mô phỏng các bộ biến đổi bằng phần mềm psim

BÀI 1: MÔ PHỎNG BỘ CHỈNH LƯU TIRISTOR TIA BA PHA
I) Mục tiêu
- Sinh viên biết cách thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển bộ chỉnh lưu
tiristor tia ba pha bằng phần mềm PSIM 6.0.
- Giúp cho sinh viên quan sát đồ thị xung điều khiển, các dòng điện và các điện
áp.
- Giúp cho sinh viên biết cách tính toán các kết quả mô phỏng, so sánh và nhận xét
với các kết quả tính toán được từ công thức.
II) Công tác chuẩn bị của sinh viên:
- Nghiên cứu cách mô phỏng bộ chỉnh lưu tiristor tia ba pha bằng phần mềm
PSIM.
- Đọc và hiểu các dạng đồ thị xung điều khiển, đồ thị các dòng điện và điên áp của
bộ chinh lưu tiristor tia ba pha.
III) Thiết bị cần có:
Máy tính đã được cài sẵn phần mềm PSIM 6.0 có bản quyền.
IV) Nội dung
a)

Cho chỉnh lưu tia bap ha tiristor, tải R-L-E. Biết U2=285(V); f=50(Hz);
Rd=3,5(Ω); Ld=1H); La= 3(mH); Ed= 210(v).
-Khi α = 230 . Hãy vẽ đồ thị ud =f(t) , id =f(t) ,uT1 =f(t), it1=f(t) . Đo Id , Ud , góc
trùng dẫn γ .

-Dựng đồ thị quan hệ giữa Ud =f(α). Cho nhận xét.

1


Mạch mô phỏng:

b)

Chạy mô phỏng với các tham số đã cho tavẽ đồ thị ud=f(t); id=f(t); uT1=f(t);
iT1=f(t). Đo Ud, Id, góc trùng dẫn γ.

Điện áp tải :
2


Trị trung bình điện áp tải là 295,229(V).
Dòng điện tải :

Trị trung bình dòng điện tải là 23,7529(A).

3


Điện áp trên tiristor số 1 :

Dòng điện trên tiristor số 1 :

4


Điện áp nguồn pha a :

Dòng điện nguồn pha a :
5


Góc trùng dẫn giữa tiristor số 1 và tiristor số 2 :

Từ đồ thị ta tính được thời gian trùng dẫn : =0.950076-0.94620=3,876ms
Ta có, góc trùng dẫn :
6


c) dựng đặc tuyến quan hệ giữa giá trị trung bình điện áp trên tải với góc điều
khiển Ud=f(α) và nhận xét:
Góc
điều
khiển
Trị
trung
bình
điện
áp(avg
)

(độ)

0

15

30

45

60

75

90

(V)

320

308,8

278,9

231,7

209,9

208,2

206,7

Ta có đồ thị :
320

300

Ud(V)

280

260

240

220

200

0

10

20

30

40
50
anpha do

60

70

80

90

7

Nhận xét:
- Đồ thị có dạng phi tuyến, khi giá trị góc điều khiển tăng thì giá trị trung
bình điện áp tải Ut lại giảm.
-Khi α thay đổi từ 30 độ đến 60 độ thì U t giảm mạnh, khi α thay đổi từ 60 độ
đến 90 độ thì Ut thay đổi rất ít.

d) Tính toán theo lý thuyết:Áp dụng công thức: Ud(α)=

3
2π

6U 2 cos α

U2 : Trị hiệu dụng điện áp pha nguồn
Góc
điều
khiển
Trị
trung
bình
điện
áp(avg
)

α
(độ)

0

15

30

45

60

75

90

(V)

333,5

322

288,7

235,7

166,7

86

0

Ta có đồ thị :

8

350

300

250

Ud(V)

200

150

100

50

0

0

10

20

30

40
50

anpha do

60

70

80

90

Nhận xét:
Khi tính toán theo lý thuyết thì đồ thị có dạng cong giảm dần về phía trục
hoành, trị điện áp trung bình Ut giảm khi góc điều khiển α (rad) tăng dần.
e) Nhận xét chung :
Nhìn vào đồ thị nhận được khi chạy mô phỏng ta thấy dạng đồ thị của u d
tương đối giống với lý thuyết đã học. Ta thấy u d liên tục nhưng lại có phần âm vì
có điện cảm Ld.

9


BÀI 2 : MÔ PHỎNG BỘ CHỈNH LƯU TIRISTOR CẦU BA PHA

I) Mục tiêu
- Sinh viên biết cách thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển bộ chỉnh lưu
tiristor cầu ba pha bằng phần mềm PSIM 6.0.
- Giúp cho sinh viên quan sát đồ thị xung điều khiển, các dòng điện và các điện
áp.
- Giúp cho sinh viên biết cách tính toán các kết quả mô phỏng, so sánh và nhận xét
với các kết quả tính toán được từ công thức.

II) Công tác chuẩn bị của sinh viên:
- Nghiên cứu cách mô phỏng bộ chỉnh lưu tiristor tia ba pha bằng phần mềm
PSIM.
- Đọc và hiểu các dạng đồ thị xung điều khiển, đồ thị các dòng điện và điên áp của
bộ chinh lưu tiristor cầu ba pha.
III) Thiết bị cần có:
Máy tính đã được cài sẵn phần mềm PSIM 6.0 có bản quyền.
IV) Nội dung.
a)

Chỉnh lưu cầu tiristor ba pha, biết ; f=50(Hz); ; ; E=122(V);
-Khi α = 25 vẽ đồ thị ud=f(t); id=f(t); uT1=f(t); iT1=f(t). Đo trị số trung bình

Ud, Id
- Dựng đồ thị quan hệ giữa Ud=f(α) và nhận xét:
Mạch mô phỏng:

10


b)

Khi α = 25 vẽ đồ thị ud=f(t); id=f(t); uT1=f(t); iT1=f(t). Đo trị số trung bình
Ud, Id:

Điện áp tải :

11

Trị trung bình điện áp tải là486,19(V).


Dòng điện tải :

Trị trung bình dòng điện tải là60,7(A)


Điện áp trên tiristor số 1:
12




Dòng điện qua tiristor số 1:

Điện áp nguồn pha a:
13




Dòng điện nguồn pha a:

Dựng đồ thị quan hệ giữa Ud=f(α) và nhận xét:

14


Góc

điều
khiển
Trị
trung
bình
điện
áp(avg
)

α
(độ)

0

15

30

45

60

75

90

(V)

537

518

464

378

269

190

139

Ta có đồ thị :
550
500
450

Ud(V)

400
350
300
250
200
150
100

0

10

20

30

40
50
anpha do

60

70

80

90

Nhận xét:
- Đồ thị có dạng phi tuyến, khi giá trị góc điều khiển tăng thì giá trị trung
bình điện áp tải Ut lại giảm.
-Khi α thay đổi từ 30 độ đến 90 độ thì Ut giảm mạnh.

15


Tính toán theo lý thuyết:

c)

Áp dụng công thức: Ud(α)=

3
2π

6U 2 cos α

U2 : Trị hiệu dụng điện áp pha nguồn
Góc
điều
khiển
Trị
trung
bình
điện
áp(avg
)

α
(độ)

0

15

30

45

60

75

90

(V)

269

259.8

233

190.2

134.5

69.6

0

Ta có đồ thị :
300

250

Ud(V)

200

150

100

50

0

0

10

20

30

40
50
anpha do

60

70

80

90

16

Nhận xét:
-Khi tính toán theo lý thuyết thì đồ thị có dạng cong giảm dần về phía trục
hoành, trị điện áp trung bình Ut giảm khi góc điều khiển α (rad) tăng dần.
d)

Nhận xét chung :

Nhìn vào đồ thị nhận được khi chạy mô phỏng ta thấy dạng đồ thị của u d
tương đối giống với lý thuyết đã học. Ta thấy ud liên tục .

17


BÀI 3: MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU NỐI TIẾP.
I) Mục tiêu
- Sinh viên biết cách thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển bộ điều chỉnh điện
áp 1 chiều nối tiếp bằng phần mềm PSIM 6.0.
- Giúp cho sinh viên quan sát đồ thị xung điều khiển, các dòng điện và các điện
áp.
- Giúp cho sinh viên biết cách tính toán các kết quả mô phỏng, so sánh và nhận xét
với các kết quả tính toán được từ công thức.
II) Công tác chuẩn bị của sinh viên:
- Nghiên cứu cách mô phỏng bộ chỉnh lưu tiristor tia ba pha bằng phần mềm
PSIM.
- Đọc và hiểu các dạng đồ thị xung điều khiển, đồ thị các dòng điện và điên áp của
bộđiều chỉnh điện áp 1 chiều nối tiếp.
III) Thiết bị cần có:
Máy tính đã được cài sẵn phần mềm PSIM 6.0 có bản quyền.
IV) Nội dung
Các tham số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Suất điện động nguồn

E

V

200

Chu kì xung điều khiển

T

ms

2

Điện trở tải

Rd

Ω

4

Điện cảm tải

Ld

mH

16

Suất điện động tải

Et

V

25

Hệ số điều chỉnh

γ

0.45

18


Mạch mô phỏng:

a)

Xung điều khiển:

19


b)Điện áp trên tải:

c)Dòng điện tải :

d)Dòng điện qua GTO: iGTO
20


e)Dòng điện qua DIODE : iD

g)Dựng đồ thị quan hệ giữa Ut=f(γ) và nhận xét:
21


Hệ số
điều
chỉnh
Trị
trung
bình
(V)
điện áp
tải(avg
)
Ta có đồ thị :

0.1

0.2

27.8

0.3

40

60

0.4

80

0.5

0.6

100

0.7

120

0.8

140

160

0.9

180

180
160
140

Ut trungbinh

120
100
80
60
40
20
0.1

0.2

0.3

0.4

0.5
0.6
hesohieuchinh

0.7

0.8

0.9

Từ đường đặc tuyến trên ta thấy giá trị trung bình của điện áp trên tải tăng
khi hệ số điều chỉnh tăng.

22


f) Nhận xét và so sánh các đồ thị, các kết quả, các đặc tuyến đã mô phỏng với lý
thuyết
- Các kết quả mô phỏng phù hợp với lý thuyết
- Từ đặc tuyến quan hệ giữa giá trị trung bình điện áp trên tải với hệ số điều chỉnh
γ
Ut = f( γ), ta thấy rằng khi γ tăng thì Ut cũng tăng theo tỉ lệ thuận, phù hợp với công
thức tính đã học trên lớp: Ut = E. γ

23


BÀI 4: MÔ PHỎNG BỘ CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 1 PHA
I) Mục tiêu
- Sinh viên biết cách thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển bộ điều chỉnh điện
áp xoay chiều 1pha bằng phần mềm PSIM 6.0.
- Giúp cho sinh viên quan sát đồ thị xung điều khiển, các dòng điện và các điện
áp.

- Giúp cho sinh viên biết cách tính toán các kết quả mô phỏng, so sánh và nhận xét
với các kết quả tính toán được từ công thức.
II) Công tác chuẩn bị của sinh viên:
- Nghiên cứu cách mô phỏng bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều 1 pha bằng phần
mềm PSIM.
- Đọc và hiểu các dạng đồ thị xung điều khiển, đồ thị các dòng điện và điên áp của
bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều 1pha.
III) Thiết bị cần có:
Máy tính đã được cài sẵn phần mềm PSIM 6.0 có bản quyền.
IV) Nội dung.
1)

Mạch mô phỏng:

24


2)

Thông số mô phỏng:
Các tham số

Ký hiệu

Đơn vị

Giá trị

Trị hiệu dụng điện áp nguồn

U2

V

220

Tần số điện áp nguồn

F

Hz

50

Điện trở tải

Rt

Ω

10

Điện cảm tải

Lt

mH

29

độ

35

Góc điều khiển

a)

α

Điện áp tải:ut
25