電氣系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)2013-s

1、1/100電氣系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)輪機(jī)工程學(xué)院輪機(jī)工程學(xué)院 2012.122/100本課程設(shè)計(jì)的主要目的 掌握Matlab/Simulink 電氣仿真的基本步驟 利用Matlab/Simulink 在基本電路與磁路、電力電子技術(shù)、電氣傳動(dòng)等方面的仿真設(shè)計(jì)日程安排：日程安排：共共5天，其中上機(jī)天，其中上機(jī)3天，寫(xiě)報(bào)告天，寫(xiě)報(bào)告2天。天?？己朔绞剑簝?yōu)、良、中、及格、不及格?？己朔绞剑簝?yōu)、良、中、及格、不及格。其中上機(jī)60%，報(bào)告40%。3/100本課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與基本要求 聽(tīng)課聽(tīng)課: 掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法

2、獨(dú)立完成：獨(dú)立完成：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì) 獨(dú)立完成：獨(dú)立完成：幾種典型的變流電路的仿真設(shè)計(jì) 獨(dú)立完成：獨(dú)立完成：交、直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì) 總結(jié)上述設(shè)計(jì)內(nèi)容，完成設(shè)計(jì)報(bào)告4/100第一章第一章 Matlab/Simulink 中中SimPowerSystems工具箱簡(jiǎn)介工具箱簡(jiǎn)介第一節(jié)第一節(jié) 基本操作基本操作一、進(jìn)入一、進(jìn)入Matlab及及Simulink 兩種方法：兩種方法：1、雙擊桌面上的快捷圖標(biāo)、雙擊桌面上的快捷圖標(biāo) 5/100一、一、 進(jìn)入進(jìn)入Matlab及及Simulink 兩種方法：兩種方法：2、從、從“開(kāi)始開(kāi)始”“”“程序程序”菜單中菜單中 6/100進(jìn)入進(jìn)入Simulink

3、7/100Simulink中已經(jīng)安裝的中已經(jīng)安裝的各種工具箱各種工具箱8/100電力系統(tǒng)各種工具箱電力系統(tǒng)各種工具箱基本基本Simulink模塊模塊本次課程設(shè)計(jì)主要涉及的兩個(gè)部分本次課程設(shè)計(jì)主要涉及的兩個(gè)部分9/100Simulink中包括的模塊中包括的模塊10/100電力系統(tǒng)各種工具箱中電力系統(tǒng)各種工具箱中所包含的各種模塊所包含的各種模塊11/100二、根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路搭建模型二、根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路搭建模型建模的基本步驟：建模的基本步驟：1、建立一個(gè)新的空白的、建立一個(gè)新的空白的Simulink文件（文件（.mdl）2、從相應(yīng)的元件庫(kù)中選元件、從相應(yīng)的元件庫(kù)中選元件3、聯(lián)線、聯(lián)線4、設(shè)置參數(shù)、

4、設(shè)置參數(shù)5、運(yùn)行模型、運(yùn)行模型下面以一個(gè)單相半波整流電路為例進(jìn)行下面以一個(gè)單相半波整流電路為例進(jìn)行建模與仿真研究建模與仿真研究12/100（1）建立一個(gè)新的空白的）建立一個(gè)新的空白的Simulink文件（文件（.mdl）1234默認(rèn)的保默認(rèn)的保存路徑存路徑保存的文保存的文件名件名13/100當(dāng)前路徑當(dāng)前路徑當(dāng)前路徑當(dāng)前路徑的文件的文件設(shè)置當(dāng)前路徑設(shè)置當(dāng)前路徑14/100建立一個(gè)新的空白的建立一個(gè)新的空白的Simulink文件（文件（）15/100（2）從）從“Electrical Sourcs（電源）（電源）”庫(kù)中選電源庫(kù)中選電源所有電所有電源模塊源模塊對(duì)所選模塊的解釋對(duì)所選模塊的解釋16/1

5、00選中所需電源，添加到新的選中所需電源，添加到新的Example1.mdl模型中：模型中： 方法方法1：直接拖曳。：直接拖曳。17/100方法方法2：右鍵單擊：右鍵單擊18/10019/100（3）從）從“Power Electronics（電力電子器件）（電力電子器件）”庫(kù)庫(kù)中選各種電力開(kāi)關(guān)等器件中選各種電力開(kāi)關(guān)等器件二極管二極管IGBTMOSFET20/10021/100雙擊雙擊選擇選擇22/10023/100（4）從）從“Elements（元件）（元件）”庫(kù)中選各種元器件庫(kù)中選各種元器件RLC 并聯(lián)支路并聯(lián)支路RLC 并聯(lián)負(fù)載并聯(lián)負(fù)載RLC 串聯(lián)支路串聯(lián)支路RLC 串聯(lián)負(fù)載串聯(lián)負(fù)載斷路

6、器斷路器24/100右鍵右鍵25/10026/10027/100（5）為了觀測(cè)電壓和電流波形，需要選擇電壓電流）為了觀測(cè)電壓和電流波形，需要選擇電壓電流測(cè)量模塊測(cè)量模塊電流測(cè)量電流測(cè)量模塊模塊電壓測(cè)量電壓測(cè)量模塊模塊28/10029/100輸出：二極管的電輸出：二極管的電壓和電流壓和電流30/100（6）、在）、在Simulink庫(kù)中選擇庫(kù)中選擇Scope（示波器）來(lái)觀測(cè)（示波器）來(lái)觀測(cè)電壓和電流波形。電壓和電流波形。示波器示波器模塊模塊31/10032/100若想在通過(guò)一個(gè)示波器觀測(cè)多路信號(hào)的波形，比若想在通過(guò)一個(gè)示波器觀測(cè)多路信號(hào)的波形，比如說(shuō)如說(shuō)4路信號(hào)，可以如下設(shè)置：路信號(hào)，可以如下設(shè)

7、置：信號(hào)的信號(hào)的數(shù)目數(shù)目33/100數(shù)據(jù)大小的限制數(shù)據(jù)大小的限制不想限制，去掉復(fù)選框不想限制，去掉復(fù)選框34/100（7）從）從“Elements（元件）（元件）”庫(kù)中選庫(kù)中選 “地地”“地地”35/100信號(hào)分解模塊信號(hào)分解模塊（8）測(cè)量信號(hào)的分離：該模塊在）測(cè)量信號(hào)的分離：該模塊在Simulink庫(kù)中的庫(kù)中的“Commonly Used Blocks”中中36/100有時(shí)候會(huì)將幾個(gè)波有時(shí)候會(huì)將幾個(gè)波形放在一起以進(jìn)行形放在一起以進(jìn)行對(duì)比，會(huì)需要對(duì)比，會(huì)需要“信信號(hào)合成模塊號(hào)合成模塊”37/100（9）連線以完成模型）連線以完成模型左鍵拖曳左鍵拖曳右鍵拖曳右鍵拖曳38/100（10）各元件的參

8、數(shù)設(shè)置：?jiǎn)螕粼撛蜷_(kāi)元件屬）各元件的參數(shù)設(shè)置：?jiǎn)螕粼撛蜷_(kāi)元件屬性對(duì)話框進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。性對(duì)話框進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。電壓源參數(shù)電壓源參數(shù)設(shè)置對(duì)話框設(shè)置對(duì)話框電壓源電壓幅電壓源電壓幅值值(最大值最大值)電壓源電壓初電壓源電壓初始相位始相位電壓源電壓頻率電壓源電壓頻率39/100二極管參數(shù)二極管參數(shù)設(shè)置對(duì)話框設(shè)置對(duì)話框可以暫時(shí)先可以暫時(shí)先取默認(rèn)值取默認(rèn)值用來(lái)測(cè)量二極用來(lái)測(cè)量二極管的電壓和電管的電壓和電流流(觀察一下去觀察一下去掉掉“”后模后模塊的變化塊的變化)40/100RL支路參數(shù)設(shè)支路參數(shù)設(shè)置對(duì)話框置對(duì)話框設(shè)置設(shè)置R值值設(shè)置設(shè)置L值值41/100（11）仿真運(yùn)行參數(shù)設(shè)置）仿真運(yùn)行參數(shù)設(shè)置單擊單擊4

9、2/100仿真開(kāi)仿真開(kāi)始時(shí)間始時(shí)間仿真結(jié)仿真結(jié)束時(shí)間束時(shí)間其他的暫時(shí)取其他的暫時(shí)取默認(rèn)的參數(shù)默認(rèn)的參數(shù)43/100（12）運(yùn)行仿真模型）運(yùn)行仿真模型單擊該單擊該“運(yùn)行按鈕運(yùn)行按鈕”44/100雙擊該模塊，觀察結(jié)果雙擊該模塊，觀察結(jié)果（13）觀察運(yùn)行結(jié)果）觀察運(yùn)行結(jié)果45/100（a）阻性負(fù)載情況下）阻性負(fù)載情況下顯示的曲線不合適時(shí)，單擊此按鈕顯示的曲線不合適時(shí)，單擊此按鈕46/100(b)感性負(fù)感性負(fù)載情況下載情況下47/100感性感性負(fù)載負(fù)載阻性阻性負(fù)載負(fù)載48/100單擊該模塊默認(rèn)的單擊該模塊默認(rèn)的名字然后輸入自己名字然后輸入自己取的名字取的名字一些提醒：一些提醒：1、每個(gè)模塊的名字可根據(jù)

10、需要進(jìn)行修改、每個(gè)模塊的名字可根據(jù)需要進(jìn)行修改49/100雙擊連線，然雙擊連線，然后輸入名字后輸入名字一些提醒：一些提醒：2、連線的名字的標(biāo)記、連線的名字的標(biāo)記50/100連線的標(biāo)注反映到連線的標(biāo)注反映到示波器曲線的標(biāo)注示波器曲線的標(biāo)注一些提醒：一些提醒：3、示波器曲線的標(biāo)注、示波器曲線的標(biāo)注如果示波器曲線中沒(méi)如果示波器曲線中沒(méi)有標(biāo)注，點(diǎn)此圖標(biāo)，有標(biāo)注，點(diǎn)此圖標(biāo)，然后按然后按“Apply”鍵鍵51/100一些提醒：一些提醒：4、可以通過(guò)幫助文件了解模塊的使用方法、可以通過(guò)幫助文件了解模塊的使用方法a.右鍵單右鍵單擊該模塊擊該模塊b. 單擊單擊help52/100 c.于是可以得到該模塊的內(nèi)容介

11、紹，如下圖所示于是可以得到該模塊的內(nèi)容介紹，如下圖所示53/100d.在該幫助文件的最后，會(huì)有該模型的例子模型，可以在該幫助文件的最后，會(huì)有該模型的例子模型，可以通過(guò)打開(kāi)該模型進(jìn)一步了解該模塊的使用方法通過(guò)打開(kāi)該模型進(jìn)一步了解該模塊的使用方法單擊此處即可打開(kāi)單擊此處即可打開(kāi)相應(yīng)的例子模型相應(yīng)的例子模型54/100示波器示波器一些提醒：一些提醒：5、測(cè)量電壓、測(cè)量電壓(流流)必須經(jīng)由電壓必須經(jīng)由電壓(流流)測(cè)量模塊測(cè)量模塊進(jìn)入示波器進(jìn)入示波器Scope。電流測(cè)電流測(cè)量模塊量模塊電壓測(cè)電壓測(cè)量模塊量模塊55/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)1：?jiǎn)蜗鄻蚴秸骷樱簡(jiǎn)蜗鄻蚴秸骷覮C濾波電路，電源為濾波電路，電源

12、為220V,50Hz, 整流電路輸入為整流電路輸入為24V，負(fù)載為，負(fù)載為10阻性負(fù)載，阻性負(fù)載，濾波電感濾波電感L=100mH，濾波電容，濾波電容C=200uF。Discrete,Ts = 5e-005 s.powerguiVd_outv+-VdVI_diode4VI_diode3makDiode4makDiode3Diode2Diode1220V 50Hz 12200VA 220V/24V10ohms200 uF 100mH56/100所用線性變壓器的參數(shù)（僅作參考），可以自行調(diào)整所用線性變壓器的參數(shù)（僅作參考），可以自行調(diào)整注意此選項(xiàng)注意此選項(xiàng)57/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)2：基本電路與磁

13、路的仿真設(shè)計(jì)：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)：一階直流激勵(lì)一階直流激勵(lì)RC充、放電電路的研究充、放電電路的研究(學(xué)號(hào)尾數(shù)為單數(shù)學(xué)號(hào)尾數(shù)為單數(shù))一階直流激勵(lì)一階直流激勵(lì)RL充、放電電路的研究充、放電電路的研究(學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù)學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù))二階二階RLC直流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究：直流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究：a.欠阻尼情況欠阻尼情況, R?。ㄐ。▽W(xué)號(hào)尾數(shù)為單數(shù)學(xué)號(hào)尾數(shù)為單數(shù)）b.過(guò)阻尼情況（過(guò)阻尼情況（學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù)學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù)）二階二階RLC交流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究（交流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究（全體學(xué)生全體學(xué)生）設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：1、自行設(shè)計(jì)電路、設(shè)計(jì)電路參數(shù)、自行設(shè)計(jì)電路、設(shè)計(jì)電路參數(shù)2、自行選擇所

14、需顯示的曲線、結(jié)果、自行選擇所需顯示的曲線、結(jié)果3、根據(jù)結(jié)果寫(xiě)出分析結(jié)果與結(jié)論、根據(jù)結(jié)果寫(xiě)出分析結(jié)果與結(jié)論CLR258/100二階二階RLC直流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究直流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究位于位于Power Electronics位于位于Elements位于位于Measurements也可不用也可不用switch，breaker59/100二階二階RLC直流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究直流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究位于位于Measurements60/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)2：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)變壓器（無(wú)飽和，采用線性變壓器模型）的穩(wěn)態(tài)分析變壓器（無(wú)飽和，采用線性變壓器模型）

15、的穩(wěn)態(tài)分析設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：變壓器（無(wú)飽和，采用線性變壓器模型）的穩(wěn)態(tài)分析：變壓器（無(wú)飽和，采用線性變壓器模型）的穩(wěn)態(tài)分析：一臺(tái)一臺(tái)10kVA，60Hz，380V/220V單相變壓器，原、副邊單相變壓器，原、副邊的漏阻抗分別為：的漏阻抗分別為：Zp=0.14+j0.22, Zs=0.035+j0.055,勵(lì)勵(lì)磁阻抗磁阻抗Zm=30+j310，負(fù)載阻抗，負(fù)載阻抗ZL=4+j5。要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，計(jì)算在高壓側(cè)施加額建立仿真模型，計(jì)算在高壓側(cè)施加額定電壓時(shí)，定電壓時(shí)， (a)分別計(jì)算原、副邊的電流的有效值。分別計(jì)算原、副邊的電流的有效值。 (b) 副邊的負(fù)載上電壓的

16、有效值副邊的負(fù)載上電壓的有效值61/100幾點(diǎn)說(shuō)明：幾點(diǎn)說(shuō)明：設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)2：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)1、Simulink線性變壓器模型中的電阻和電感的參數(shù)是線性變壓器模型中的電阻和電感的參數(shù)是。quantityofvaluebasevalueAutualunitperQuantity標(biāo)幺值標(biāo)幺值實(shí)際值實(shí)際值(任意單位任意單位)基值基值(與實(shí)際值同單位與實(shí)際值同單位)per-unit system 62/100basebaseNbaseIVSSbasebasebaseIVZ/basebasebaseSVZ/)(2Or Single-phase systemRate

17、d power額定功率額定功率(apparent power) The values of Vbase and Ibase change at a transformer according to its turns ratio. 變壓器兩側(cè)的電壓（流）變壓器兩側(cè)的電壓（流）基值不同（由于變比）?；挡煌ㄓ捎谧儽龋?。 PNbasePVVSNbaseSVVSPSNPNbaseSbasePNNVVVV63/100baseSSpuSZRR_baseSSpuSZXX_baseSSpuSLLL_baseSbaseSLZbaseSSpuSZfLL2_2、線性變壓器等效電路中，勵(lì)磁支路國(guó)內(nèi)中文版采用、線性

18、變壓器等效電路中，勵(lì)磁支路國(guó)內(nèi)中文版采用的串聯(lián)式（本設(shè)計(jì)中給出的就是），國(guó)外英文版采用的的串聯(lián)式（本設(shè)計(jì)中給出的就是），國(guó)外英文版采用的是并聯(lián)式，因此需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換：即根據(jù)給出的是并聯(lián)式，因此需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換：即根據(jù)給出的Rm和和Xm的值，求出相應(yīng)的的值，求出相應(yīng)的RC和和XM （及（及LM）的值，然后根據(jù)上）的值，然后根據(jù)上述公式計(jì)算出相應(yīng)的標(biāo)幺值。述公式計(jì)算出相應(yīng)的標(biāo)幺值。64/100mRPVmXmIPRPjXLPEPIPESRSjXSSII1SVLZSIPVmIPRPjXLPEPIPESRSjXSSII1SVLZSICRMjX ehIMI英文版中英文版中常采用的常采用的等效電路等效電路國(guó)內(nèi)教材

19、國(guó)內(nèi)教材常采用的常采用的等效電路等效電路勵(lì)磁電阻勵(lì)磁電阻(反反映鐵耗映鐵耗)鐵耗電阻鐵耗電阻磁化電抗磁化電抗勵(lì)磁電抗勵(lì)磁電抗(反映磁反映磁化過(guò)程化過(guò)程)65/100mRPVmXmIPRPjXLPEPIPESRSjXSSII1SVLZSIPVmIPRPjXLPEPIPESRSjXSSII1SVLZSICRMjX ehIMImmmCRXRR22mmmMXXRX2266/1003、有效值的測(cè)量方法：根據(jù)電流、有效值的測(cè)量方法：根據(jù)電流(壓壓)測(cè)量模塊得到的測(cè)量模塊得到的是電流是電流(壓壓)的瞬時(shí)值，將其再通過(guò)一個(gè)的瞬時(shí)值，將其再通過(guò)一個(gè)rms計(jì)算模塊即計(jì)算模塊即可直接計(jì)算出有效值可直接計(jì)算出有效值(

20、rms值值)。就是這個(gè)模塊就是這個(gè)模塊67/1004、前面是、前面是通過(guò)示波器通過(guò)示波器Scope得到得到波形結(jié)果，波形結(jié)果，數(shù)字的顯示數(shù)字的顯示要用數(shù)值顯要用數(shù)值顯示器示器Display模塊。模塊。就是這個(gè)模塊就是這個(gè)模塊68/1005、仿真運(yùn)行參數(shù)設(shè)定、仿真運(yùn)行參數(shù)設(shè)定69/1006、最終結(jié)果、最終結(jié)果原邊電流有效值原邊電流有效值副邊電流有效值副邊電流有效值負(fù)載電壓有效值負(fù)載電壓有效值70/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3：1、整流電路、整流電路2、逆變電路、逆變電路3、boost升壓電路升壓電路4、buck降壓電路降壓電路71/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： 三相橋式整流電路（晶閘管）分析三相橋式整

21、流電路（晶閘管）分析設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：3個(gè)交流電源，個(gè)交流電源，U = 220 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%10)20V，50Hz。串聯(lián)負(fù)載分別為：。串聯(lián)負(fù)載分別為：R = 1，L= 1mH。要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，觀察：建立仿真模型，觀察： (a) 各個(gè)晶各個(gè)晶閘管的電壓。閘管的電壓。 (b) 負(fù)載上的電流、電壓負(fù)載上的電流、電壓。模型和曲線。模型和曲線要有標(biāo)注。要有標(biāo)注。提示提示：(1) Synchronized 6-Pulse Generator 位于位于Extra Library 的的 Control Blocks。其。其Block端輸端輸入為入為0(選選c

22、onstant模塊模塊)，頻率為，頻率為50Hz。 (2) 整流橋選整流橋選Universal Bridge，位于，位于power electronics 模塊中。模塊中。72/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： 三（或單）相三（或單）相PWM逆變電路分析（逆變電路分析（IGBT）設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：直流電壓源電壓直流電壓源電壓U = 100 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%10)20V，輸出頻率輸出頻率50Hz。負(fù)載分別為：。負(fù)載分別為：ZL= 2+j1。要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，觀察：建立仿真模型，觀察： 負(fù)載上的負(fù)載上的電流、電壓電流、電壓。模型和曲線要有標(biāo)注。模型和曲線要有

23、標(biāo)注。提示：提示：(1) 兩個(gè)直流電壓源串聯(lián)，中間接地。兩個(gè)直流電壓源串聯(lián)，中間接地。 (2) 整流橋的橋臂數(shù)選整流橋的橋臂數(shù)選3，ABC為輸出。為輸出。 (3) PWM發(fā)生器位于發(fā)生器位于Extra Library 的的 Discrete Control Blocks，載波頻率取輸出頻率的，載波頻率取輸出頻率的20倍。倍。 73/100三相逆變電路三相逆變電路74/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： 單相單相PWM逆變電路分析（逆變電路分析（IGBT）75/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： 單相單相PWM逆變電路分析（逆變電路分析（IGBT）76/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： buck降壓電路分析降壓電路分

24、析設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：直流電壓源電壓直流電壓源電壓U = 100 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%10)20V。負(fù)載為：負(fù)載為：RL= 50，濾波電容，濾波電容C=0.3mF。要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，觀察：建立仿真模型，觀察： (a) IGBT的電流、電壓。的電流、電壓。 (b) 負(fù)載上的電流、電壓負(fù)載上的電流、電壓。模型和曲。模型和曲線要有標(biāo)注。線要有標(biāo)注。提示：提示：脈沖發(fā)生器位于脈沖發(fā)生器位于Simulink 的的 Sources，周期取，周期取0.0001s，脈沖寬度取，脈沖寬度取60%。77/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： boost升壓電路分析升壓電路分析設(shè)計(jì)要求

25、：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：直流電壓源電壓直流電壓源電壓U = 100 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%10)20V。負(fù)載為：負(fù)載為：RL= 100，濾波電容，濾波電容C=0.3mF。要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，觀察：建立仿真模型，觀察： (a) IGBT的電流、電壓。的電流、電壓。 (b) 負(fù)載上的電流、電壓負(fù)載上的電流、電壓。模型和曲。模型和曲線要有標(biāo)注。線要有標(biāo)注。提示：提示：脈沖發(fā)生器位于脈沖發(fā)生器位于Simulink 的的 Sources，周期取，周期取0.0001s，脈沖寬度取，脈沖寬度取60%。78/100Boost converter circuitvLVSiLRLCvvOi

26、OBuck converter circuit79/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)4：1、鼠籠型異步電機(jī)直接起動(dòng)的研究、鼠籠型異步電機(jī)直接起動(dòng)的研究2、繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的研究、繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的研究80/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)4： 鼠籠型異步電機(jī)直接起動(dòng)的研究鼠籠型異步電機(jī)直接起動(dòng)的研究設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：三相交流電壓源三相交流電壓源(線電壓取值：學(xué)號(hào)單號(hào)為線電壓取值：學(xué)號(hào)單號(hào)為400V，雙號(hào)為，雙號(hào)為380V)，頻率，頻率(單號(hào)：?jiǎn)翁?hào)：60Hz，雙號(hào)為，雙號(hào)為50Hz)。電動(dòng)機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩T = 10 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%100)/100Nm。要求要求:

27、利用利用Simulink建立仿真模型，觀察：建立仿真模型，觀察： A相轉(zhuǎn)子相轉(zhuǎn)子電流電流Ira、A相定子電流相定子電流Isa、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)、電磁轉(zhuǎn)矩。、電磁轉(zhuǎn)矩。模型和曲線要有標(biāo)注。模型和曲線要有標(biāo)注。提示：提示：(1) 電機(jī)要電機(jī)要選擇選擇Asynchronous Machine SI Units。 (2) 電源和電機(jī)的電壓、頻率需要設(shè)置。電源和電機(jī)的電壓、頻率需要設(shè)置。81/100Three-Phase V-I Measurement 位于的位于的 MeasurementsConstant 位于位于Simulink 的的 Sources82/100Machines Measurem

28、ent Demux位于位于Machines參數(shù)如何參數(shù)如何設(shè)置？設(shè)置？提示：注意提示：注意觀察輸出！觀察輸出！83/100Selector位于位于Simlink Signal Routing84/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)4： 繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的研究繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的研究設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：三相交流電壓源三相交流電壓源(線電壓取值：學(xué)號(hào)單號(hào)為線電壓取值：學(xué)號(hào)單號(hào)為400V，雙號(hào)為，雙號(hào)為380V)，頻率，頻率(單號(hào)：?jiǎn)翁?hào)：60Hz，雙號(hào)為，雙號(hào)為50Hz)。電動(dòng)機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)矩T = 10 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%100)/100Nm。串聯(lián)電阻串聯(lián)電阻R =

29、3要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，對(duì)比建立仿真模型，對(duì)比未串聯(lián)未串聯(lián)和和串串聯(lián)電阻聯(lián)電阻起動(dòng)效果，起動(dòng)效果，觀察：觀察： A A相轉(zhuǎn)子電流相轉(zhuǎn)子電流IraIra、A A相定子相定子電流電流IsaIsa、轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)(rpm)、電磁轉(zhuǎn)矩。、電磁轉(zhuǎn)矩。模型和曲線要有標(biāo)模型和曲線要有標(biāo)注。注。85/100此為子系統(tǒng)，可以不采用此為子系統(tǒng)，可以不采用子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而按此接線，子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而按此接線，直接接電動(dòng)機(jī)上。直接接電動(dòng)機(jī)上。電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻接線的提示電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻接線的提示(修改修改下圖的電動(dòng)機(jī)下圖的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型類(lèi)型)86/100Discrete,Ts = 5e-005 s.

30、powerguiVd_outv+-VdVI_diode4VI_diode3makDiode4makDiode3Diode2Diode1220V 50Hz 12200VA 220V/24V10ohms200 uF 100mH設(shè)計(jì)任務(wù)歸納設(shè)計(jì)任務(wù)歸納設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)1：?jiǎn)蜗鄻蚴秸骷樱簡(jiǎn)蜗鄻蚴秸骷覮C濾波電路，電源為濾波電路，電源為220V,50Hz, 整流電路輸入為整流電路輸入為24V，負(fù)載為，負(fù)載為10阻性負(fù)載，阻性負(fù)載，濾波電感濾波電感L=100mH，濾波電容，濾波電容C=200uF。87/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)2：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)：一階直流激勵(lì)一階直流激

31、勵(lì)RC充、放電電路的研究充、放電電路的研究(學(xué)號(hào)尾數(shù)為單數(shù)學(xué)號(hào)尾數(shù)為單數(shù))一階直流激勵(lì)一階直流激勵(lì)RL充、放電電路的研究充、放電電路的研究(學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù)學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù))二階二階RLC直流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究：直流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究：a.欠阻尼情況（欠阻尼情況（學(xué)號(hào)尾數(shù)為單數(shù)學(xué)號(hào)尾數(shù)為單數(shù)）b.過(guò)阻尼情況（過(guò)阻尼情況（學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù)學(xué)號(hào)尾數(shù)為雙數(shù)）二階二階RLC交流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究（交流激勵(lì)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究（全體學(xué)生全體學(xué)生）設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：1、自行設(shè)計(jì)電路、設(shè)計(jì)電路參數(shù)、自行設(shè)計(jì)電路、設(shè)計(jì)電路參數(shù)2、自行選擇所需顯示的曲線、結(jié)果、自行選擇所需顯示的曲線、結(jié)果3、根據(jù)結(jié)果寫(xiě)出分析結(jié)果

32、與結(jié)論、根據(jù)結(jié)果寫(xiě)出分析結(jié)果與結(jié)論CLR288/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)2：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)：基本電路與磁路的仿真設(shè)計(jì)變壓器（無(wú)飽和，采用線性變壓器模型）的穩(wěn)態(tài)分析變壓器（無(wú)飽和，采用線性變壓器模型）的穩(wěn)態(tài)分析設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：1、變壓器（無(wú)飽和，采用線性變壓器模型）的穩(wěn)態(tài)分析：、變壓器（無(wú)飽和，采用線性變壓器模型）的穩(wěn)態(tài)分析：一臺(tái)一臺(tái)10kVA，60Hz，380V/220V單相變壓器，原、副邊單相變壓器，原、副邊的漏阻抗分別為：的漏阻抗分別為：Zp=0.14+j0.22, Zs=0.035+j0.055,勵(lì)勵(lì)磁阻抗磁阻抗Zm=30+j310，負(fù)載阻抗，負(fù)載阻抗ZL=4+j5。要求要求

33、: 利用利用Simulink建立仿真模型，計(jì)算在高壓側(cè)施加額建立仿真模型，計(jì)算在高壓側(cè)施加額定電壓時(shí)，定電壓時(shí)， (a)分別計(jì)算原、副邊的電流的有效值。分別計(jì)算原、副邊的電流的有效值。 (b) 副邊的負(fù)載上電壓的有效值副邊的負(fù)載上電壓的有效值89/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3：1、整流電路、整流電路2、逆變電路、逆變電路3、boost升壓電路升壓電路4、buck降壓電路降壓電路90/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： 三相橋式整流電路（晶閘管）分析三相橋式整流電路（晶閘管）分析設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：3個(gè)交流電源，個(gè)交流電源，U = 220 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%10)20V，50Hz。串聯(lián)負(fù)載分別為：

34、。串聯(lián)負(fù)載分別為：R = 1，L= 1mH。要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，觀察：建立仿真模型，觀察： (a) 各個(gè)晶各個(gè)晶閘管的電壓。閘管的電壓。 (b) 負(fù)載上的電流、電壓負(fù)載上的電流、電壓。模型和曲線。模型和曲線要有標(biāo)注。要有標(biāo)注。提示提示：(1) Synchronized 6-Pulse Generator 位于位于Extra Library 的的 Control Blocks。其。其Block端輸端輸入為入為0 (選選constant模塊模塊)，頻率為，頻率為50Hz。 (2) 整流橋選整流橋選Universal Bridge91/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： 三（單

35、）相三（單）相PWM逆變電路分析（逆變電路分析（IGBT）設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：直流電壓源電壓直流電壓源電壓U = 100 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%10)20V，輸出頻率輸出頻率50Hz。負(fù)載分別為：。負(fù)載分別為：ZL= 2+j1。要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，觀察：建立仿真模型，觀察： 負(fù)載上的負(fù)載上的電流、電壓電流、電壓。模型和曲線要有標(biāo)注。模型和曲線要有標(biāo)注。提示：提示：(1) 兩個(gè)直流電壓源串聯(lián)，中間接地。兩個(gè)直流電壓源串聯(lián)，中間接地。 (2) 整流橋的橋臂數(shù)選整流橋的橋臂數(shù)選3，ABC為輸出。為輸出。 (3) PWM發(fā)生器位于發(fā)生器位于Extra Library

36、 的的 Discrete Control Blocks，載波頻率取輸出頻率的，載波頻率取輸出頻率的20倍。倍。 (4) 需要需要Powergui模塊。模塊。92/100設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)3： buck降壓電路分析降壓電路分析設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：已知：已知：直流電壓源電壓直流電壓源電壓U = 100 + (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)%10)20V。負(fù)載為：負(fù)載為：RL= 50，濾波電容，濾波電容C=0.3mF。要求要求: 利用利用Simulink建立仿真模型，觀察：建立仿真模型，觀察： (a) IGBT的電流、電壓。的電流、電壓。 (b) 負(fù)載上的電流、電壓負(fù)載上的電流、電壓。模型和曲。模型和曲線要有標(biāo)注。線要有標(biāo)注。提示：提示：