哈工大电机学 MATLAB 仿真实验报告

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哈工大_基于matlab的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真设计

一、设计参数

设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为：

额定功率200W ；额定转速48V ；额定电流4A ；

额定转速=500r/min ；电枢回路总电阻8=R Ω；允许电流过载倍数λ=2；

电势系数=e C 0.04Vmin/r ；电磁时间常数=L T 0.008s ；机电时间常数=m T 0.5；

电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ；转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ；

要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==*

*im nm

U U 10V ；两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ；放大倍数=s K 4.8。

试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差；电流超调量≤i σ5%；

空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%；过渡过程时间=s t 0.5 s 。

二、设计过程

1、稳态参数计算

根据两调节器都选用PI 调节器的结构，稳态时电流和转速偏差均应为零；两调节器的输出限

幅值均选择为10V

电流反馈系数；*nom 10 1.25/24im U V

V A I A

βλ===⨯

转速反馈系数：*100.02min/500/min nm nom U V

n V r

n r ===⋅

2、电流环设计

1) 确定时间常数

电流滤波时间常数0.2oi T ms =，按电流环小时间常数环节的近似处理方法，则

s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑

2）选择电流调节器结构

哈工大计算机仿真技术实验报告仿真实验四基于Simulink控制系统仿真与综合设计

基于Simulink 控制系统仿真与综合设计

一、实验目的

(1) 熟悉Simulink 的工作环境及其功能模块库； (2) 掌握Simulink 的系统建模和仿真方法； (3) 掌握Simulink 仿真数据的输出方法与数据处理；

(4) 掌握利用Simulink 进行控制系统的时域仿真分析与综合设计方法； (5) 掌握利用 Simulink 对控制系统的时域与频域性能指标分析方法。

二、实验内容

图2.1为单位负反馈系统。分别求出当输入信号为阶跃函数信号)(1)(t t r =、斜坡函数信号t t r =)(和抛物线函数信号2/)(2t t r =时，系统输出响应)(t y 及误差信号)(t e 曲线。若要求系统动态性能指标满足如下条件：a) 动态过程响应时间s t s 5.2≤；b) 动态过程响应上升时间s t p 1≤；c) 系统最大超调量%10≤p σ。按图1.2所示系统设计PID 调节器参数。

图2.1 单位反馈控制系统框图

图2.2 综合设计控制系统框图

三、实验要求

(1) 采用Simulink系统建模与系统仿真方法，完成仿真实验；

(2) 利用Simulink中的Scope模块观察仿真结果，并从中分析系统时域性能指标（系统阶跃响应过渡过程时间，系统响应上升时间，系统响应振荡次数，系统最大超调量和系统稳态误差）；

(3) 利用Simulink中Signal Constraint模块对图2.2系统的PID参数进行综合设计，以确定其参数；

(4) 对系统综合设计前后的主要性能指标进行对比分析，并给出PID参数的改变对闭环系统性能指标的影响。

电机—matlab实验哈工大

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(0.25分)

自拟参数，演示三种不对称情况下三相交流绕组合成磁动势的性质

二、实验要求(0.25分)

1.采用屏幕图形方式直观显示；

2.采用编程方法或者调用matlab函数实现；

3.要明确标示出波形顶点的轨迹；

4.对三种不对称情况进行验证。

三、实验方法描述(2.5分)

i作为循环变量，表示右移，通过for-end语句并且循环使用fill语句来完成图形的动态显示，首先设定三个电流A=100*cos(i);B=100*cos(i+1*pi/2);C=100*cos(i-1*pi/2)移动时把横坐标分成a,c,e三个向量，每个向量代表2π的范围，三个向量相连且同时向右移动,三相磁动势幅值则采用公式

F=sqrt((A+(-1/2*B)+(-1/2*C))^2+(sqrt(3)/2*B-sqrt(3)/2*C)^2)得到，这个公式的涵义是三相磁动势空间幅值的叠加。再使用语句axis([-pi,3*pi,-200,200])将坐标轴固定，这时，b=F*sin(a-i);d=F*sin(c-i);f=F*sin(e-i)，即分别将三段对应的纵坐标表示出来，再fill（a,b),fill(c,d),fill(e,f)就可以将动态图像画出，幅值不相等时，改变A，B，C的设定，如把100改成150，空间相位不相等时，改变的是F 中的赋值，时间相位不对称时，改变的是A，B，C中的相位。得到曲线后依次使用clf和pause （5）指令将其依次显示，最后使用title，xlabel，ylabel，legend语句进行标注即可。

哈工大计算机仿真技术实验报告实验六基于Simulink的简单电力系统仿真

实验六基于Simulink 的简单电力系统仿真

（

一：实验目的

(1)掌握Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库的应用； (2)掌握Simulink 的电力电子电路建模和仿真方法； (3)掌握Simulink 下数学模型的仿真方法；

(4)掌握升压、降压斩波电路（Buck Chopper ）的工作原理及其工作特点； (5)掌握PID 控制对系统输出特性的影响。

二、实验原理

通过降压斩波电路，电压发生降低，再通过桥式整流器将输入信号变为

直流信号，再经过BWM 模块的作用，使输出波形变为三角波信号。

三：实验内容

Buck 降压型电路原理图如图6-1所示。图中，功率管VT 为MOSFET 开关调整组件，其导通与关断由控制脉冲决定；二极管VD 为续流二极管，开关管截止时可保持输出电流连续。ref V 为输出电压给定参考量；L R 为负载电阻。系统基本参数为：电源电压)314sin(100)(t t e =；变压器BT 为理想变压器，其变比为

1:2=n ；PWM 频率为Hz f PWM 2000=；误差放大器放大倍数为1000=V K ；

电阻Ω01.0C R ；整流滤波电容F C μ1000=，PWM 滤波电容F C o μ10=、电感

H L 05.0=；负载电阻Ω=10L R 。系统基本参数见表6.1。分析Buck 变换器

的工作特性。

表6.1 系统基本参数

C R

（Ω）

C （F μ）

o C

（F μ）

（H

）

L R

（Ω）

V K

PWM

（Hz ）

0.01 1000

10 0.05 10 1000

matlab仿真实验报告

Matlab仿真实验报告

引言：

Matlab是一种广泛应用于科学和工程领域的数值计算软件，它提供了强大的数学和图形处理功能，可用于解决各种实际问题。本文将通过一个具体的Matlab 仿真实验来展示其在工程领域中的应用。

实验背景：

本次实验的目标是通过Matlab仿真分析一个电路的性能。该电路是一个简单的放大器电路，由一个输入电阻、一个输出电阻和一个放大倍数组成。我们将通过Matlab对该电路进行仿真，以了解其放大性能。

实验步骤：

1. 定义电路参数：首先，我们需要定义电路的各个参数，包括输入电阻、输出电阻和放大倍数。这些参数将作为Matlab仿真的输入。

2. 构建电路模型：接下来，我们需要在Matlab中构建电路模型。可以使用电路元件的模型来表示电路的行为，并使用Matlab的电路分析工具进行仿真。

3. 仿真分析：在电路模型构建完成后，我们可以通过Matlab进行仿真分析。可以通过输入不同的信号波形，观察电路的输出响应，并计算放大倍数。

4. 结果可视化：为了更直观地观察仿真结果，我们可以使用Matlab的图形处理功能将仿真结果可视化。可以绘制输入信号波形、输出信号波形和放大倍数的变化曲线图。

实验结果：

通过仿真分析，我们得到了以下实验结果：

1. 输入信号波形与输出信号波形的对比图：通过绘制输入信号波形和输出信号

波形的变化曲线，我们可以观察到电路的放大效果。可以看到输出信号的幅度

大于输入信号，说明电路具有放大功能。

2. 放大倍数的计算结果：通过对输出信号和输入信号的幅度进行计算，我们可

哈工大电机学仿真实验

电机学难重点的MA TLAB仿真

实验报告

班级：1111111

学号：1111111111

姓名：哈哈

完成时间：2015.11.28

实验一

一、实验内容及目的

1.实验内容

型号为50Hz热轧硅钢片DR610-50(D21)的铁磁材料的基于Matlab的磁化曲线拟合。

2.实验目的

1)了解磁化曲线的非线性和饱和特性

2)掌握采用Matlab进行曲线拟合的方法

二、实验要求及要点描述

1.实验要求

50Hz热轧硅钢片DR610-50(D21)磁化曲线

1)绘制相关磁化曲线

2)根据所提供的数据，合理选取全部和部分数据绘制磁化曲线，并进行比较，

不少于4条曲线

3)绘制每条磁化曲线对应的图和表

4)在一个图中显示全部曲线，并进行区分

2.实验要点

1)采用屏幕图形方式直观显示

2)利用编程方法和Matlab的拟合函数

3)采用多种函数如多项式，指数函数，对数函数等进行拟合，并进行比较，

最后给出拟合精度最高的表达式

三、基本知识及实验方法描述

1.基本知识

在非铁磁材料中，磁通密度B 和磁场强度H 之间是线性关系，其系数就是空气的磁导率0μ。而在铁磁材料中，二者是非线性关系，称为磁化曲线。当外磁场由零逐渐增大时，开始磁感应强度B 随着磁场强度H 增加缓慢，磁感应强度B 随着H 的增大而迅速增长，接近于线性，之后增长放慢，并趋近于饱和，达到饱和后，磁化曲线基本上成为与非铁磁材料的B=0μH 特性相平行的直线。一般的，磁化曲线分为起始段，直线段，饱和段和过饱和段四部分，其中直线段和饱和段的交界点就是曲线的膝点。

由于表征磁化曲线是用磁通密度B 和磁场强度H 两维数组表示的，是不连续的，而且其变化特征也比较复杂。当数据量很大时，采用这种数组形式很不方便，也占用存储量。最好的处理方式，是采用曲线拟合方法，把磁化曲线表示成显函数形式的解析表达式。 2.实验方法描述

MATLAB电机控制综合仿真实验

MATLAB电机控制综合仿真实验一、他励直流电机单闭环调速仿真

实验要求：利用Simpowersystem里面自带的DC电机模块，完成他励直流电机单闭环调速仿真，速度调节用PI控制方法，要求封装PI模块，给定速度100rad/s，负载由空载到1s时跳变到20N。调节不同的PI参数，观察仿真结果总结速度波形、转矩波形的变化规律（PI参数和超调量、稳定时间、稳态误差、振荡次数）。另外要求将scope图中的4条曲线参数导出到工作空间，并用subplot和plot 函数画在同一个窗口中，每个子图加上对应的标题。

电机相关参数的设置图：

仿真原理图：

在仿真试验中需要按照实验要求对PI控制器子系统进行封装，然后更改Kp、Ki参数值的大小。封装PI模块图如下：

Plot绘图程序：

>>subplot(411)

>> plot(t,W,'r'),title('转速')

>> subplot(412)

>> plot(t,Ia,'b'),title('电枢电流')

>> subplot(413)

>> plot(t,Te,'g'),title('转矩')

>> subplot(414)

>> plot(t,If,'y'),title('励磁电流')

速度调节用PI控制方法，给定速度100rad/s，负载由空载到1s 时跳变到20N，调节不同的PI参数，从PI模块封装中调节，修改不同的参数Ki 、Kp观察仿真结果。

Ki=100, Kp=5;

哈工大自控实验—基于MATLABSimulink的控制系统分析

Harbin Institute of Technologyb/;;/

自动控制理论

实验报告

院系：电气工程及自动化学院

班级：

姓名：

学号：

实验名称：基于MATLAB/Simulink的控制

系统分析

同组人：

实验时间：2015年11月11日

哈尔滨工业大学

实验五线性系统的时域分析

一、实验目的

1、学会使用MATLAB 绘制控制系统的单位阶跃响应曲线；

2、研究二阶控制系统中、对系统阶跃响应的影响

3、掌握系统动态性能指标的获得方法及参数对系统动态性能的影响。

二、实验设备

Pc 机一台，MATLAB 软件。

三、实验内容

1、已知二阶单位反馈闭环传递函数系统：

求：（1）当及时系统单位阶跃响应的曲线。

① 时系统单位阶跃响应的曲线。

Time (seconds)

A m p l i t u d e

② 时系统单位阶跃响应的曲线。

Time (sec)

A m p l i t u d e

Time (sec)

01020304050607080

（2）从图中求出系统的动态指标: 超调量M p、上升时间t p及过渡过程调节时间t s。

,超调量=30.9%,上升时间=3,48s,=27.5s；，超调量

=16.3%,=4.1s,=20.2s。,=30.9%,=6.95s,=54.9s；,=30.9%,=2.33s,=18.3s。（3）分析二阶系统中、的值变化对系统阶跃响应曲线的影响。

当不变，变大，系统的上升时间减小，最大超调量变小，调整时间减小。当，变大，系统的上升时间减小，最大超调量不变，调整时间减小。

2、已知三阶系统单位反馈闭环传递函数为

电机—matlab实验-哈工大2

电机一matlab实验-哈工大2

实验报告

一、实验内容（0.25分）

基于matlab 的他励直流电动机的调速特性曲线的绘制

一台他励直流电动机，外加电压

U=220V ，电

枢电阻 Ra=0.1 Q ,系数Ct ①=1.53Nm/A,额定力矩

120Nm ，负载与空载转矩的变化规律如下，分析其三

种调速特性。

n 0 370 800 1050 1250 1400 1550 T2+ T0

100

125

150

二、实验要求（0.25分）

1•采用屏幕图形方式直观显示 2.利用matlab 编程实现

3•每种调速方式至少要有三条曲线，并求出各曲

线交点

4.给出定性的分析结论

三、实验方法描述（2.5分）

配合linspace,spline 函数使用插值法画出负载的机械特性曲线，然后再通过转速

n 的公式 n ° kT em

分别通过改变

U 的值，Ra 的

U n

C e

值以及C T的值来得到三个不同的图。画图采用了画线性坐标系plot语句，使用xlabel, ylabel 语句来标示x轴y轴，使用text语句来标示曲线名称，其中又采用\fontsize,\fontname分别标示汉字大小和字体，并加入箭头标志，使用\Omega 标示Q, \Phi标示①，_{}来标示下标，得到完整清晰的标注，然后再通过Data Cursor得到交点坐标，完成实验

四、实验源程序(1分)

1•直流电动机调压调速特性源程序

x=[15,25,50,75,100,125,150];

y=[0,370,800,1050,1250,1400,1550];

电机学matlab仿真大作业报告材料

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，N S =2000kVA, kV kV U U N N 11/127/21=，50Hz ，变压器的参数

和损耗为008.0*

)

75(=C k o R ，0725.0*=k X ，kW P 470=，kW P C KN o 160)75(=。 (1)求此变压器带上额定负载、)(8.0cos 2滞后=ϕ时的额定电压调整率和额定效率。 (2)分别求出当0.1,8.0,6.0,4.0,2.0cos 2=ϕ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（),(8.0cos 0.1cos ),(8.0cos 222超前，滞后===ϕϕϕ）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，饱和电流可以自己改变）。

哈工大机电系统控制基础大作业Matlab时域分析

《机电系统控制基础》大作业一

基于MATLAB的机电控制系统响应分析

哈尔滨工业大学

2013年12月12日

作业题目

1. 用MATLAB 绘制系统2

()25

()()

425

C s s R s s s Φ==

++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。

2. 用MATLAB 求系统2()25

()()425

C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标：上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。

3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下：

X i

伺服电机原理图如下：

(1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1，减速器输出轴上的转动惯量为J 2，减速器减速比为i ，滚珠丝杠的螺距为P ，试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ；

(2)假定工作台质量m ，给定环节的传递函数为K a ，放大环节的传递函数为K b ，包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ，电动机的反电势常数为K d ，电动机的电磁力矩常数为K m ，试建立该数控直线工作平台的数学模型，画出其控制系统框图；

(3)忽略电感L 时，令参数K a =K c =K d =R=J=1，K m =10，P/i =4π，利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。

源代码：

t=[0:0.01:5];u=t;

C=[25],R=[1,4,25];

G=tf(C,R);

[y1,T]=step(G,t);

y2=lsim(G,u,t);

subplot(121),plot(T,y1);

xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on;

电机学matlab仿真大作业报告

第一篇：电机学matlab仿真大作业报告

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，SN=2000kVA, U1N/U2N=127kV/11kV，50Hz，变压器的参数**=0.008和损耗为Rk，X=0.0725，P0=47kW，PKN(75oC)=160kW。ok(75C)(1)求此变压器带上额定负载、cosϕ2=0.8(滞后)时的额定电压调整率和额定效率。(2)分别求出当cosϕ2=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0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（cosϕ2=0.8(滞后),cosϕ2=1.0，cosϕ2=0.8(超前),）对变压器输出特性的影响。

1.1.2 实验目的

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，饱和电流可以自己改变）。试分析该电动机的工作特性

工大Matlab实验报告

实验一MATLAB环境及命令窗口

1.使用命令窗口

>> a=2.5

a =

2.5000

>> b=[1 2;3 4]

b =

1 2

3 4

>> c='a'

c =

>> d=sin(a*b*pi/180)

d =

0.0436 0.0872

0.1305 0.1736

>> e=a+c

e =

99.5000

>> a=2.5;

>> b=[1 2;3 4]

b =

1 2

3 4

>> b=[1 2;3 4] %B为矩阵

b =

1 2

3 4

>> d=sin(a*b*pi/...

180)

d =

0.0436 0.0872

0.1305 0.1736

2.使用当前目录

>> clear

>> x=[1 2 3 4 5];

>> y=sin(x)

y =

0.8415 0.9093 0.1411 -0.7568 -0.9589

3.自我练习

>> x=[1 3 5 7 9];

>> y=2*x

y =

2 6 10 14 18

>> plot(y)

实验二MATLAB的数值计算

1.创建矩阵

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]

a =

1 2 3

4 5 6

7 8 9

>> a=[1:3;4:6;7:9]

a =

1 2 3

4 5 6

7 8 9

>> a=[linspace(1,3,3);linspace(4,6,3);linspace(7,9,3)]

哈工大电机学 MATLAB 仿真实验报告

基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真

实验报告

班级：

学号：

姓名：

完成时间：

一、实验内容

1.1单相变压器不同负载性质的相量图

通过MATLAB 画出单相变压器带感性，阻性，容性三种不同性质负载的变压器向量图

1.2感应电机的S T -曲线

通过MATLAB 画出三相感应电动机的转矩转差率曲线

二、实验要求

2.1单相变压器不同负载性质的相量图

根据给定的仿真实例画出负载相位角30,0,302-=j 三种情况下得向量图，观察电压大小与相位的关系，了解总结负载性质不同对向量图的影响

2.2感应电机的S T -曲线

根据给定的实例，画出3.1~3.1-=s 的S T -曲线，了解感应电机临界转差率的大小和稳定工作区间的大小，给出定性分析

三、实验方法

3.1单相变压器不同负载性质的相量图

1.单相变压器不同负载性质的相量图 (1)先画出负载电压'2U 的相量；

(2)根据负载的性质和阻抗角画出二次电流（规算值）的相量

(3)在2U 上加上一个与电流方向相同的压降，其大小为二次电流规算值'2I 与二次漏电阻规算值'2R 之积；再加上一个超前电流方向︒90的压降，其大小为二次电流'2I 规算值与二次漏电抗规算值'2χ之积； (4)根据上一步结果连线，得出'2E ； (5)超前'2E 方向︒90画出m Φ；

(6)根据励磁电阻与电抗的大小得出励磁阻抗角，并超前m Φ一个励磁阻抗角的大小得出m I 的方向；

(7)根据平行四边形法则，做出'2I -与m I 的和，即为1I ； (8)根据'21E E =得出1E ，并得出1E -。

哈工大——基于matlab的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真

一、设计参数

设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动，已知电动机参数为：

额定功率200W ；额定转速48V ；额定电流4A ；额定转速=500r/min ；电枢回路总电阻8

=R ；

允许电流过载倍数=2；电势系数=e C 0.04Vmin/r ；电磁时间常数=L T 0.008s ；机电时间常数=m T 0.5；

电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ；转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ；

要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==*

*im nm

U U 10V ；两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ；放大倍数=s K 4.8。

试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差；电流超调量≤i σ5%；

空载起动到额定转速时的转速超调量 25%；过渡过程时间=s t 0.5 s 。

二、设计过程

1、稳态参数计算

根据两调节器都选用PI 调节器的结构，稳态时电流和转速偏差均应为零；两调节器的输出限幅值均选择为10V 电流反馈系数；*nom 10 1.25/24im U V

V A I A

βλ===⨯

转速反馈系数：*100.02min/500/min nm nom U V

n V r

n r ===⋅

2、电流环设计 1) 确定时间常数

电流滤波时间常数0.2oi T ms =，按电流环小时间常数环节的近似处理方法，则

s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑

2）选择电流调节器结构

哈工大计算机仿真 (8)

计算机仿真技术实验报告

实验八基于Simulink的电机系统仿真

班级：0906101

学号：1090610101

姓名：胡汇达

实验八基于Simulink的电机系统仿真一．实验目的

1)熟悉Simulink的工作环境；

2)掌握Simulink电力系统工具箱的使用；

3)掌握在Simulink的工作环境中建立电机系统的仿真模型。

二．实验内容

同步电机是一种常见的交流电机。本节实验以Simulink的Simpowersystem自带的简单同步电机模型为例，如图１所示为常见的同步电机结构模型。该电机的主要电气参数如下：额定容量S N=1000MV A，额定电压U N=315kV，额定频率f N=50Hz，额定转速n N=1500r/m。

图1 同步电机结构模型

三、要求

1) 在Simulink中，以并入单机无穷大系统的同步电机为对象，实现仿真；

2) 运用多路选择模块Bus Selector观测电机实时的功率角δ、转速n和电磁功率P e等信号的仿真波形；

3) 结合理论知识分析上述观测信号变化的原因，及其相互之间的联系。

四．实验原理

图1同步电机simulink结构图

五．实验过程

图2 电机实时的功率角δ、转速n和电磁功率P e信号仿真波形

转子转速与定子旋转磁场的转速相同的交流电动机。其转子转速n与磁极对数p、电源频

率f之间满足n=60f/p。转速n决定于电源频率f，故电源频率一定时，转速不变，且与负载无关。具有运行稳定性高和过载能力大等特点。常用于多机同步传动系统、精密调速稳速系统和大型设备。

六．实验结论

结合理论知识分析上述观测信号变化的原因，及其相互之间的联系。初始时刻电机及空载，之后电机分两次增加负载，负载的功率因数和功率改变，同步电机转速发生两次微小变化后又稳定下来。通过对仿真结果的分析看出，同步电机在负载功率和功率因数角改变时转速变化很小，仅有微小波动，有稳定的转速特性。同时可以看出，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。

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