电机MATLAB仿真实验

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单相变压器空载仿真实验
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单相变压器空载仿真实验
一、实验目的
1 用仿真的方法了解并求取变压器的空载特性。

2 通过变压器空载仿真了解并求取变压器的参数和损耗。

二、预习要点
1 变压器空载运行有什么特点？
2 在变压器空载实验仿真中，如何通过仿真测取变压器的铁耗。

三、仿真项目
1 完成变压器空载运行仿真模型的搭建和参数设定。

2 仿真测取空载特性U0=f(I0)，P0= f(U0)，cosΦ0= f(U0)。

四、仿真方法
1 仿真模块
2 仿真模型
AX
图1 变压器空载实验接线图
图2 单相变压器空载仿真模型示例图
图3 变压器参数设置示例图（右侧饱和曲线数据请输入到左侧Saturation Characteristic 一栏） 3 空载仿真
1）根据图1的接线图进行仿真模型搭建，搭建仿真模型如图2所示，所有频率的设置均改成50。

2）对单相变压器以及其他元器件模块的参数设置，选定额定电压，变压器变比等。

设定其额定容量S N =77 V A ，U 1N /U 2N =55/220V 。

变压器低压侧接电源，高压侧开路。

变压器参数设置如图3所示。

3）可自行根据需要选择需要测量的波形以及有效值量，加入示波器以及计算模块进行测量并设定仿真时间。

4）调节电压源电压，调节范围在（1.25~0.2）U N范围内，测取变压器的U0，I0，P0，cosΦ0以及二次侧电压U AX等数据。

5）测取数据时，在额定电压附近侧的点较密，共测取10组数据记录于下表。

表1 空载实验数据
五、实验报告
1. 完成表1
2. 绘制U0-I0特性曲线
3. 计算变压器变比
4. 计算低压侧的励磁参数
实验二单相变压器短路仿真实验
一、实验目的
1 用仿真的方法了解并求取变压器的短路特性。

2 通过变压器短路仿真了解并求取变压器的参数和损耗。

二、预习要点
1 变压器短路运行有什么特点？
2 在变压器短路实验仿真中，如何通过仿真测取变压器的铜耗。

三、仿真项目
1 完成变压器短路运行仿真模型的搭建和参数设定。

2 仿真测取短路特性U K=f(I K)，P K= f(U K)，cosΦK= f(U K)。

四、仿真方法
1 仿真模块
2 仿真模型
图1 变压器短路实验接线图
图2 单相变压器短路仿真模型示例图
图3 变压器参数设置示例图（右侧饱和曲线数据请输入到左侧Saturation Characteristic 一栏） 3 短路仿真
1）根据图1的接线图进行仿真模型搭建。

搭建仿真模型如图2所示。

所有频率的设置均改成50。

2）将三相变压器模块改为单相变压器，并进行变压器以及其他元器件模块的参数设置，选定额定电压，变压器变比等。

设定其额定容量S N =77 V A ，U 1N /U 2N =55/220V ，I 1N /I 2N =1.4/0.35V 。

变压器高压侧接电源，低压侧短路。

变压器参数设置如图3所示。

3）可自行根据需要选择需要测量的波形以及有效值量，加入示波器以及计算模块进行测量并设定仿真时间。

4）调节电压源电压，使得高压侧短路电流约等于1.1I N，然后逐次降低输入电压，减少短路电流，在（1.1~0.2）I N范围内测取变压器的U K，I K，P K等数据。

5）测取数据时，I K=I N点必须测，共测取6-7组数据记录于表1中。

表1短路实验数据
五、实验报告
1、完成表1
2、绘制U k- I k特性曲线
3、计算高压侧的短路参数
实验三三相变压器的连接组一、实验目的
1了解变压器的连接组。

2用仿真的方法判别变压器的连接组。

二、预习要点
1 连接组的定义。

为什么要研究连接组。

国家规定的标准连接组有哪几种。

2 如何把Y,y0连接组改成Y,y6连接组以及把Y,d11改为Y,d5连接组。

三、仿真项目
1 完成变压器连接组仿真模型的搭建和参数设定。

2 连接并判定以下连接组
（1）Y,y0
（2）Y,y6
（3）Y,d11
（4）Y,d5
四、仿真方法
1 仿真模块
2 仿真模型
变压器模块高压绕组用A1+、B1+、C1+、A1、B1、C1标记，低压绕组用A2+、B2+
、C2+、A2、B2、C2标记。

设定变压器额定容量为108 V A ，频率50Hz ，额定电压10/2.5KV 。

根据连接组类型进行连线并加上电压表进行检验。

图1 12节点三相变压器参数设置示例图
2.1 Y ,y0
X
Y Z A C
B
a
b
c •
ab
E
图2-1 Y ,y0连接组接线，电势相量图
根据图2-1连线，A 、a 两端点用导线连接（注意：此导线为辅助导线，用以检验连接组，在实际应用中不存在。

下同），在高压侧施加三相对称的额定电压，测出U AB 、U BC 、U CA 、U ab 、U bc 、U ca 、U Bb 、U Bc 、U Cb 、以及U Cc ，将数据记录于表1中。

根据Y,y0连接组的电势相量图可知：(-1)Bb Cc L ab U U K U == Bc U U =
其中AB
L ab
U K U =
为线电压之比。

若用两式计算出的电压U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与仿真所得数值相同，则表示绕组连接正确，属Y,y0连接组。

图2-2 Y ,y0连接组仿真模型示例图
图2-1进行连线搭建如图2-2仿真模型，并根据最后要测取的电压值在仿真中接入电压表进行测量。

2.2 Y ,y6
X
Y
Z A
C
B
a •
ab
E c
图3 Y,y6连接组接线，电势相量图
将Y ,y0连接组的副方绕组首、末端标记对调，A 、a 两点用导线相连，如图3所示
根据Y,y6连接组的电势相量图可得 (+1)B b C c L a
b U U K U == B
c U U = 若由上两式计算出U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与仿真所得数值相同，则表示绕组连接正确，属Y,y6连接组。

2.3 Y ,d11
a
•
E
图4 Y ,d11连接组接线，电势相量图
A 、a 两端点用导线相连，高压侧施加对称额定电压。

如图4所示。

根据Y ,d11连接组的电势向量可得
Bb Bc Cc U U U U ===若由上两式计算出U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与仿真所得数值相同，则表示绕组连接正确，属Y ,d11连接
组。

2.4 Y,d5
X
Y
Z
A
C
B
a
•
ab
E
•
AB
E
b
c
图5 Y,d5连接组接线，电势相量图
将Y/△-11连接组的副方绕组首、末端的标记对调，如图5所示，仿真方法同前，记录数据于表1中。

根据Y,d5连接组的电势相量图可得
B b B c
C c L
U U U
===
若由上两式计算出U Bb、U Cc、U Bc的数值与仿真所得数值相同，则表示绕组连接正确，属Y,d5连接组。

表1 测量数值
表2 计算数值
五、实验报告
1、完成表1、表2
2、校验仿真数据的正确性
实验一、实验二的变压器参数
实验三的变压器参数
上海电力学院
本科实验设计
电机学（1）实验仿真报告
院系：
专业年级（班级）：
学生姓名：学号：
指导教师：
成绩：
年月日。