tiểu luận mô phỏng mạch điện- điện tử
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.13 MB, 13 trang )
Bài tập mô phỏng
Bài 1: Mạch điện gồm tổng trở Z
1
, mắc nối ếp với hai tổng trở Z
2
và Z
3
mắc song
song với nhau, được cung cấp bằng nguồn điện áp xoay chiều hình sin.
!"#$%&'()*+,-!
.
/012!+,!3!%&!)45
3.
6!"#789:
;
<;=;>?@<AABA"C;BBD
:
A
<EBFB=GHIFB=>
:
I
<EBFB=JHIBFB=>
BÀI LÀM
K
A
<K
I
<EBFB=>
L
;
<<MFNO;EIP
6
;
<<;B=QFNR
S<AAB/
<EBPT
LUV!"#$K
;
<E>?L
;
<IPF6
;
<=BBWR?<
EBPT?<EB∠B
B
Ta có:
x
L
= ωL = 2π.50.3.10
-3
= 0,94Ω
Z
1
= R
1
+ jx
L
= 5 + j0,94 Ω = 5,09
’
Ω ;
=12,8Ω
Để có cộng hưởng, thành phần phản kháng của tổng trở Z
vào
phải được triệt êu.
Vậy ta có:
Với giá trị R
3
= 6,19Ω tổng trở phức của cả mạch chỉ còn lại phần thực:
Dòng điện trong nhánh chính:
A
Dòng điện trong các nhánh song song:
3,83
Kết quả mô phỏng được cho ở hình 1, trong đó đồng hồ Ampe A
1
chỉ dòng I
1
, A
2
chỉ dòng I
2
, A
3
chỉ dòng I
3
. Từ kết quả mô phỏng bằng phần mềm Mulsim12 ta
thấy giá trị dòng điện \nh toán và giá trị đo xấp xỉ bằng nhau.
Hình 2. Đồ thị vectơ
Bài 2: Mạch điện ba pha có:
Tải ba pha không đối xứng đấu hình tam giác, được cung cấp bởi nguồn ba
pha đối xứng. Mô phỏng mạch điện này để thấy rõ dòng điện dây và dòng điện
pha, công suất các pha trên tải và nguồn:
Biết:
U
d
= 220V; Z
AB
= R
1
= 41 Ω; Z
BC
= R
2
+ jx
2
= 1+ j31,04 = 31,06∠88,15
0
Ω
Z
CA
= R
3
+ jX
3
= 1 - j31,04 = 31,06∠-88,15
0
Ω
Chọn ; ;
Dòng điện pha và dòng điện dây:
I
BC
= 7,083A
I
AB
= 5,37A
I
CA
=7,083A
Tại nút A:
; suy ra giá trị hiệu dụng I
A
= 12,085A
Tại nút B:
Suy ra giá trị hiệu dụng I
B
= 12,085A
Tại nút C:
Suy ra giá trị hiệu dụng I
C
= 6,68A
Công suất tác dụng của tải 3 pha
1.(5,365)
2
+1.(7,083)
2
+1.(7,083)
2
=1280,5W
Công suất phản kháng của tải 3 pha
1.(7,083)
2
–1.(7,083)
2
= 0 Var
Số chỉ mỗi Oátmet
P
1
= U
AB
I
A
cos(U
AB
,I
A
) = 220.12,09.cos(-120
0
– 163
0
57’-90
0
) = 2580,3W
P
2
= U
CB
I
C
cos(U
CB
,I
C
) = 220.21,75.cos(120
0
+90
0
) = - 1296,1W
Từ kết quả mô phỏng ta thấy:
6!!+,F+,+X)53%Y
Z!"[!!Y!.
"&+\)]!A!^89
_
<_
`;
G_
`A
<AEEE;AQ=<;AO;`a_
<;AOBFE`
Bài 3:
D b!cb!((d1*
'e#8Fe""C-+Dfg')*$
!"#!%&')*8h"#4F4+ib!
cb!(.
7D b!cb!(Zdc"1
*'e#8Fe""C-+Dfg'
)*$4jFe8!.
Bài làm
D LUVb!cb!()"9
k1;d@<;BB/
'CK;L;DCKAllLAD.6!*'j!)c0
%b!cb!((d^^jj
7h%d";A.
Kết quả mô phỏng được cho ở đồ thị sau:
Từ kết quả mô phỏng ta thấy:
6!)4b!cb!($+,b!%&
j+)4$mn5o8.
p1fF+,
;
CK
;
DF
I
CL
A
D!Z!7h
MBBq"^'4b!(7h
b
<;A"F+,
A
CK
A
D!
Z!7hB"n^'4b!(.8b'r[o8
+('L
A
j*f3j)+X+s#ebK
A
.
!"#$fg')*$"#!%&
K
FL
[h"#44b!($.
jt!%&Yuv)5!*F^
(Fv)5$!%&jv-'+%24
[!Z!.wt(v-'$!
)5+nh"#4τ.τc!t%
[!Z!.
4b!(
b
^'4Yp4j^j8^
!Z!.
Cả τ, t
qđ
đều phụ thuộc vào giá trị các phần tử R, L (hoặc C).
7D b!cb!(Zdc"1
*'e#8Fe""C-+Dfg
')*$4je8+!.
Sử dụng phần mềm Mulsim 12 mô phỏng mạch với các tham số như sau:
Kết quả dạng sóng dòng điện quá độ i
RL1
được cho ở hình sau:
Từ đồ thị ta thấy nếu đóng khóa K tại thời điểm t = 0, u(V1) = 0 thì dáng điệu
nghiệm có dạng như hình trên
-Nếu đóng khóa K tại thời điểm t = π/2 tức là V2 sớm pha hơn V1 π/2: V1=
(t+π/2) = V1(t)
Dạng sóng dòng điện quá độ khi đóng khóa K tại t =90
0
Từ đồ thị ta thấy dáng điệu nghiệm có thay đổi nhiều so với việc đóng khóa K tại
thời điểm t =0
Kết luận: Thời điểm đóng khóa K có ảnh hưởng rất lớn đến dáng điệu dòng
điện quá độ trong mạch điện xoay chiều.
Bài 4:
Mô phỏng mạch chỉnh lưu 3 pha dùng thyristor cung cấp cho tải, điện trở và điện
cảm mắc nối ếp. Nhận xét về ảnh hưởng \nh chất tải, chế độ làm việc của các
phần tử.
Bài làm
II Sử dụng phần mềm mô phỏng PSIM9.0
Bài 1: Mô phỏng quá trình quá độ trong mạch điện một chiều gồm điện trở, điện
cảm và điện dung (bậc hai), với các thông số của các phần tử khác nhau để thấy rõ
ảnh hưởng của các trị số của các phần tử ảnh hưởng đến dáng điệu nghiệm
không dao động ến tới xác lập (nghiệm thực) hoặc dao động tắt dần ến tới xác
lập (nghiệm phức).
BÀI LÀM
Thành lập mạch điện có các thông số như ở hình
Lúc đầu khóa K ở trạng thái OFF, sau khi chuyển khóa K về trạng thái ON, chọn
phím F8 trên bàn phím để quan sát dạng sóng dòng điện i=i(R
1
) chạy trong mạch
điện.
Từ đồ thị trên ta thấy:
Ứng với giá trị ban đầu của các phần tử R, L, C đã cho thì dáng điệu nghiệm
của dòng điện i(R
1
) là dạng dao động tắt dần ến tới trạng thái xác lập. Tức là các
nghiệm của phương trình đắc trưng là nghiệm phức. Giá trị dòng điện xác lập là
sau t
qđ
≈ 0.025s
-Thay đổi các thông số của mạch điện hình 12 để kiểm nghiệm sự ảnh
hưởng của giá trị R, L, C đến sự thay đổi dáng điệu nghiệm i(R
1
)
. Thay R
1
= 400Ω bằng R’
1
=200Ω.
Kết quả mô phỏng được cho ở hình
Từ đồ thị ta thấy: Khi giảm R1 làm cho dáng điệu nghiệm i(R
1
) chuyển từ dao động
tắt dần sang dao động không tắt dần. Nghiệm của phương trình đặc trưng là
nghiệm thực. Ngược lại tăng R1 sẽ làm cho nghiệm có dạng dao động mạnh hơn.
b)thay 100mH bằng L’
1
= 50mH giữ nguyên R
1
, C
1
Kết quả mô phỏng được cho ở hình
Từ đồ thị ta thấy: Khi giảm giá trị L
1
thì dòng điện quá độ i
R1
vẫn có dạng dao động
tắt dần nhưng biên độ dao động cực đại lớn hơn và tần số dao động cũng lớn
hơn.
cThay C
1
=5µF bằng C’
1
= 1µF
Kết quả mô phỏng
Từ đồ thị ta thấy: Khi giảm giá trị C
1
thì dòng điện quá độ i
R1
dao động tắt dần có
xu hướng giảm. Nếu ếp tục giảm C
1
thì dáng điệu nghiệm sẽ chuyển sang dạng
không dao động tắt dần.
