三相同步发电机运行仿真与GUI设计毕业设计
同步发电机机端三相短路的建模与仿真课设
同步发电机机端三相短路的建模与仿真课设同步发电机机端三相短路是电力系统中一种常见的故障情况,对于电力系统的稳定运行和设备的安全运行具有重要影响。
因此,对同步发电机机端三相短路进行建模与仿真分析是电力工程专业学生进行课程设计的一项重要内容。
建模与仿真是电力工程领域中常用的方法,通过建立系统的数学模型并利用计算机软件进行仿真,可以模拟出系统在不同工况下的运行情况,从而帮助工程师分析系统的稳定性、安全性和经济性等方面的问题。
在进行同步发电机机端三相短路的建模与仿真时,首先需要建立电力系统的数学模型。
通常,可以采用dq轴定子参考框架下的同步发电机数学模型,将机端三相短路作为外部故障输入到系统中。
接下来,需要确定故障的类型和位置。
同步发电机机端三相短路可以分为对称短路和非对称短路,对称短路是指三相之间短路电阻相等,而非对称短路则是指三相之间短路电阻不相等。
根据实际情况,可以选择不同的故障类型和位置进行仿真分析。
然后,需要确定电力系统的参数。
包括同步发电机的电气参数、传动系统的参数以及负载的参数等。
通过测量和计算可以得到这些参数的数值。
在确定了模型和参数之后,可以利用电力系统仿真软件(如PSCAD、Simulink等)进行仿真分析。
通过改变故障类型、故障位置以及系统参数的数值,可以模拟不同的故障情况,并观察系统的响应。
最后,根据仿真结果可以对同步发电机机端三相短路进行评估和分析。
可以通过观察发电机的转速、电流、电压、功率等参数的变化情况,来评估故障对系统的影响。
同时,还可以分析电力系统的保护装置的动作情况,判断保护装置的可靠性和动作速度等。
总之,同步发电机机端三相短路的建模与仿真是电力工程学生进行课程设计的一项重要任务。
通过建立电力系统的数学模型,确定故障类型和位置,确定系统参数,利用仿真软件进行仿真分析,可以评估和分析故障对电力系统的影响,为电力工程的实际应用提供有价值的参考。
基于MATLABGUI的电机学仿真实验系统设计
382009年第17期(总第87期)et基于MATLAB GUI的电机学仿真实验系统设计黄 瑛南京工程学院 江苏南京 211167摘 要:采用M A T L A B G U I D E界面设计工具建立G U I界面,将S i m u l i n k建模与M文件编程相结合,设计了基于MATLAB GUI的电机仿真实验系统,该系统界面友好、实验参数可修改,交互性强、操作方便、性能可靠,实验结果图形化显示,可应用于电机学课堂教学和实验教学,有很好的助学性。
关键词:MATLAB GUI 电机 仿真 实验收稿日期:2009-09-10作者简介:黄瑛,硕士,讲师。
电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门主要的专业基础课,电机学课程实践性强,注重实验环节,但由于各种因素的限制,很多实验不易与课堂教学相结合, 因此需要设计一种可以在课堂上使用的电机仿真实验系统,在抽象的理论教学的同时给予学生生动的实验演示,让学生实时地观察到参数改变对电机性能的影响,从而给学生带来更加直观的学习体验,提高对电机理论知识的认识理解,同时激发学生的学习兴趣。
MATLAB软件因其强大的科学计算和图形处理功能,已广泛应用于制作电机课件。
从当前应用软件的发展趋势看,友好的图形用户界面G U I已成为应用软件的基本交互接口,MATLAB软件也提供了对GUI的支持,通过G U I D E开发工具或编写程序,可以便捷地设计菜单化和控件式人机交互界面。
本文设计的电机仿真实验系统是一种建立在MATLAB平台上的具有图形用户界面的软件,它将理论教学与实验过程整合在一起,可大大的提高课堂教学效率,也能为学生自学提供很大的帮助,具有很好的助学性。
一、系统功能和结构本仿真平台采用模块化设计思想,系统构架在逻辑设计中始终处于核心地位。
整个软件的设计流程图如图1所示。
通过主界面选择电机类型,接着确定实验项目,调用相关的实验项目的子程序或二级界面,在子程序或二级界面上可设定实验条件,修改实验参数和仿真参数,选择运行仿真实验后,实验结果经快速计算,尽可能图形化显示,为便于观察,实验曲线加适当标注,实验完成后可返回主界面。
基于MATLAB中GUI功能设计电机仿真实验系统
作者 简介 : 童佳 (92 ) 76 ,女,浙江杭州人,嘉兴学院机 电工程学院,讲 师,主要研究方向 :电机与传动控制、 电力设备 状态
检 测与分析 ; 丁立军 (99 ) 男,浙 江嘉 兴人 ,嘉 兴学院 机 电工 程学院 ,讲 师,浙江 工 业大学信息工 程学院博 士研 究生 ,( 江 杭 州 17一 , 浙 302 )主要 研 究方 向 : 工神 经 网络理 论与应 用、模 式识 别。 ( 江 嘉 兴 34 0) 103 人 浙 10 ] 基 金 项 目 : 文系浙 江 嘉兴 学院教 改 基金 资助项 目( 目编号 : 0008 的研 完成 果 。 本 项 7 19 1 )
CE E中国电力教育 P
2 1 年 第3 期 总第 1 5 00 4 8 期
电机仿真实验 系统 I
童 佳 Ti 军
摘要 : 对 “ 针 电机 学” 的 教学与实验 特 点, 结合 M TA A L B的 S un G I il mi k及 U 的各种 功 能, 设 计了 基于 G I 电机 仿真 实验 系统 软件。 U的 该软件在实 际教 学实践中得 到 了 好 的应 用, 尤其在实物 实验 系统 难 以实现 或 很 难 设计 的环 节,使 学生 对 电机物 理 模型有 了 很 更好 的认识 。 本文 就软件 的功 能、制作 的理 念 和 设计方 法作 了 详细 的介 绍, 并就软件 功能 的扩展 进行 了 探讨。 关键 词 : A L B G I M T A / U ;电机 仿真 实验 ; iun S lk m i
根据 设 计 目标 ,本 系统 需设 计 三个 f u e i r 。第一 为主 界 面 : g
“ 迎 进 入 电机仿 真 实 验”; 欢 第二为 子界 面 1 ,在 此 界 面 中罗列 所
基于matlab gui的控制系统界面设计毕业设计论文
基于MATLAB GUI的控制系统界面设计摘要:MATLAB语言是一种十分有效的工具,能容易地解决在系统仿真及控制系统设计领域的教学与研究中遇到的问题,它可以将使用者从频繁的底层编程中解放出来,把有限的宝贵时间更多地华仔解决科学问题上。
MATLABA GUI是MATLAB人际交互界面。
由于GUI本身提供了windows基本控件的支持,并且具有良好的时间驱动机制,同时提供了MATLAB数学库的接口,所以GUI对于控制系统仿真的平台设计显得十分合适。
GUI对于每个用户窗口生成.fig和.m 文件。
前者负责界面的设计信息,后者负责后台代码的设计。
本文界面设计主要基于MATLAB GUI平台,结合控制系统基础理论和MATLAB控制系统工具箱,实现了用于控制系统界面的设计。
主要包括:进行常规控制环节(比如PID)的图形界面设计,能够在已知传输函数的情况下,输出常用响应曲线。
关键词:控制系统;MATLAB GUI;计算机设计Control system based on MATLAB GUI interface designAbstract: MATLAB language is a very effective tool,and can be easily resolved in the system simulation and control system of teaching in the field of computer-aided design and research problems,it could be the bottom of the user from tedious programming liberate the limted spend more valuable time to solve scientific problems. The MATLAB GUI is the interative interface.As the GUI itself provides the basic control windows support,and has a good mechanism for event-driven,while providing the MATLAB Math Library interface,the GUI for control system simulation platform for the design of it is suitable. GUI window generated for each user.Figand .M file. The former is responsible for the design of the interfaceinformation,which is responsible for the design of the background code.Research done in this article is mainly based on MATLAB GUI platform,the basis of combination of control syetem theory and MATLAB Control System Toolbox,the realization of control systems for computer-aided analysis and design software.Mainly includes:routine control links,such as PID,graphical interface design,can in the known transfer function of the case,the output respnonse curve is commonly used.Key words: Control System;MATLAB GUI;Computer design目录1 概述 (1)1.1 本文研究的目的以及意义 (1)1.2 已了解的本课题国内外研究现状 (1)1.3 本课题研究内容 (3)2 控制系统与MATLAB语言 (3)2.1 控制系统理论基础 (3)2.1.1 控制系统的古典理论与现代理论 (3)2.1.2 控制系统理论的基本内容 (4)2.2 MATLAB语言与控制系统工具箱 (4)2.2.1 MATLAB软件介绍 (5)2.2.2 控制系统工具箱介绍 (7)3 MATLAB简介及应用 (9)3.1 MATLAB GUI (9)3.2 图形用户界面设计工具的启动 (10)3.2.1图形用户界面设计工具的启动方式 (10)3.2.2 菜单方式 (10)3.2.3 图形用户界面设计窗口 (13)3.3 图形用户界面开发环境(GUIDE) (14)3.4 控件对象及属性 (16)3.5 菜单设计 (18)3.5.1 建立用户菜单 (18)3.5.2 菜单对象常用属性 (18)3.5.3 快捷菜单 (18)3.5.4 对话框设计 (19)3.5.5 公共对话框 (19)3.6 GUI程序设计 (19)4 GUI控制系统界面 (20)4.1 GUI控制系统界面设计 (20)4.1.1 具体设计步骤 (20)4.2 具体实现过程 (23)4.2.1 运行效果 (23)4.2.2 实现代码 (24)[参考文献] (25)附录 (26)谢辞 (29)1 概述1.1 本文研究的目的以及意义自动控制原理是自动控制专业和自动化专业的主要课程之一[3],是研究自动控制技术的基础理论课,是必修的专业基础课程。
毕业设计最终修改完整版
videoconference, Secretary of the provincial Committee of Xia Baolong stressed: this year is the "five water treatment" "357" timetables "for three years to resolve outstanding issues, obviously worked," victory of the year. The County's departments at all levels must firmly establish the "guanghui is gold and silver" green development concept, convinced that Castle is not relaxed, always maintaining strategic ability and strong determination to improve the environment, consistently playing well "five water treatment of" winning the war, ever-higher levels of comprehensive well-off society was built. (A) lay the sewage uphill battle. This year we will "river water quality improved at the county level, up to five" this basic objective grasp of pollution control that focus, with the focus on three things: a good job, "clear rivers" reaching the County created. Organization "look back" special inspection, the County garbage River, black and odorous River is "Dragnet" investigation, timely rectification of problems found in place firmly to prevent riverpollution rebound. In accordance with the "one-stop strategy", improving the inferior five water quality monitoring stations work this year to ensure the Elimination of 1 provincial control, five water quality section 3 municipalities controlled deterioration, ensure the creation this year of "clear rivers" standards. Second, pay special attention to pollution-cutting construction of nanotubes. Intercepting nanotubes are the basis of pollution of water source engineering, engineering, matter of success or failure of water management. Urban sewage treatment, to improve "effluent from sewage treatment rate, running accuracy, compliance" requirement, speed up the town's support network construction, is focusing on nanotubes home "last meters" question. Domestic sewage treatment in rural areas, this year is the final year of the three-year action, determination to fight and the momentum around, ending the battle on which fully to ensure the realization of all County 648 formed village coverage. Also, be sure to attach importance to focus on rural domestic wastewater treatment facility operation and management, ensure that wastewater treatment facility up and running, role play, avoid the "Sun" problem. Third, pay special attention to the River Lake pond desilting operation. Provinces now have focused on pollution control of water go to "dig up mud", as the deepening water of this year's "plays". Next, to jump-start an investigation line touches work, implementation plan according to the priorities and the programme of work, in accordance with the "one river one policy" requires detailed cleaning, dredging plan, planning ahead of time cleaning out mud "way out", according to local conditions to do sludge, promote scientific resource utilization of silt and mud. (B) the heavy regulation of heavily polluting industries. Pollution of water must grab the source, wastewater is primarily the source of backward production capacity, increase the intensity of摘要永磁同步电机是一种利用永磁体建立励磁磁场的小功率同步电动机。
基于GUI的同步发电机实验系统仿真
1同步发 电机的数学模 型
1. 阻尼 绕组 发 电机的 数学模 型 , 1 在d 唑 标系统下 , 电机的数学模型如下 q 发
转 子 轴 坐标 ; 、 L m一自感 和互 感 ; 励磁 绕 _ 厂一
组。
厶 , 4 9 7 E 0 ; = .3 5 h .0 6 - 1 ‘b 10 6 。 = 3. 阻尼 绕组 与 无阻 尼绕 组 的仿 真界 面 2
同 步 发 电 机 在 转 子 绕 组 短 路 、 子 突 定 加 对 称 电压 的 两 种 情 况 下 运行 的M文 件 编 写好 后 , 主界 面 中单 击 调 用 , 以得 到 如 在 可 图 2 示 的仿 真 结 果 。 所 3 3仿 真结 果分析 . 本 潮 流 的 仿 真 程 序具 有 通 用 性 , 明 很 显 在 转 子 绕 组 短 路 、 子 突 加 对 称 电压 的 定 两 种 情 况 下 无 阻 尼绕 组 电流 幅 值 比 有 阻尼 绕 组 的 要 大 , 荡 的时 间也 很 长 。 震
3实例研 究
d
Li +L i ;婶 dd  ̄ j a
q
L i ; ̄ = L a + L ld q“ ji ,i d
q q
U = 4 0= 7 ; = .8 2 - l 2 ;9 3 7 厶 3 09 E 0 ; = . 3
21 4; 6 =9. 5 E一01; =3. 1 E一0l 7l 3 Ll 07 2 ;
在设 计 主GUI 面 时 , 注意 主 界面 是 界 应 对所 有 单个 G 仿 真界 面 的 汇总 演示 , UI 在主 界面 设 计 时 只 需要 在 主 界 面 中 放 置 若干 按 钮, 再分 别 用按 钮调 用 某 一单 个GUI 真界 仿 ; % £ “ m(j l) () i k ; 1 / d 面。 在设 置调 用 G 界 面 时也 只 需要 把每 个 UI l = q+  ̄kc + ( l) ( Li L i p p q q q; g = +d k 按 钮 的 “a l a k 属性 设 置为 想要 调 用的 cl b c ” ( = l +£ df + ;蛔=Lq +Ld p 树 ( , )P k d ( k mi q 单 个 GUI 真 界 面 的 文件 名 即 可 。 仿 式 中d q d O 标 系轴 坐标 ; s 定 、— q 坐 R、一 在 完 成 了 主 界 面 的 设 计 后 , 户 可 单 用 转子 轴坐 标 ; m一 自感 和互 感 ; k 励 击 各 状 态 的 仿 真 按 钮 , 检 验 主 界 面 设 计 4结语 L、 f、 一 以 磁绕组和阻尼绕组 。 是 否 成 功 。 校验 在 本 文 阐述 同步 发 电机 在 有 阻尼 绕 组 和 1 2 无 阻尼绕 组的 数学模 型 . 每 个按 钮 都 可调 用单 个GUI 面 文 件 无 阻尼 绕 组 两 种 情 形 下 的数 学 模 型 , 此 界 以 在有阻尼绕组的数学模型基础上去掉相应 后 即 可 证 明主 界 面 设 计 成 功 。 模 型 为 基 础 , 助 MAT AB 大的 数 值 计 借 L 强 的电压方程和磁链方程即可。 则其数学模 型为 : 算能力 , 编写 同步 发 电机 在 转 子 绕组 短 路 、
同步发电机仿真开题的报告
签 名:
年月日
cos(
2 3
)
f cs
cos(
2 3
)]
f bs
sin(
2 3
)
f cs
sin(
2 3
)]
(2 - 5 -1) (2 - 5 - 2)
(2-5)
f0s
1 3 [ f as
f bs
fcs ]
(2 - 5 - 3)
定义 a e j2 / 3 ,将(2-5-1)-j(2-5-2)可得
var
iar
ar
vabcr
vbr , iabcr
ibr , abcr
br
vcr
icr
cr
(2-2) (2-3)
定义 f 为电流,电压,磁链的共同变量,则有
f
abcs
2 3
[ias
1 2
(
f
bs
fcs )
四、工作计划(不少于 300 字) 1.熟悉和掌握同步发电机的参数、等值电路; 2.掌握和了解同步发电机的基本方程、动态模型; 3.了解同步发电机简化模型; 4.继续阅读有关课题的书籍及文献; 5.翻译一篇与课题有关的英文文献; 6.掌握励磁器、调速器数学模型; 7.学习 MATLAB SIMULINK 的使用方法; 8.学习 DEMOS 使用 SPS 建立简单的系统模型; 9.通过 SPS 建立单机无穷大系统; 10.构建(新建)一个励磁系统; 11.单机无穷大系统模型数据录入; 12.双机系统模型数据录入; 13.仿真模型调试; 14.使用说明书整理;完善分析模型,论文撰写;毕业论文答辩以及后期修改
基于matlab的同步发电机励磁系统仿真分析与调试毕业设计
毕业论文声明本人郑重声明:1.此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。
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3.若在大学学院毕业论文审查小组复审中,发现本文有抄袭,一切后果均由本人承担,与毕业论文指导老师无关。
4.本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
论文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者(签名):年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。
本人完全了解大学有关保存,使用毕业论文的规定。
同意学阅或借阅。
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如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为大学。
本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为大学。
本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
同步发电机三相短路故障仿真分析
同步发电机三相短路故障仿真分析摘要:电力系统中,发电机主要采用同步发电机,现代社会中使用的交流电,几乎全部由同步电机产生。
因此,同步电机对生产生活具有十分重要的意义。
本文采用MATLAB 建立同步电机仿真模型,对同步电机三相短路故障进行仿真分析,以便在同步电机运行尽量避免发生故障或在发生故障时能及时作出相应处理措施。
关键词:MATLAB 同步电机短路正序负序1前言同步电机是电力系统的电能供给设施,是电力系统中最重要和最复杂的设备,它的运行状态直接决定电力系统的安全与稳定。
在电力系统运行过程中,如果同步电机发生突然短路,则短路的暂态过程所产生的的冲击电流可能达到额定电流的十几倍,对同步电机本身和整个电力系统都可能产生严重的影响,因此,对同步电机的运行进行仿真及研究就显得尤为重要。
2发电机短路故障理论分析同步发电机的电磁暂态过程是一个很复杂的过程,为此假设同步发电机是理想机,即:(1)电机转子在结构上对本身的直轴和交轴完全对称,定子三相绕组也完全对称,在空间上相差为120°。
(2)定子电流在气隙上产生正弦分布的磁势,转子绕组和定子绕组之间的互感磁通也在气隙中按正弦规律分布。
(3)定子及转子的槽和通风沟不影响定子及转子绕组的电感。
此外,还假设:(1)在暂态过程期间同步发电机保持同步转速不变。
(2)发生短路后励磁电压始终保持不变。
(3)短路发生在电机的出线端口。
突然短路后,定子各相绕组出现的电流,可以根据各相绕组必须维持在短路瞬间的磁链不变的条件来确定。
为此,首先必须研究定子各相绕组磁链的变化规律。
假定短路前电机处于空载状态,短路前空载稳态运行时,转子以的转速旋转,主磁通交链定子abc绕组,即三相绕组的磁通如下式:在t=0(短路时刻)瞬间,各绕组的磁链初值为:由于绕组中的磁链不突变,若忽略电阻,则磁链守恒,绕组中的磁链将保持以上值。
3 仿真模型的建立设计一个只由发电机供电的简单电力网,该系统由一额定功率为500MW,额定电压为156KV的发电机和一负载构成。
毕业设计三相异步电动机软启动仿真研究[管理资料]
本科毕业设计(论文)三相异步电动机软启动仿真研究Three-phase asynchronous motor soft startsimulation research学院:专业班级:学生姓名: 学号:指导教师:年月毕业设计(论文)中文摘要三相异步电动机软启动仿真研究摘要: 为了减小常规启动方法对负载设备的影响,提高电动机的启动性能,本论文采用软启动控制方案,通过对软启动系统组成和实现方式的分析,提出了限流启动与斜坡电压启动两种控制方式结合在一起的方案,设计了软启动系统的结构图,建立了相应的软启动仿真模型。
本论文首先对异步电机的的启动特性做了理论分析,其次运用仿真的方法对异步电机常规启动和软启动的启动性能进行研究。
根据软启动的工作原理,利用晶闸管交流调压电路作为软启动的主电路,并引入电流负反馈控制作为控制回路,建立了软启动仿真模型,经过理论分析,表明模型的搭建是合理的。
对软启动模型进行仿真,仿真结果表明,限流部分采用电流反馈的闭环控制方法可以达到预期的控制效果,即可以便电动机平稳可靠地启动。
关键词:三相异步电动机:晶闸管:软启动:仿真毕业设计(论文)外文摘要Three-phase asynchronous motor soft start simulation researchAbstract: In order to reduce the influence of conventional boot method for load equipmen t,improve the start performance of motor,soft st盯t control scheme i s applied in 由is paper,through the analysis of soft start system and way of implementation,proposed 由e current limit start with slope voltage start toge由ertwo kinds of control mode,d esign of s tru cture of soft st缸t system,es t ablished th e soft start of the simulation mode l.First startup of the characteristics of asynchronous motor 由is paper made theοretical analysis,secondly using the simulation method of conventional starting and soft start of asynchronous motor startup performance were studied. According to th e working principle of sof t start,the use of thyristor ac voltage regulation circuit as the main circui t of soft start,and current feedback contro l is introduced into model as control circuit,the soft s t町t simulation model i s established,through th eoretical analysis,s how s 也at the construction of the model is reasonable. Soft start model sim ulation,the simulation results show that the current limiting p盯t with curren t feedback closed loop control method can achieve the desired control effect,which can make motor start smoothly and reliably.Keywords: Three-phase as严lchronous motor; Thyristor; Soft start; Simulation目录1绪论.............................................................. (1)课题研究的目的及意义…·国内外研究现状.....主要研究内容 (2)3 三相异步电动机的启动特性研究 (3)三相异步电动机的等效模型 (3)三相异步电动机的机械特性 (4)3三相异步电动机的常规研究 (6)直接启动 (6)降压启动 (10)4 三相异步电动机的软启动 (17)软启动的实现方式..............….................….......................软启动的调压原理 (17)软启动的仿真 (20)启动性能比较 (29)结论 (30)致谢............................................................................................但参考文献. (32)1 绪论课题研究的目的及意义电动机作为各种机械设备的动力装置,已被广泛地应用于社会生产各个部门和社会生活各个方面。
同步发电机仿真开题的报告
′ ′ v′ qdr = rr′i qdr + ( Llr + Lm ) pi ′ qdr + Lm pi qds + j (ω − ω r )[( Llr + Lm )i ′ qdr + Lm i qds ]
dλ vds = rs ids + ds − ωλ qs dt dλqs + ωλ ds vqs = rs iqs + dt dλ 0 s v0 s = rs i0 s + dt
(2-4)
2 2π 2π f qs = 3 [ f as cos θ + f bs cos(θ − 3 ) + f cs cos(θ + 3 )] (2 - 5 - 1) 2 2π 2π f ds = [ f as sin θ + f bs sin(θ − ) + f cs sin(θ + )] (2 - 5 - 2) 3 3 3 1 f 0 s = [ f as + f bs + f cs ] (2 - 5 - 3) 3
abcs
同理,
f qdr =
定义
2 − j (θ −θ ) 2 e [ f ar + a f br + a f cr ] = e − j (θ −θ ) f abcr 3
r r
(2-7)
N s N r N s N r N s N r
其中,Ns,Nr 分别为定子和转子的匝数 则有
f abcr = f ′ abcr rr = rr′ Llr = Llr ′
2 2
(2-8)
三相同步发电机运行仿真与GUI设计
1.2同步发电机的研究现状和发展趋势
电网使用的是交流电,因此发电厂一般都采用交流发电机。电网中的负荷大部分都是感性负载,所以必须由发电机提供无功功率,假如发电机为异步发电机,则其在并网后必然大量吸收无功功率,造成系统电压降低,电网无功缺额过大,无法维持合格的电压,而同步发电机既可以输出有功功率,也可以发出无功功率,因此同步发电机是一种常用的发电机。
三相同步发电机运行仿真与GUI设计
摘要
同步发电机广泛应用于诸多领域。随着科技进步,自动化程度在不断地提高,因此同步发电机也需要不断改进来适应日益提高的自动化程度的需求,而同步发电机是电力系统中最重要和最复杂的元件,它的突然短路的暂态过程所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍,这种情况下对电机本身和相关电气设备都可能带来严重影响,所以从技术和安全上考虑直接进行试验可能性很小。因此,对同步发电机运行进行仿真具有很大的必要性。
三相交流电动机变频调速系统的设计及仿真毕业设计
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (2)2 三相交流电机变频调速系统的组成及工作原理 (3)2.1 变频调速系统工作原理 (3)2.2 系统框图 (4)3 系统硬件电路的设计 (5)3.1 主电路的设计 (5)3.1.1 主电路介绍 (5)3.1.2 整流电路 (5)3.1.3 电容滤波 (6)3.1.4 逆变电路 (6)3.2控制电路的设计 (6)3.2.1 驱动模块的选择 (6)3.2.2 单片机的选取 (8)3.2.3 SA4828芯片的介绍 (9)3.3 外围设备简介 (10)3.3.1 串口通信 (10)3.3.2 LED显示器 (11)3.3.3保护电路 (12)3.3.4 A/D转换器的选择 (12)3.4 系统硬件原理图 (13)4 系统软件的设计 (14)5 系统的仿真及结果分析 (17)5.1Simulink简介 (17)5.2 仿真模型的建立 (17)5.3MATLAB模块选用以及参数设置 (18)5.4仿真结果图形及其分析 (24)结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)三相交流电动机变频调速系统的设计及仿真三相交流电动机变频调速系统的设计及仿真摘要本文讲述了一种采用专用集成电路SA4828设计电机变频调速的方法。
系统主要包括主电路和控制电路,其中主电路采用交-直-交控制方式,即先将交流电经过整流,滤波转变为直流电,再将直流电经逆变转变为频率可调的交流电。
整流部分用的是三项桥式整流电路,逆变电路用的是三项桥式逆变电路。
控制电路由MCS-52系列的89C52单片机、SA4828三相SPWM产生器和一些外围扩展芯片构成,其控制电路简单、控制方式灵活、输出波形优点多的特点得到了充分体现,利用相应的软件,实现电机的调速要求。
驱动电路采用MC3PHA C芯片。
文章主要内容包括:SA4828的特性介绍及变频系统的主电路,控制电路,驱动电路,保护电路,调速系统及软件编程设计方法和仿真,所设计的系统实现了变频调速的全数字化控制,可靠性高。
本科毕设同步电机仿真
本科毕设同步电机仿真
同步电机是一种交流电机,其转速与电源频率及极对数有关。
在同步电机仿真中,需要考虑电机的电磁特性、机械特性和控制特性。
为了进行仿真,需要确定电机参数和控制策略,然后建立相应的模型。
首先,电机参数包括定子电阻、定子电抗、转子电阻、转子电抗、气隙磁导率等,这些参数可以通过实验或者理论计算来获取。
然后,需要根据电机类型和控制策略建立电机模型,这包括定子和转子的数学模型、磁路模型和动态特性模型。
其次,控制策略在仿真中也非常重要。
常用的控制策略包括电流控制、矢量控制和模型预测控制等。
这些控制策略可以通过仿真来验证其有效性。
最后,仿真结果需要进行分析和评估。
主要考虑转速、转矩、效率、损耗等性能指标,并与实验结果进行比较,从而评估仿真模型的准确性和控制策略的性能。
总之,同步电机仿真需要考虑电磁特性、机械特性和控制特性,通过确定电机参数和控制策略建立模型,进行仿真分析和评估。
同步发电机三相短路仿真分析
一、同步发电机三相突然短路的电磁暂态分析同步发电机正常稳态运行时,励磁机施加于励磁绕组两端的电压为恒定的υf,励磁绕组中流过大小不变的直流电流i f,产生与定子绕组交链的磁链,在定子绕组中感应产生空载电势E q。
定子绕组与外部电路接通时,绕组中将有同步频率的交流电流i w。
各绕组电流分量物理过程分析:1、短路前稳态运行,有强制分量i w[0]和i f[0]。
2、短路瞬间,由于外界阻抗减小,定子绕组产生基频电流增量Δi w,为强制分量。
3、励磁绕组磁链守恒:定子Δi w出现导致相应的电枢反应磁链也增大,将减小励磁绕组原有的磁链,励磁绕组磁链守恒,励磁绕组中将增加一个直流分量Δi fa,并导致在定子回路中感应出一个附加的基频电流分量Δi w′,这两个电流都是没有外部电源供给的自由分量。
短路过程中,Δi w′将随Δi fa以定子绕组短接时励磁绕组的时间常数T d′按指数规律衰减到0。
4、定子绕组磁链守恒:电枢反应磁链的增大(包括Δi w和Δi w′二者所引起的磁链增量),将改变原有磁链的大小,为保持定子磁链守恒,短路瞬间定子绕组中必须产生一个大小与电枢反应磁链的增量相等、方向与之相反的磁链,定子绕组中应有一直流电流分量,该脉动直流可分解为恒定直流电流i ap和两倍同步频率的交流电流i2w两个分量,同时在励磁绕组中感应出一同步频率的交流电流Δi fw。
短路过程中,Δi fw将随(i ap+i2w)以励磁绕组短接时定子绕组的时间常数T a按指数规律衰减到0。
二、同步发电机三相突然短路的仿真2.1同步发电机突然三相短路电路模型同步发电机选用matlab/Simulink中的简化模型,参数如下:负载选用三相并联RLC负载元件,参数如下:短路通过三相电路短路故障发生器元件实现,参数如下:仿真时间为0.5s,故障发生器设定0.05s时发生短路故障,0.4s故障切除,仿真步长设为可变,算法为ode15s(stiff/NDF)。
基于MATLAB同步发电机仿真系统本科毕业设计(论文)(可编辑)
基于MATLAB同步发电机仿真系统本科毕业设计(论文)华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业设计(论文)Graduation Design (Thesis)(2006?2010年)题目:基于Matlab的同步发电机系统仿真分院:电气与信息分院专业:电力牵引华东交通大学理工学院毕业设计(论文)原创性申明本人郑重申明:所呈交的毕业设计(论文)是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。
设计(论文)中引用他人的文献、数据、图件、资料,均已在设计(论文)中特别加以标注引用,除此之外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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②卧式同步电机的转子主要由主磁极、磁轭、励磁绕组、集电环和转轴等组成。其定子结构与异步电机相似。立式结构必须用推力轴承承担机组转动部分的重力和水向下的压力。大容量水轮发电机中,此力可高达四、五十兆牛(约相当于四、五千吨物体的重力),所以这种推力轴承的结构复杂,加工工艺和安装要求都很高。按照推力轴承的安放位置,立式水轮发电机分为悬吊式和伞式两种。悬吊式的推力轴承放在上机架的上部或中部,在转速较高、转子直径与铁心长度的比值较小时,机械上运行较稳定。伞式的推力轴承放在转子下部的下机架上或水轮机顶盖上。负重机架是尺寸较小的下机架,可节约大量钢材,并能降低从机座基础算起的发电机和厂房高度。
1.2.3同步发电机的运行方式
同步发电机绝大多数是并联运行,并网发电的。各并联运行的同步发电机必须频率、电压的大小和相位都保持一致。否则,并联合闸的瞬间,各发电机之间会产生内部环流,引起扰动,严重时甚至会使发电机遭受破坏。但是,两台发电机在投入并联运行以前,一般说来它们的频率与电压的大小和相位是不会完全相同的。为了使同步发电机能投入并联运行,首先必须有一个同步并联的过程。同步并联的方法可分为准同步和自同步两种。同步发电机在投入并联运行以后,各机负载的分配决定于发电机的转速特性。通过调节原动机的调速器,改变发电机组的转速特性,即可改变各发电机的负载分配,控制各发电机的发电功率。而通过调节各发电机的励磁电流,可以改变各发电机无功功率分配和调节电网的电压。
作发电机运行的同步电机。是一种最常用的交流发电机。交流电是有频率周期的,交流电的大小方向随时间变化。如果发电机发电不是同步的,那么电流在同一时间内有大有小,且方向有的也不同,会抵消电流,实际电流就会变小。
1.2.1同步发电机在发电厂中的必要性
1、可以同时输出有功和无功功率,如果做成异步发电机,则发电机在并网后必然大量吸收无功功率,造成系统电压降低,电网无功缺额过大,无法维持合格的电压;
1.2.2同步发电机结构和分类
同步发电机的结构按其转速分为高速和低(中)速两种。前者多用于火电厂和核电站;后者多与低速水轮机或柴油机联动。在结构上,高速同步发电机多用隐极式转子,低(中)速同步发电机多用凸极式转子。
(1)高速同步发电机因大多数发电机与原动机同轴联动,火电厂都用高速汽轮机作原动机,所以汽轮发电机通常用高转速的2极电机,其转速达3000转/分(在电网频率为60赫时,为3600转/分)。核电站多用4极电机,转速为1500转/分(当电网频率为60赫时,为1800转/分)。为适应高速、高功率要求,高速同步发电机在结构上一是采用隐极式转子,二是设置专门的冷却系统。
三相同步发电机运行仿真与
第一章绪论
1.1引言
随着改革开放及经济建设的发展,近二十年来我国电力系统的规模和容量都有了突飞猛进的发展。2005年以后,我国已形成全国互联大电网,系统互联和新技术的采用,使得电力系统的安全与稳定性要求越来越高。
同步发电机是电力系统的能量提供者,是电力系统中最重要和最复杂的元件,由多个具有电磁耦合关系的绕组构成。他的控制性能的好坏将直接决定电力系统的安全与稳定运行状况。因此,很多电力系统仿真技术都离不开对同步发电机进行建模与仿真分析和研究。同步发电机突然短路的暂态过程所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍,对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响,因此对同步发电机动态特性的研究历来是电力系统中的重要课题之一。
2、电网中的负荷大部分都是感性负载,所以必须由发电机提供无功功率;
3、一般的大型发电机都是设计为同步发电机,异步运行时候无法达到额定负荷,最多达到50%,且异步运行时候发电机转子温升很高,为一种非正常运行方式,不可以长期运行;
4、只有小部分发电机可以使用异步发电机,在发出有功的同时吸收无功,因为系统中大部分都是同步发电机,所以无功储备还是比较大的。
②冷却系统:由于电机中能量损耗和电机的体积成正比,它的量级与电机线度量级的三次方成比例,而电机散热面的量级只是电机线度量级的二次方。因此,当电机尺寸增大时(受材料限制,增大电机容量就得加大其尺寸),电机每单位表面上需要散发的热量就会增加,电机的温升将会提高。为此,已研制出多种冷却系统。
(2)低速同步发电机多数由较低速度的水轮机或柴油机驱动。电机磁极数由4极到60极,甚至更多。对应的转速为1500~100转/分及以下。由于转速较低,一般都采用对材料和制造工艺要求较低的凸极式转子。
①隐极式转子:外表呈圆柱形,在圆柱表面开槽以安放直流励磁绕组,并用金属槽楔固紧,使电机具有均匀的气隙。由于高速旋转时产生的巨大的离心力,要求转子有很高的机械强度。隐极式转子一般由高强度合金钢整块锻成,槽形一般为开口形,以便安装励磁绕组。在每一个极距内约有1/3部分不开槽,形成大齿;其余部分的齿较窄,称作小齿。大齿中心即为转子磁极的中心。有时大齿也开一些较小的通风槽,但不嵌放绕组;有时还在嵌线槽底部铣出窄而浅的小槽作为通风槽。隐极式转子在转子本体轴向两端还装有金属的护环和中心环。护环是由高强度合金制成的厚壁圆筒,用以保护励磁绕组端部不至被巨大的离心力甩出;中心环用以防止绕组端部的轴向移动,并支撑护环。此外,为了把励磁电流通入励磁绕组,在电机轴上还装有集电环和电刷。
众所周知,电机行业是一个传统的机电制造行业,其发展已有二百多年的历史,对整个国民经济的发展起着相当重要的作用。电的产生、传输、使用都离不开电机,电机对社会发展和人民生活水平提高起到了巨大的推动作用,扮演了重要的角色,并已经成为社会生产生活中不可缺少的重要工具,成为生产生活中重要的动力来源。
1.2同步发电机概述