电磁场仿真讲解文档格式.docx
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0,也必然有△u>
0,而且数值比阻性的要大，
U2*<
（3）对容性负载，©
2<
0,则可能出现△u<
0，U2*>
1。
目的：
了解变压器电压变化率的变化规律；
了解负载性质对电压变化率特性的影响。
II.变压器效率
在所有种类的电机中，变压器的效率是最高的，而且高效率工作区间很宽。
一般地，电力变压器的效率都在95%~99%之间。
电机学中变压器的效率表示为：
*2*
n=P2/Pi=1-艺P/（P2+艺P）=1-（P0+12*PkN）/（l2*Sn*cos©
*2
2+FO+I2*Pn）
式中Po额定电压时的空载损耗;
PkN――额定电流时的短路损耗;
I2负载电流的标幺值；
Sn――变压器的额定容量；
cos©
2――负载的功率因数。
了解变压器效率曲线的变化规律；
了解负载性质对效率曲线的影响。
二、实验要求及要点描述（2.5分）
要求：
1绘制磁化曲线；
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。
实现：
1采用屏幕图形方式直观显示；
2利用编程方法和MATLAB勺拟合函数；
3利用多种函数族如多项式、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。
2利用MATLA编程或SIMULINK建模均可；
3要画出对应阻性、感性、容性三种负载性质的特性曲线，且要通过额定点；
4要给出特征性的结论。
1使用数组计算一组值，然后同意进行画图；
2使用legend函数生成图例，以区分阻性负载、容性负载和感性负载的曲线。
3通过三种不同性质的负载的曲线的走向总结不同性质负载下，电压
变化率的变化趋势。
三、基本知识及实验方法描述（3分）
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卩°
。
而在铁磁材料中，二者是非线性关系，称为磁化曲线。
一般地，磁化曲线都有开始阶段、线性增长阶段、拐弯阶段和饱和阶段四部分，其中线性增长阶段和拐弯阶段的交界点就是曲线的膝点。
在实验过程中，首先输入题目中所给出的H与B的数值，通过直接plot画出对应所给点的曲线，再用多项式进行拟合，可以发现，以一定次数多项式拟合会得到与原曲线大致重合的曲线，曲线的大致形状为由大致线性过膝点后变为缓慢变化。
超前cos0.85,滞后cos：
2=0.85，COS「2=1.0）效率曲线
I.电压变化率
变压器一次侧接额定电压，二次侧空载时的电压就是额定电压。
当二次侧接入负载后，即使一次侧电压不变，二次侧的电压也不再是额定值，变化后的电压大小与负载电流、负载性质和短路阻抗参数有关。
负载性质发生变化，
那么电压变化率也会发生变化，进而影响输出电压的大小。
一般地，该变化规律为：
⑴对阻性负载，©
2=0,必然有△u>
0,U2*<
⑵对感性负载，©
0,而且数值比阻性的要大，U2*<
⑶对容性负载，©
0,则可能出现△u<
0,U*>
在实验过程中，将电流值从0-15.15的变化写入一个数组，通过应用公式△u=l；
*（rk*cos©
2）计算出对应的△u,并将得到的结果写入另一个数组，使用plot语句画出不同性质负载对应的电压变化率曲线，通过图例加以区分。
在所有种类的电机中，变压器的效率是最高的，而且高效率工作区间很宽。
一般地，电力变压器的效率都在95%~99之间。
在实验过程中，是负载电流标幺值在0~1.2之间变化，通过公式
*2**2
n=1-（P0+I2*PkN）/（l2*Sn*cos©
2+F0+I2*Pn）
计算出相应的效率值，使用plot语句输出曲线。
四、实验源程序（1分）
I.H1-B
>
H1=[01.41.712.122.673.404.255.366.758.8012.017.428.052.988.0138]；
B=[00.4:
0.1:
1.8]；
plot（H1,B）
xlabel（'
磁场强度H1（A/cm）'
）
ylabel（'
磁感应强度B（T）'
text（1.4,0.4,'
（1.4,0.4）'
text（28.0,1.5,'
（28.0,1.5）'
拟合:
H1=[01.41.712.122.673.404.255.366.758.8012.017.428.052.9
88.0138];
1.8];
n=7;
p=polyfit（H1,B,n）
p=
Columns1through6
0.0026-0.0412
0.0000-0.00000.0000-0.0001
Columns7through8
0.34600.0070
poly2str（p,'
x'
）ans=
3.4865e-11xA7-1.1872e-08xA6+1.4855e-06xA5-8.7509e-05xA4
+0.0026221xA3-0.041181x"
2+0.34603x+0.0070495
z=polyval（p,H1）
0.00700.41760.49070.57880.68300.7995
Columns7through12
0.90861.01651.11091.19821.28121.4088
Columns13through16
1.49901.60001.70001.8000
plot（H1,B,'
o'
H1,z,'
r'
I（A）'
E（V）'
title（'
E-I（H-B）CurveFitting'
legend（原始数据点'
'
多项式拟合曲线'
II.H2-B
H2=[0.021.461.792.222.813.564.455.627.089.3313.018.931.559.095.6152]；
plot（H2,B）
磁场强度H2（A/cm）'
text（1.46,0.4,'
（1.46,0.4）'
text（31.5,1.5,'
（31.5,1.5）'
拟合：
H2=[0.021.461.792.222.813.564.455.627.089.3313.018.931.559.095.6152];
p=polyfit（H2,B,n）p=
0.0000-0.00000.0000-0.00010.0022-0.0370
0.33050.0039
2.011e-11xA7-7.5221e-09xA6+1.0334e-06xA5-6.6763e-05xA4
+0.0021834xA3-0.037034xA2+0.33045x+0.0039434
z=polyval（p,H2）
0.0105
0.4140
0.4886
0.5773
0.6845
0.7994
0.9091
1.0179
1.1117
1.1989
1.2798
1.4091
1.4990
1.6000
1.7000
1.8000
plot（H2,B,'
H2,z,'
皿.H3-B
H3=[0.041.521.872.322.953.724.655.887.459.9014.020.636.065.3105166]；
plot（H3,B）
磁场强度H3（A/cm）'
text（1.52,0.4,'
（1.52,0.4）'
text（36.0,1.5,'
（36.0,1.5）'
H3=[0.041.521.872.322.953.724.655.887.459.9014.020.636.065.3105166];
p=polyfit（H3,B,n）
0.0018-0.0330
0.31440.0027
1.1329e-11xA7-4.6551e-09xA6+7.0357e-07xA5-5.0011e-05xA4
+0.0017936xA3-0.033026x"
2+0.31441x+0.002668
z=polyval（p,H3）
0.01520.41030.48630.57530.68520.7985
1.49911.60001.70001.8000
plot（H3,B,'
H3,z,'
IV.H4-B
H4=[0.061.581.952.423.093.894.886.167.8610.515.022.641.3
72.8115181]；
plot（H4,B）
磁场强度H4（A/cm）'
text（1.58,0.4,'
（1.58,0.4）'
）>
text（41.3,1.5,'
（41.3,1.5）'
H4=[0.061.581.952.423.093.894.886.167.8610.515.022.641.372.8115181];
n=8;
p=polyfit（H4,B,n）
0.0030
-0.00000.0000-0.00000.0000-0.0001
Columns7through9
-0.04180.3354-0.0205
ans=
-3.8663e-13x"
8+1.7991e-10X7-3.1457e-08x"
6+2.6733e-06xA5
-0.00012048xA4+0.0029924xA3-0.041814xA2+0.33539x-0.020543
z=polyval（p,H4）
-0.0006
0.4161
0.4950
0.5847
0.6946
0.8022
0.9068
1.0069
1.0987
1.1923
1.3038
1.3994
1.5000
plot（H4,B,'
H4,z,'
V.H5-B
H5=[0.081.642.032.543.244.075.126.458.3111.216.225.047.0
80.4126197]；
plot（H5,B）
磁场强度H5（A/cm）'
text（1.64,0.4,'
（1.64,0.4）'
text（47.0,1.5,'
（47.0,1.5）'
80.4126197];
p=polyfit（H5,B,n）
0.0026
-0.03830.3224-0.0241
poly2str（p,'
-2.1334e-13xA8+1.0872e-10xA7-2.0841e-08xA6+1.9407e-06xA5
-9.5465e-05乂八4+0.0025652乂八3-0.038275处2+0.32242x-
0.024133
z=polyval（p,H5）
z=
plot（H5,B,'
H5,z,'
W.一组磁化曲线
H4二[0.061.581.952.423.093.894.886.167.8610.515.022.641.372.8115181];
holdon
plot（H1,B,H2,B,H3,B,H4,B,H5,B）
磁场强度H（A/cm）'
legend（'
H1-B'
H2-B'
H3-B'
H4-B'
H5-B'
2应用MATLAB绘制电压变化率曲线（额定负载：
超前cos\=0.85,
滞后cos\=0.85，cos2=1.0）效率曲线
Rk=0.0093;
Xk=0.048;
COS=0.85;
SIN二sin（acos（0.85））;
u仁1-（Rk*COS+Xk*SIN）
u1=
0.9668
u2=1-（Rk*COS-Xk*SIN）u2=
1.0174
u3=1-（Rk*1+Xk*0）u3=
0.9907
I2=[0:
0.01:
15.15];
a=1;
U21=1-I2*（Rk*COS+Xk*SIN）;
U22=1-I2*（Rk*COS-Xk*SIN）;
U23=1-I2*（Rk*1-Xk*0）;
plot（I2,U21,I2,U22,I2,U23,I2,a）
legend（感性负载'
容性负载'
阻性负载'
单相变压器的外特性'
ratedU_2（%）'
ratedI_2（%）'
axis（[O1.201.2]）
n.变压器效率
12二[0:
1.2];
P0=5400;
PkN=9300;
KN=I2.A2*PkN;
XIAO仁1-（P0+KN）./（l2*SN*0.85+P0+KN）;
XIAO2=1-（P0+KN）./（I2*SN*1+P0+KN）;
plot（l2,XIAO1,l2,XIAO2）
0.85'
1'
axis（[01.201.1]）
plot（I2,1）
变压器效率n'
rated12（%）'
变压器效率曲线'
五、实验结果（0.5分）
表格H1-B
H/A/cm
1.4
1.71
2.12
2.67
3.40
4.25
5.36
B/T
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
6.75
8.80
12.0
17.4
28.0
52.9
88.0
138
B/T1.11.21.31.41.51.61.71.8
图像H1-B
2040608010012014Q
越场强度
2
4
1.
1OQ.64.2Dao.Qo.
eH圜哪也蹬坯
拟合后:
表格H2-B
0.02
1.46
1.79
2.22
2.81
3.56
4.45
5.62
7.08
9.33
13.0
18.9
31.5
59.0
95.6
152
1.1
1.2
1.3
1.5
1.6
1.7
1.8
图像H2-B
86186
JnJIJI1_o匚[D疊盟怛凰锻
0.4（1.46,04）
02
2040
60SO100
晞场强^H2（A/cm）
120
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