Файл: задания по ВМиПП в матлабе.pdf

104 

ходился  на  наиболее  вероятную  нагрузку 

Н

2

Р

)

75

.

0

5

.

0

(





.  Номинальное  значе-

ние КПД  немного ниже максимального значения. 

Рисунок 5.8 -  График изменения КПД трансформатора 

от коэффициента нагрузки 

5.2 Выполнение лабораторной работы в программе Matlab  

 
5.2.1 Описание лабораторной установки 
Работа проводится в среде визуального моделирования MATLAB по вари-

антам. В данной лабораторной работе используются библиотеки: 

1)  Simulink, со следующими разделами: 

 а) Sinks; 
б) Source. 

2) SimPowerSystems, со следующими разделами: 

а) Electrical Source; 
б) Elements; 
в) Measurement; 
г) Extra Library. 

Блоки разделов соединены по схеме, представленной на рисунке 4.10. 

5.2.2 Порядок выполнения работы. 

Выбрать  трансформатор  из  таблицы  приложения  А,  согласно  варианту, 

данные о трансформаторе занести в лабораторный журнал. 

105 

Рассчитать  параметры  трансформатора  перед  выполнением  лабораторной 

работы для имитационной модели в пакете Simulink.   

Базовыми значениями параметров трансформатора являются:  



расчетная полная мощность S, обозначенная как P[ВА];  



номинальная частота (Гц); 



действующее  номинальное  напряжение  (В)  соответствующей  об-

мотки.  

Для каждой обмотки относительные сопротивления и индуктивность опре-

деляются выражениями: 

,

Z

X

)

ри

(

L

;

Z

R

)

ри

(

R

bn

n

n

bn

n

n





(5.34) 

где 

S

U

Z

2

n

bn



Расчет  относительных  параметров  трансформатора  осуществляется  на 

основании паспортных данных (таблица А) завода изготовителя по выражени-
ям: 

,

cos

I

U

S

Z

R

R

0

10

1

b

0

m











(5.35) 

,

sin

I

U

S

Z

x

L

0

10

1

b

0

m











  (5.36) 

10

1

10

0

I

U

P

arccos







(5.37) 

,

I

U

2

cos

U

S

Z

2

R

R

R

n

2

1

k

k

b

k

2

1





















     (5.39) 

,

I

U

2

sin

U

S

Z

2

x

L

L

n

2

1

k

k

b

k

2

p

1

p





















(5.40) 

.

I

U

P

arccos

н

к

к

к







 (5.41) 

При этом номинальный ток трансформатора следует определить из вы-

ражения: 

1

n

U

S

I



(5.42) 

 
Задать рассчитанные параметры в модель трансформатора, для этого: 

Открыть библиотеку SimPowerSystems и раскрыть раздел Elements. 

106 

В раскрывшемся списке выбрать элемент Linear Transformer и перенести в 

поле модели (рисунок 5.9). 

Рисунок 5.9 - элемент Linear Transformer 

Двойным нажатием на элементе Linear Transformer раскрыть его свойства. 

В полях окна настройки параметров трансформатора последовательно задать: 



мощность трансформатора и частота (Pn, fn); 



действующее напряжение и относительные параметры схемы заме-

щения первичной обмотки (V1(Vrms) R1(pu) L1(pu)); 



действующее напряжение и относительные параметры схемы заме-

щения вторичных обмоток (V2(Vrms) R2(pu) L2(pu)); 



относительные  параметры  ветви  намагничивания  (Rm(pu) 

Lm(pu)); 



переменные  состояния  трансформатора,  которые  измеряются  бло-

ком Multimeter. 

Поскольку блок Multimeter не используется, то в поле Measurement из 

выпадающего меню выбирать опцию None. 

Пример задания параметров трансформатора представлен на рисунке  

5.10. 

Выполнить опыт холостого хода трансформатора 
Собрать схему представленную на рисунке 4.11, для этого: 
Присоединить  источник  переменного  напряжения  к  первичной  обмотке 

трансформатора, обозначенной цифрой «1». 

Подключить блоки для измерения мгновенного тока и напряжения к пер-

вичной обмотке трансформатора. 

Выходы блок измерения тока и напряжения подключить к блоку вычисле-

ния действующего значения (RMS) 

Выходы  блоков  вычисления  действующего  значения  (RMS)  соединить    с 

блоками Display. 

Завести сигналы мгновенных значений тока и напряжения первичной об-

мотки  трансформатора  в  блок  измерения  активной  и  реактивной  мощности 
(P_Q_Power).  Данный  блок  находится  библиотеке  SimPowerSystems  в    разделе 
Extra Library в разделе Measurements элемент Active&Reactive Power. 

Подключить  блок  для  измерения  мгновенного  напряжения  к  вторичной 

обмотке трансформатора, обозначенной цифрой «2». 
 

107 

Рисунок 5.10  - Пример задания параметров трансформатора 

Рисунок 5.11 -  Схема опыта холостого хода 

В окне настройки параметров источника питания задается: 

108 



амплитуда источника (В); 



начальная фаза в градусах; 



частота (Гц); 



образец времени (с); 



переменные, измеряемые блоком Multimeter. 

Напряжение  и  частота  источника  должны  соответствовать  параметрам 

трансформатора. Опыт холостого трансформатора выполняется при номиналь-
ном напряжении трансформатора. 

В полях окна настройки параметров нагрузки задаются R, L, С. Для ис-

ключения  реактивных  элементов  индуктивность  должна  быть  задана  равной 
нулю, а емкость - бесконечности (inf). В окне настройки параметров измерителя 
мощности  указывается  частота,  на  которой  измеряется  активная  и  реактивная 
мощность. В полях окна настройки дисплея указывается формат представления 
числовых результатов, в поле  Decimation (разбивка) задается число шагов вы-
числения, через которые значения выводятся на дисплей. 

После проверки схемы преподавателем или лаборантом запустить  модель 

на расчет.  

Записать показания приборов в таблице 5.1. 

Таблица 5.1 – Результаты эксперимента опыта  холостого хода трансформатора 
 

Измерено 

Вычислено 

10

U  

10

I  

10

P  

20

U  

n 

100

I

I

H

1

10



0

cos



В 

А 

Вт 

В 

- 

% 

- 

Выполнить опыт короткого замыкания трансформатора, для этого: 
Собрать схему представленную на рисунке 5.12, для этого: 
Подключить  блок  для  измерения  мгновенного  тока  к  вторичной  обмотке 

трансформатора, обозначенной цифрой «2».