Анализ переходных процессов в линейных электрических цепях.

Цель работы. Провести исследование линейной цепи содержащей несколько накопителей электрической энергии в программе MatLab.

Содержание работы:

· составить систему уравнений по заданной электрической цепи;

· разработать программу для расчета токов в ветвях цепи и падений напряжений на емкостных элементах;

· представить результаты расчета программы в виде графических зависимостей.

В качестве используемого программного обеспечения для решения системы уравнений используется пакет MatLab, расчет проводится с применением метода ode45 - одношаговый явный метод Рунге-Кутта 4-го (5-го) порядка [1].

Приведем пример расчета линейной электрической цепи представленной на рис. 1.1.

 

 

Порядок проведения лабораторной работы.

 

1. Составим систему дифференциальных уравнений:

, (1.1)

где - напряжения на емкостях, которые могут быть найдены из решения уравнений

 

 

Для того чтобы система уравнений была разрешима относительно неизвестных величин стоящих под знаком дифференциала необходимо выразить токи ветвей, не содержащих индуктивности, через искомые параметры. Для этого, используя законы Кирхгофа, составим уравнения связи (1.2) и дополним (1.1):

(1.2)

Программа m-файла для расчета системы уравнений представлена на листинге 1.1.

Листинг 1.1

Результаты расчета программы приведены на рис. 1.2.

 

 

Выводы по работе. В ходе выполнения работы составлена система алгебраически-дифференциальных уравнений, разработана программа расчета токов в ветвях и падений напряжений на емкостных элементах цепи, приведены графические зависимости законов изменения токов и напряжений от времени. В целом в лабораторной работе представлен анализ электрической цепи содержащей несколько накопителей электрической энергии.

 

Варианты заданий по лабораторной работе №1.

 

 

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОГО ОДНОФАЗНОГО
ТРАНСФОРМАТОРА

Цель работы. Провести исследование однофазного трансформатора при активной, активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузках.

 

Содержание работы. Работа состоит из трех частей.

Первая часть. Составить схему замещения линейного однофазного трансформатора, и рассчитать ее параметры при помощи опытов холостого хода и короткого замыкания. На основе схемы замещения записать m-файл для расчета токов в обмотках трансформатора при различных видах нагрузки.

Вторая часть. Разработать виртуальную лабораторную установку по исследованию линейного однофазного трансформатора в пакете MatLab/Simulink и на ее основе провести исследование нагрузочной и рабочих характеристик трансформатора.

Третья часть. Составить структурную схему в программе MatLab/Simulink и на ее основе рассчитать токи в обмотках трансформатора, а также потери в магнитной системе трансформатора (нагрузочные потери и потери холостого хода).