的"电力"，功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦，也可以小到数瓦甚至是毫瓦级。

信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换，这是二者本质上的不同。

1.2电力电子技术的应用（1）一般工业中，采用电力电子装置对各种交直流电动机进行调速，一些对调速性能要求不高的大型鼓风机近年来也采用变频装置以达到节能的目的，除此之外，有些对调速没有特别要求的电机为了避免启动时的电流冲击而采用软启动装置，这种软启动装置也是电力电子装置。

电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水以及电镀装置均需要大容量整流电源。

电力电子产品还大量应用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

XXXXXXX学院课程设计报告课程名称：系部:专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间:报告成绩：111第二章变压器基本原理 (9)2.1 变压器工作原理 (9)2.2 三相变压器的等效电路及联结组 (10)第三章变压器仿真的方法 (11)3。

1 基于基本励磁曲线的静态模型 (11)3.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 (13)3。

3非线性时域等效电路模型 (14)第四章三相变压器的仿真 (16)4. 1 三相变压器仿真的数学模型 (16)4。

2电源电压的描述 (20)4.3铁心动态磁化过程简述 (21)第五章变压器MATLAB仿真研究 (25)5。

1 仿真长线路末端电压升高 (25)5。

2 仿真三相变压器 T2 的励磁涌流 (28)5.3三相变压器仿真模型图 (34)5。

4 变压器仿真波形分析 (36)结论 (40)参考文献 (41)摘要在电力变压器差动保护中，励磁涌流和内部故障电流的判别一直是一个关键问题。

文章阐述了励磁涌流的产生及其特性,利用 MATLAB 对变压器的励磁涌流、内部故障和外部故障进行仿真，对实验的数据波形分析，以此来区分故障和涌流,目的是减少空载合闸产生的励磁涌流对变压器差动保护的影响，提高保护的灵敏性.本文在Matlab的编程环境下，分析了当前的变压器仿真的方法.在单相情况下，分析了在饱和和不饱和的励磁涌流现象，和单相励磁涌流的特征。

在三相情况下，在用分段拟和加曲线压缩法的基础上,分别用两条修正的反正切函数，和两条修正的反正切函数加上两段模拟饱和情况的直线两种方法建立了Yd11、Ynd11、Yny0和Yy0四种最常用接线方式下三相变压器的数学仿真模型，并在Matlab下仿真实现.通过对三相励磁涌流和磁滞回环波形分析，三相励磁涌流的特征分析，总结出影响三相变压器励磁涌流地主要因素。

最后，分析了两种方法的优劣，建立比较完善的变压器仿真模型。

关键字: 变压器;差动保护；励磁涌流；内部故障；外部故障；波形分析；仿真；数学模型第一章变压器介绍1.1 变压器的磁化特性初始磁化曲线当电流从 0 逐渐增加,线圈中的磁场强度 H 也随之增加,这样就可以测出若干组 B,H 值.以 H 为横坐标，B 为纵坐标,画出 B 随 H 的变化曲线，这条曲线称为初始磁化曲线. 当 H 增大到某一值后，B 几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化状态为磁饱和状态。

变 压 器 是 电力 系 统 的 重 要 组 成 部 分 ．它 的 电磁 特 性 影 响 着 整个 电力 系统 的性 能 和 正 常 运行 变压 器铁 心饱 和 状 态 的 研 究 是 变 压 器 分 析 故 障 的 关 键 ．因 此 考 虑 铁 心 饱 和 特 性 的变 压 器仿 真模 型 的建立 与特 性分 析十分 必要 ．并 给 变压 器设 计 以 及 变压 器继 电保 护装 置提 供可靠 的参 考依 据 ．具有 重 要意 义 。
一 、 二 次 绕 组 磁 链 的 端 电压 方 程 为 ：
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Ｘ２ 口
磁 链 的 饱 和 值 和非 饱 和 值 的关 系 及 饱 和 值表 达式 ：
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一 三 相 变 压 器 数 学 建 模 、
为 了 对 变 压 器 的 非 线 性 特 性 的 各 种 状 态 进 行 较 准 确 的 数 字 仿 真 ．本 设 计 对 三 相 双 绕 组 变 压 器 模 型 采 用 一 、二 次 侧 绕 组 磁 链 作 为状 态 变 量 ．考 虑 铁 心 饱 和 因素 。建 立 了 一 种 仿 真 模 型

四.课程设计项目名称：利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真（一）.课题分析：（包括软件介绍）1.课题设计原理：Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。

用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。

新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上的，因此语法特征与C++语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。

使之更利于非计算机专业的科技人员使用。

而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。

2.设计的任务：利用MATLAB软件完成变压器及电机仿真参考《MATLAB电机仿真精华50例》（1）、进行变压器空载运行仿真设计（必选）（2）、进行变压器负载运行仿真设计（3）、进行直流电动机的转矩特性仿真设计（4）、进行直流电动机的机械特性仿真设计（5）、进行直流电动机的起动仿真设计（6）、进行直流电动机的调速仿真设计（必选）（7）、进行直流电动机的制动仿真设计（8）、进行三相异步电动机的机械特性仿真设计（9）、进行三相异步电动机的起动仿真设计（10）、进行三相异步电动机的调速仿真设计（11）、进行三相异步电动机的反转仿真设计（12）、进行三相异步电动机的制动仿真设计3.设计的要求：（1）.基本要求：（1）完成变压器空载运行仿真设计（2）完成直流电动机的机械特性仿真设计（3）完成直流电动机的起动仿真设计（4）完成直流电动机的调速仿真设计（5）完成直流电动机的制动仿真设计（6）完成三相异步电动机的机械特性仿真设计（7）完成三相异步电动机的起动仿真设计（8）完成三相异步电动机的调速仿真设计（9）完成三相异步电动机的反转仿真设计（10）完成三相异步电动机的制动仿真设计（11）完成直流电动机的反转仿真设计4.技术要求：（1）程序设计完整（2）程序运行正确5.拓展部分：（1）进行三相异步电动机的起动仿真设计（2）进行三相异步电动机的反转仿真设计（3）进行三相异步电动机的调速仿真设计（二）.设计电路图及分析1.变压器空载运行仿真设计2.直流电动机的调速仿真设计他励3. 直流电动机的调速仿真设计串励-7.4-7.2-7wm-4.8-4.78-4.76x 10-3ra-4.8-4.78-4.76x 10-3If9.659.79.759.89.859.99.951011.1x 10-4Te4. 直流电动机的调速仿真设计并励5.变压器负载运行仿真设计-4.5-4wm-1.698-1.697-1.696ra-4.1666-4.1666-4.1665-4.1665x 10-3If9.659.79.759.89.859.99.9510789x 10-3Te6.三相异步电动机的起动仿真设计0204060801000.0290.030.0310.0320.0330.0340.035-0.15-0.1-0.05-2000200-2000200400-0.200.20.40.600.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1-50050Te。

本科毕业论文(设计)题目：基于Matlab的三相交流调压电路的设计与仿真学院：_____自动化工程学院_____专业：___电气工程及其自动化___姓名：_________________指导教师：____________________2013年5月28日Matlab-based three-phase AC voltage regulator circuit design andsimulation摘要论文叙述了交流调压电路的发展，介绍了组成交流调压电路的基本器件——晶闸管并分析了其结构与特性。

介绍了交流调压电路的几种类型，分析了交流调压电路的原理，并在对三相交流调压电路工作原理分析的基础上，建立了基于MATLAB的三相交流调压电路的仿真模型，并对其进行了仿真分析和研究，通过仿真分析验证了所建模型的正确性。

关键词晶闸管MATLAB 交流调压仿真AbstractThe development of the AC regulation circuit is descriped in the passage and the basic apparatus that form the AC regulation circuit—Thyrister is introduced,the frame and the characteristic of the Thyrister is discussed either. Then the several types of the AC regulation has been introduced. The basic principle of the AC regulating circuit is explained in this passage. At the base of researching the operating principle of Three-Phase AC V oltage Regulation system,the model of system is presented in MATLAB environment. The corresponding simulation and research are done. It proved that the model of Three-Phase AC regulation circuit is correct.Keywords thyrister MATLAB AC—regulation simulation目录第1章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 晶闸管交流电力控制器的研究意义及用途 (2)1.3 晶闸管交流调压电路发展动向与展望 (3)1.4 本文研究的主要内容 (3)第2章交流调压电路简介 (4)2.1 电路器件—晶闸管简介 (4)2.1.1 晶闸管的结构与工作原理 (4)2.1.2 晶闸管的主要参数 (5)2.2 单相交流调压电路 (5)2.2.1 单相交流调压电路原理 (5)2.2.2 单相交流调压电路的分析 (6)2.3 三相交流调压电路的原理与分析 ..................................................... 错误!未定义书签。

三相交流调压电路仿真设计
一、实验目的
熟悉三相交流调压电路的特性。

二、实验设备
Simulink
三、实验设计
根据任一时刻导通晶闸管个数及半个周波内电流是否连续，可将0°-150°的移相范围分为如下三段:
(1)0°≤ a < 60°：电路处于三管导通与两管导通交替，每管导通180°－a 。

但
a =0°时是一种特殊情况，一直是三管导通。

(2)60°≤ a < 90°：任一时刻都是两管导通，每管的导通角都是120°。

(3)90°≤ a < 150°：电路处于两管导通与无晶闸管导通交替状态，每个晶闸管导通角为300°－2a。

而且这个导通角被分割为不连续的两部分，在半周波内形成两个断续的波头，各占150°－a。

四、实验内容
1．实验原理图(MATLAB)
2.实验结果仿真图
利用晶闸管设计三相交流调压电路，这种电路性能优越，很好的实现一种交流电到交流电的变换。

随着控制角α的不同，结果也不同。

由于电感有储能作用，电阻负载和阻感负载相比较，结果不同，且电感大时，谐波电流的含量要小一些。

因此，三相交流调压电路是通过控制一个周期内的导通角来实现调压功能的，它与交流调功电路不同，调功电路是通过改变通态周期数和断态周期数的比，可以方便的调节输出功率的平均值。

五、实验心得
本次实验是通过matlab对三相交流调压电路的仿真，本此实验与前面基本一样，都是通过基本的画图与器件的参数调节已达到预期的结果；通过本次试验我熟悉了三相交流调压电路的特性。