单相空载变压器的空载电流波形

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完成时间：2011年12月2日

一、实验内容(0.25分)

使用matlab仿真软件绘制单相电机空载电流波形，并分析其一次、三次、五次谐波成分

二、实验要求(0.25分)

1.绘制单相电机空载电流波形。

2.绘制空载电流一、三、五次谐波曲线。

三、实验方法描述(2.5分)

1.通过多项式拟合方式将U-I关系曲线求出，得到U=f(I);

2.根据U=260*sin(wt),得到t取不同值时的U0

3.根据第一步得到的U-I关系，求出在U=U0情况下的I0

4.此时I0的值与时间t的值相对应，用插值法得出I0-t的关系

5.将曲线做傅里叶变换，得出相应的n次谐波曲线（n=1、3、5）

四、实验源程序(1分)

I=[0 0.7 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 8.2 11.7 15.2 20];

U=[10 22 50 100 150 195 226 245 2 281 290 298];

wt=0:pi/10:pi;

U1=260*sin(wt);

p=polyfit(I, U, 6);

for k=1:11

p71=p(7)-U1(k);

dx=[p(1) p(2) p(3) p(4) p(5) p(6) p71];

r=roots(dx)

end

m=[0 2.1075 3.5370 4.9885 6.5771 7.81 6.5771 4.9885 3.5370 2.1075 0];

xi=0:0.01:pi;

yi_spline=interp1(wt,m,xi,'spline');

yi_spline2=[yi_spline,-yi_spline];

yi=0:0.01:2*pi;

xii=[0,yi];

Xk=2*fft(yi_spline2,630)/630;

t=0:0.01:2*pi;

yy1=abs(Xk(2))*sin(t+pi/2+angle(Xk(2)));

yy3=abs(Xk(4))*sin(3*t+pi/2+angle(Xk(4)));

yy5=abs(Xk(6))*sin(5*t+pi/2+angle(Xk(6)));

hold on;

plot(t*180/(pi),yy1,t*180/(pi),yy3,t*180/(pi),yy5,'k');

plot(xii*180/pi,yi_spline2,'-r');

title('磁化电流与主要谐波'),xlabel('wt(degree)'),ylabel('磁化电流（A）');

axis([0 180 -1 8]);

fuzhi=struct('fundamentalwave',max(yy1),'thirdhumornic',max(yy3),'fifthhumornic',max(yy5))

text(115,7,'磁化电流','Fontsize',11);

text(23,4.5,'基波','Fontsize',11);

text(55,0.7,'三次谐波¨','Fontsize',11);

text(140,0.8,'五次谐波','Fontsize',11);

grid on

五、实验结果(2.5分)

通过图像我们可以得到，磁化电流曲线呈类正弦波形状，其基波幅值最大，随着谐波波次的增大，幅值逐渐减小，频率逐渐增大，而且谐波分量中存在奇次谐波，不存在偶次谐波。

六、心得体会(3.5分)

通过本次实验对单相电机空载电流波形有了更深入的认识，并通过matlab仿真清楚地看出其一次、三次、五次谐波成分。

这些高次谐波有一定的弊害，比如输电线中的高次谐波电流产生的电磁场，会对邻近的电讯线路的正常通讯产生有害的干扰，所以在设计交流发电机时，应根据有关标准，把电流谐波含量在一定的范围以内。