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基于MATELAB的单相变压器特性仿真 自动化122班 3120404045 目录 一、课程设计背景 二、 单相变压器的基本原理 三、单相变压器的仿真 四、 心得体会 一、课程设计背景 课程设计的目的：学习了一学期的《控制系统计算机辅助设计——MATELAB语言应用》后，结合学过的知识应用MATELAB通过对具体实例的仿真，进一步掌握MATELAB软件的使用方法和知识的融会贯通，同时也是对自己学习成果的检验。 课程设计题目描述和要求：课程设计题目为基于MATELAB的单相变压器特性仿真，主要通过仿真具体实例来计算一个变压器在已知负载下的额定电压调整率和额定效率， 分析变压器效率曲线的变化规律，了解负载功率因数对效率曲线的影响，观察变压器电压变化率的变化规律，分析负载性质对电压变化率特性的影响。要求（1）采用屏幕图形的方式直观显示；（2）利用MATLAB编程方法实现；（3）画出对应不同的效率曲线；(4)画出对应阻性、感性、容性三种负载性质的特性曲线，且通过额定点；（5）给出特征性的结论。 一、课程设计背景 §1.3使用工具介绍 MATLAB的含义是矩阵实验室（MATRIX LABORATORY），主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无须定义维数的矩阵。MATLAB自问世以来,就是以数值计算称雄。MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组（或称阵列），这使的MATLAB高度“向量化”。经过十几年的完善和扩充，现已发展成为线性代数课程的标准工具。由于它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序，并集应用程序和图形于一便于使用的集成环境中。在这个环境下，对所要求解的问题，用户只需简单地列出数学表达式，其结果便以数值或图形方式显示出来。本课程设计主要是使用了MATELAB软件的程序编程部分来进行仿真的。 二、单相变压器的基本原理 二、单相变压器的基本原理 §2.2 单相变压器的等效电路 将副绕组用折算过的副绕组来代替，同时把变压器绕组中的电阻和代表漏磁场效应的漏电抗转移到绕组外端，由于原、副绕组两段的电位差相等，故可以连接，将两个绕组合并为一个，有电流 流过。这样合并后的绕组连同变压器铁芯就相当于一个绕在铁芯上的电抗线圈，可用阻抗来代表。所得到电路图即为变压器的等效电路 第三章 单相变压器的仿真 §3.1单相变压器实例仿真内容 第三章 单相变压器的仿真 第三章 单相变压器的仿真 §3.4单相变压器的仿真结果及波形分析 （1）MATELAB仿真得出变压器带上额定负载、时的额定电压调整率和额定效率如下： 第三章 单相变压器的仿真 §3.4单相变压器的仿真结果及波形分析 （2）分别求出当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。单相变压器的效率曲线如下图所示 第三章 单相变压器的仿真 §3.4单相变压器的仿真结果及波形分析 第三章 单相变压器的仿真 MATELAB仿真结果显示： 第三章 单相变压器的仿真 §3.4单相变压器的仿真结果及波形分析 （3）不同性质的负载对变压器输出特性的影响。不同负载时变压器的输出特性曲线如图 第三章 单相变压器的仿真 §3.5 单相变压器仿真结论 （1）通过单相变压器的效率曲线，可以看出，单相变压器的效率随着负载电流的增大先增大，后减小,当I=0.5425 时，效率最大，并且最大效率只与P0和P有关，与 无关；效率随着负载功率因数的增大而增大。 （2）通过不同负载性质时变压器的输出特性曲线，可以看出，当负载一定时，负载电压随负载电流线性变化。当负载电流和变压器短路参数不变时，电压变化率随负载性质的变化而变化，对于阻性负载 ;对于感性负载 且 ;对于容性负载 六．课程设计心得体会 变压器在电力系统中发挥着非常重要的作用，通过对单相变压器效率特性仿真，将以前学过的电机课程《电力电子技术》的知识和本学期《控制系统计算机辅助设计——MATELAB语言应用》 相结合，我对单相变压器效率特性曲线的变化规律有了更直观、更深刻的掌握，也对负载的阻容性对变压器效率曲线的影响有了进一步的掌握。此外，对有些在听课的时候感到迷惑的内容也有了新的认识；除了对电机学所学的内容上的进一步掌握之外，我还学会了用MATELAB语言编写程序，对一些简单问题进行仿真分析，也对MATELAB这个理工科必用的软件有了更深的了解，我感觉这对我的能力有很大的提高。虽