Hướng dẫn sử dụng phần mềm PSIM

GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

NỘI DUNG

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, mô hình hóa trở thành phương
pháp rất hiệu quả trong nghiên cứu khoa học, trong thực tế sản
SVTH: LÊ VIỆT LONG

1


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

xuất cũng như trong phục vụ giảng dạy và học tập. Trên thị
trường thế giới cũng đã xuất hiện rất nhiều phần mềm Thiết kế - Mô
phỏng mạch điện tử công suất. Có thể kể ra các phần mềm như :
PSPICE, TINA, MATLAB, SIMSEN, SUCCES, PSIM… Các phần mềm
này chính là công cụ để giúp các kỹ sư, các nhà sản xuất tối ưu hóa
công việc của mình, từ đó tạo ra những sản phẩm điện tử chính xác,
đáng tin cậy và giá thành thấp.
Ở nhiều trường Đại Học và Cao Đẳng việc mô phỏng mạch
điện tử còn nhiều khó khăn vì thiếu về trang thiết bị thực hành.
Nhiều thiết bị mô phỏng cũ, số lượng module ít nên không đáp
ứng được hết các nhu cầu về giảng dạy và học tập.
Để đáp ứng về nhu cầu thực tiễn đặt ra chúng em lựa
chọn đề tài “TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM”.

Trong quá trình tìm hiểu và thực hiện mô phỏng không thể
tránh khỏi sai sót.Em rất mong nhận được ý kiến cũng như
phản hồi để đồ án của e được hoàn thiện hơn

SVTH: LÊ VIỆT LONG

2


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

CHƯƠNG 1 : LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT
TRIỂN
1.1 Khái quát
-

PSIM là phần mềm mạch do hãng LAB-VOLT (Hoa Kỳ) - Một
trong các nhà sản xuất các thiết bị dạy học nổi tiếng viết và
đưa ra thị trường. Đây là phần mềm không chỉ mạnh trong học
tập, giảng dạy mà còn là tài liệu cơ bản cho các kỹ sư khi
nghiên cứu, phân tích, khai thác mạch điện tử công suất, các
mạch điều khiển tương tự và số, cũng như trong hệ truyền

-

động xoay chiều (AC), một chiều (DC).
PSIM chạy trong môi trường Microsoft Windows 98/NT/2000/XP
với yêu cầu bộ nhớ RAM tối thiểu là 32 MB. Chương trình thiết

kế mạch của PSIM là một chương trình có tính tương tác cao
giữa giao diện của các thư mục và phần mềm soạn thảo mạch
điện với người sử dụng. Các phần tử của mạch được chứa trong
menu Elements. Các phần tử được chia thành bốn nhóm là:
Phần tử mạch công suất (Power), phần tử mạch điều khiển
(Control), phần tử nguồn (Sources) và các phần tử khác
(Others). Thư viện trong PSIM bao gồm hai phần: Thư viện hình
ảnh (PSIMimage.lib) và thư viện danh sách (PSIMLIB). Thư viện
danh sách không thể sửa đổi được, nhưng thư viện hình ảnh có
thể sửa đổi hoặc tạo lập một thư viện hình ảnh riêng cho người

-

sử dụng.
Nhìn chung, PSIM được đánh giá là một phần mềm dễ sử dụng, trực
quan, dung lượng nhẹ và khá mạnh trong lĩnh vực Điện tử công
suất. PSIM có ưu điểm mô phỏng độc lập mạch lực vì các khối điều
khiển đã được xây dựng sẵn, ta chỉ việc lắp ghép. Vì vậy, chúng em
lựa chọn đề tài đồ án là: Khai thác phần mềm PSIM mô phỏng mạch
điện tử công suất.
1.2.

Các phần mềm trong bộ

SVTH: LÊ VIỆT LONG

3


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

PSIM bao gồm 3 chương trình:
PSIM schematic

PSIM simulator

SIMVIEW

Hình 1.1. Quá trình mô phỏng trên PSIM
PSIM Schematic: chương trình thiết kế mạch
PSIM Simulator : chương trình mô phỏng.
PSIM VIEW

: chương trình hiển thị đồ thị sau khi mô phỏng .

PSIM biểu diễn một mạch điện trên 4 khối:

Power circuit

Switch controllers

Sensors

Control circuit

Hình 1.2. Biểu diễn một mạch điện trên PSIM
SVTH: LÊ VIỆT LONG

4


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

-

Power circuit: mạch động lực.

-

Control circuit: mạch điều khiển.

-

Sensors: hệ cảm biến.

-

Switch controllers: bộ điều khiển chuyển mạch.
Mạch động lực bao gồm các van bán dẫn công suất, các
phần tử RLC, máy biến áp lực và cuộn cảm san bằng.
Mạch điều khiển sẽ được biểu diễn bằng các sơ đồ khối,
bao gồm cả các phần tử trong miền S, miền Z, các phần tử
logic (ví dụ như các cổng logic,flip-flop) và các phần tử phi
tuyến (ví dụ bộ chia). Các phần tử cảm biến sẽ đo các giá trị
điện áp, dòng điện trong mạch lực để đưa các tín hiệu đo này
về mạch điều khiển. Sau đó mạch điều khiển sẽ cho các tín

hiệu đến bộ điều khiển chuyển mạch để điều khiển quá trình
đóng cắt các van bán dẫn trong mạch lực.

SVTH: LÊ VIỆT LONG

5


GVHD: Lê Quốc Dũng

SVTH: LÊ VIỆT LONG

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

6


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

CHƯƠNG 2: PHẠM VI ỨNG DỤNG.
2.1.

Các ưu điểm:

PSIM có tích hợp khác nhau trên mô-đun, danh sách đầy đủ và
mô tả của PSIM có thể được tìm thấy trên Powersim trang web . Có
những mô-đun cho phép mô phỏng động cơ điều khiển, kiểm soát
kỹ thuật số , và các tính toán tổn thất nhiệt do chuyển đổi và dẫn

truyền. Có một mô-đun năng lượng tái tạo cho phép mô phỏng của
pin quang điện (bao gồm cả hiệu ứng nhiệt độ), pin, siêu tụ , và tuabin gió. Ngoài ra còn có một số module cho phép đồng mô phỏng
với các nền tảng khác để xác minh VHDL hoặc Verilog mã hoặc để
đồng mô phỏng với một FEA chương trình. Các chương trình mà
PSIM hiện đồng mô phỏng với là: Simulink , JMAG , và ModelSim .
PSIM hiện hỗ trợ tự động chuyển mã hệ với Module SimCoder và
sẽ ra mã để sử dụng với Texas Instruments F2833x và
F2803x nổi và cố định điểm xử lý tín hiệu kỹ thuật số từ cácloạt
C2000 . Với phiên bản 10.0.4 PSIM, PSIM đã hỗ trợ cho Freescale
Semiconductor Kinetis V series MCU.
Ngoài ra, mô phỏng vi xử lý-In-Vòng PSIM hay PIL Mô-đun đã được
bổ sung trong phiên bản 10.0.4. Module cho phép người dùng điều
khiển một mô phỏng PSIM với mã được thực hiện trên một TI DSP
hoặc MCU.
PSIM có tốc độ mô phỏng nhanh hơn nhiều so với Spice mô phỏng
dựa trên cơ sở sử dụng của nó trong chuyển đổi lý tưởng. Với thêm
kỹ thuật số và SimCoupler Modules gần như bất kỳ loại thuật toán
logic có thể được mô phỏng. Kể từ PSIM sử dụng công tắc lý tưởng
dạng sóng mô phỏng sẽ phản ánh điều này, làm cho PSIM phù hợp
hơn cho các nghiên cứu cấp hệ thống chứ không phải là chuyển đổi
các nghiên cứu quá trình chuyển đổi. PSIM có giao diện đơn giản và
mô phỏng được rất trực quan
2.2. Nhược điểm:
- Phần mềm nào cũng có nhược điểm của nó do đó Proteus
cũng không tránh khỏi các nhươc điểm :
+ Phần mềm do công ty của nước ngoài nên tính chất bản
quyền
khá
cao,
và

hầu
như ít được biết đến nên rất khó kiếm ngoài thực tế .
SVTH: LÊ VIỆT LONG

7


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

+ Trong khi thiết kế có nhiều phần trong Proteus chạy không
theo
một
quy
tắc
nào
làm người sử dụng đôi lúc gặp khó khăn.
+ Sử dụng khá phức tạp nhất là đối với các mạch vi xử lý hay
các
mạch
cần
chỉnh
sửa các tính chất các linh kiện (do quá nhiều tính chất phải điều
chỉnh).

CHƯƠNG 3 : GIỚI THIỆU PHẦN MỀM
3.1.

Giới thiệu chung

3.1.1.

Khởi động chương trình
Khi khởi động chương trình thì PSIM Schematic sẽ chạy đầu

tiên, các bạn vào File --> New, giao diện như sau:

Menu

toolbar

Element
toolbar

Circuit
window

Hình 3.1. Giao diện của chương trình PSIM
Thanh chuẩn (Standard) gồm: File, Edit, View, Subcircuit,
Element, Simulate, Option, Window, Help. Mọi thao tác trong
PSIM đều có thể thực hiện được từ thanh chuẩn này.
Thanh công cụ gồm: New, Save, Open...Và các lệnh
thường dùng như Wire (nối dây), Zoom, Run Simulation (chạy
mô phỏng)...
SVTH: LÊ VIỆT LONG

8

GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Thanh dưới cùng là các linh kiện thường dùng như điện
trở, cuộn cảm, tụ điện, diode, thyristor,…
3.1.1.1.

Biểu diễn tham số các phần tử
Các tham số mối phần tử, bộ phận của mạch được đối

thoại trên ba cửa sổ của PSIM bao gồm :
- Các tham số (Parameters).
- Các thông tin khác (Orther Info).
- Màu sắc (Color).

Hình 3.2. Cửa sổ trao đổi tham số trên PSIM
Cửa sổ Parameters được sử dụng trong quá trình mô
phỏng, còn cửa sổ Orther Info không sử dụng cho mô phỏng mà
chỉ dành cho người sử dụng, các thông tin này sẽ được hiện ra
trong mục View/Element List.Ví dụ như các thông số loại thiết
bị, tên nhà sản xuất, số sản xuất…Còn cửa sổ Color để xác
định màu sắc cho từng phần tử.
Trên cửa sổ Parameters, các tham số được đưa vào dưới
dạng các số thập phân hoặc dạng biểu thức toán học. Ví dụ
một điện trở có thế được biểu diễn dưới các dạng sau:
12.5 ; 12.5 k ; 12.5 Ohm ; 12.5 kOhm ; 25/2 Ohm.
Các luỹ thừa sau sử dụng các chữ cái để thể hiện :
10 9 : G

10 6 : M

10 3 : K

10 −3 : m

10 −12 : p

Các hàm toán học sau được sử dụng:
SVTH: LÊ VIỆT LONG

9

10 −6 : u

10 −9 : n


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

+

phép cộng

-

phép trừ

*

phép nhân

/

phép chia

^

hàm mũ

SQRT

3.2.

hàm căn bậc hai

SIN

hàm sin

COS

hàm cos

TAN

hàm tang

LOG

hàm logarit cơ số tự nhiên

Một số phần tử mạch lực

3.2.1. Điện trở, điện cảm và điện dung (RLC)
Với PSIM, các phần tử R, L, C rời rạc hay một nhánh RLC đều
có thể được mô tả với các điều kiện đầu được xác định (dòng điện
trên L, điện áp trên C).
Ngoài ra mạch ba pha đối xứng, nhánh RLC cũng được mô tả với
các điều kiện đầu được xác định bằng 0 bằng các ký hiệu “R3”,
“RL3”, “RC3” và “RLC3”.

Hình 3.3. ký hiệu phần tử RLC một pha và ba pha
3.2.2. Các khoá chuyển mạch
Có hai dạng cơ bản của khoá đóng cắt trong PSIM : một là
theo kiểu khoá gồm hai trạng thái (đóng và mở khoá), hai là theo

SVTH: LÊ VIỆT LONG

10


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

kiểu ba trạng thái (đóng, mở và làm việc trong chế độ khuyếch đại
tuyến tính).

Khoá hai trạng thái bao gồm : điôt (DIODE), điac (DIAC),
tiristor (THY), triac (TRIAC), GTO, tranzito công suất theo kiểu npn
(NPN) hoặc pnp (PNP), IGBT, MOSFET kênh n (MOSFET_n) và kênh p
(MOSFET_p), và khóa hai chiều (SSWI). Các phần tử này được mô tả
như các khoá lý tưởng, nghĩa là ở trạng thái đóng (cho dòng chạy
qua) khoá có gía trị nội trở bằng 10
có dòng) sẽ có giá trị 1M

Ω

µΩ

, còn ở trạng thái mở (không

.

Hình 3.4. ký hiệu diot, diac và thyristor trong PSIM
Khoá ba trạng thái bao gồm hai loại tranzito pnp (PNP_1) và npn
(NPN_1).

Hình 3.5. ký hiệu tranzito ba trạng thái
3.2.3.
Khối điều khiển Gating block
Khối này chỉ được nối với cực điều khiển của các khoá điện tử
hai trạng thái kể trên và được xác định tính chất trực tiếp của block
Gating.
Mô tả một Gating block:

Hình 3.6. Ký hiệu của Gating block.

SVTH: LÊ VIỆT LONG

11


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Frequency: tần số làm việc khi nối với các khoá điện tử.
Number of points: số lần tác động trong một chu kỳ.
Switching points: Góc tác động trong một chu kỳ.
3.2.4.
Máy biến áp
Có các loại như : Máy biến áp lý tưởng, máy biến áp một pha
và ba pha với các kiểu đấu dây.
Trên Psim các loại máy biến áp một pha sau đây được sử dụng :
-

Một

cuộn

dây

sơ

cấp

và

một

cuộn

dây

thứ

cấp

(TF_1F/TF_1F_1)
-

Một cuộn dây sơ cấp và hai cuộn dây thứ cấp (TF_1F_3W)

-

Hai cuộn dây sơ cấp và hai cuộn dây thứ cấp (TF_1F_4W)

-

Một cuộn dây sơ cấp và bốn cuộn dây thứ cấp (TF_1F_5W)

-

Một cuộn dây sơ cấp và sáu cuộn dây thứ cấp (TF_1F_7W)

Hình 3.7. ký hiệu các loại máy biến áp một pha
Trên Psim có các loại máy biến áp ba pha trụ sau :

-

Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây có các đầu dây ra của đầu và
cuối cuộn dây (TF_3F)
∆

-

Máy biến áp 3 pha nối Y/Y và Y/

-

Máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây nối Y/Y/

-

(TF_3YYD/TF_3YDD)

SVTH: LÊ VIỆT LONG

12

(TF_3YY/TF_3YD)
∆

và Y/

∆/∆

GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Hình 3.8.
ký hiệu
các loại
biến áp ba
pha
3.2.5.
Các môđun của bộ biến đổi một pha và ba pha
Các môđun bộ biến đổi một pha bao gồm cầu chỉnh lưu
một pha bằng điôt và tiristo được biểu diễn như sau :

Hình 3.9. Môđun chỉnh lưu cầu một pha
Các môđun của bộ biến đổi ba pha bao gồm : chỉnh lưu
cầu ba pha điôt BDIODE3, chỉnh lưu cầu ba pha tiristo BTHY3,
chỉnh lưu tia ba pha tiristo BTHY3H :

Hình 3.10. Môđun chỉnh lưu cầu ba pha
3.3. Một số phần tử mạch điều khiển
3.3.1.

Khối hàm truyền
Khối hàm truyền được biểu diễn bằng tỷ số của hai đa thức

của tử số và mẫu số như sau :

SVTH: LÊ VIỆT LONG

13


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Bs
As

n

n

G(s) = k

n

n

2

1

+ ... + B2 s + B1 s + B0
+ ... +

2

1

A s +As +A
2

1

0

Có hai dạng của khối hàm truyền trên PSIM : loại thứ nhất
cho các giá trị “không” ban đầu ( TFCTN), loại thứ hai cho các tham
số vào ban đầu(TFCTN1).
Bao gồm các khối như : khối tỷ lệ, khối tích phân, khối vi phân,
khối tích phân - tỷ lệ và khối lọc.
Hình 3.11. Ký hiệu khối
tỷ lệ

Hình 3.12. Ký hiệu khối tích phân

Hình 3.13. Ký hiệu khối tỷ lệ - tích phân
3.3.2. Các khối tính toán
Bao gồm các khối như khối cộng, khối nhân và chia, khối hàm
căn bậc hai, mũ, luỹ thừa, logarit , khối hàm tính giá trị hiệu dụng
RMS, khối hàm trị tuyệt đối và dấu, khối hàm lượng giác và khối
biến đổi Fourier nhanh FFT.

Hình 3.14. Ký hiệu các khối cộng

SVTH: LÊ VIỆT LONG

14

GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Hình 3.15. Ký hiệu các khối nhân và chia

Hình 3.16. Ký hiệu các khối hàm căn, mũ, luỹ thừa và logarit
3.3.3.

Các khối hàm khác

3.3.3.1. Khối so sánh
Tín hiệu ra của khối so sánh sẽ có giá trị dương khi tín hiệu
vào ở cực

(+) có giá trị lớn hơn ở cực (-), sẽ có tín hiệu ra bằng 0

khi tín hiệu cực (+) nhỏ hơn. Khi giá trị vào ở hai cực bằng nhau thì
tín hiệu ra luôn giữ giá trị ở thời điểm đó.

Hình 3.17. Ký hiệu khối so sánh

3.3.3.2.
Khối hạn chế
Tín hiệu ra của khối hạn chế sẽ bằng giá trị tín hiệu vào
khi tín hiệu chưa vượt quá giá trị giới hạn, còn khi tín hiệu vào
vượt quá tín hiệu giới hạn thì tín hiệu ra sẽ ở mức hạn chế cao
nhất hoặc thấp nhất.

Hình 3.18. Ký hiệu khối hạn chế
3.3.3.3.
Khối xung hình thang và xung chữ nhật
Hai khối, khối xung hình thang (LKUP_TZ) và khối xung
hình chữ nhật (LKUP_SQ).

SVTH: LÊ VIỆT LONG

15


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Hình 3.19. Ký hiệu xung hình thang và xung chữ nhật
3.3.3.4.
Khối trễ thời gian (time delay block)
Khối này sẽ tạo trễ một khoảng thời gian của dạng sóng
đầu vào, ví dụ như chúng được sử dụng vào mô hình của phần
tử truyền sóng có trễ hay phần tử logic. Để mô tả khối trễ thời
gian chỉ cần xác định thời gian trễ tính theo giây (s).

Hình 3.20. Ký hiệu khối trễ thời gian.
3.3.4.

Các phần tử logic

3.3.4.1. Cổng logic

Đó là các cổng logic : cổng AND, OR, XOR, NOT, NAND và NOR.

Hình 3.21. ký hiệu các cổng logic
3.3.4.2. Khối chuyển đổi A/D và D/A
Đây là các khối chuyển đổi tương tự/số (analog/digital) và
ngược lại, với 2 loại ở tín hiệu số 8 bit và 10 bit.

SVTH: LÊ VIỆT LONG

16


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Hình 3.22. ký hiệu các khối chuyển đổi A/D và D/A
3.4. Các phần tử khác
3.4.1. Các dạng nguồn
3.4.1.1. Nguồn một chiều DC
Các dạng nguồn một chiều có ký hiệu (_GND) là loại có nối
đất, ký hiệu (V) là dạng nguồn áp, ký hiệu (I) là nguồn dòng.

Hình 3.23. Ký hiệu các nguồn DC
3.4.1.2. Nguồn hình Sin
Nguồn hình sin cũng bao gồm hai loại nguồn dòng và
áp,có ký hiệu ở hình 2.25. đối với nguồn một pha và nguồn
điện áp sin ba pha đối xứng nối (Y) được ký hiệu như hình 2.26,
với pha A có ký hiệu dấu chấm trên nguồn.

Hình 3.24. Ký hiệu nguồn hình sin một pha nguồn hình sin ba
pha

SVTH: LÊ VIỆT LONG

17


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

3.4.1.3. Nguồn sóng chữ nhật
Có 2 loại nguồn sóng chữ nhật : nguồn áp (VSQU) và
nguồn dòng (ISQU) có ký hiệu như ở hình 2.27.

Hình 3.25. Ký hiệu nguồn sóng chữ nhật
3.4.1.4. Cảm biến điện áp/dòng điện
Các cảm biến sẽ đo giá trị điện áp và dòng điện trong
mạch động lực để sử dụng trong mạch điều khiển. Cảm biến
dòng sẽ có nội trở là 1

µΩ

.

Hình 3.26. Ký hiệu các cảm biến điện áp và dòng điện

3.4.2. Bộ điều khiển chuyển mạch
3.4.2.1. Bộ điều khiển khoá đóng cắt (on-off switch

controller)
Bộ điều khiển như một giao diện giữa tín hiệu điều khiển
và khoá đóng cắt mạch lực : tín hiệu đầu vào của khối là 0
hoặc 1 từ mạch điều khiển sẽ đưa đến cực điều khiển của khoá
động lực.

Hình 3.27. ký hiệu của bộ on-off switch controller.

3.4.2.2.Bộ điều khiển góc mở

SVTH: LÊ VIỆT LONG

α

18


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Bộ điều khiển dùng để điều khiển góc mở của tiristor, ký
α
hiệu vào của bộ điều khiển bao gồm : góc , tín hiệu đồng bộ
và tín hiệu cho phép (enable/disable signal). Quá trình chuyển
đổi tín hiệu đồng bộ từ 0 đến 1 sẽ cung cấp thời điểm đồng bộ
0

ở góc 0 . Còn góc mở

α

được xác định từ tín hiệu tức thời,

alpha được tính theo độ.

Hình 3.28. ký hiệu của bộ alpha controller.
Mô tả:
Frequency: tần số tác động của bộ, Hz.
Pulse width: độ rộng xung điều khiển, độ.
3.4.3. Mạch phụ (Subcircuit)
Các bước thao tác một mạch phụ như sau:
- New subcircuit:

Thiết lập một mạch phụ mới.

- Load subcircuit: Tải xuống một mạch phụ đã có, mạch phụ
này sẽ hiển thị trên màn hình như một khối.
- Edit subcircuit:
mạch phụ.
- Set size:
- Place port:
mạch phụ.
- Display port:

Soạn thảo kích thước tên file của
Cài đặt độ lớn của mạch phụ.
Đặt vị trí cổng kết nối giữa mạch chính với
Hiển thị cổng kết nối của mạch phụ.

- Edit default variable list: Soạn thảo danh sách các thông số mặc
định trên mạch phụ.
- Edit image:
SVTH: LÊ VIỆT LONG

Soạn thảo hình ảnh của mạch phụ.
19


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

- Display subcircuit name: Hiển thị tên của mạch phụ.
- Show subcircuit ports:
mạch chính.

Hiển thị tên cổng của mạch phụ trong

- Hide subcircuit ports:
phụ trong mạch chính.

không cho hiển thị tên cổng của mạch

- Subcircuit list:
mạch phụ.

Danh sách tên file của mạch chính và

- One page up:

phụ sẽ được lưu tự động.

Quay trở lại mạch chính, khi đó mạch

- Top page:
Nhảy từ mạch phụ (mức thấp) lên mạch chính
(mức cao) cho phép sử dụng dễ dàng khi có chiều mạch phụ.
3.4.3.1.
Taọ mạch phụ trong mạch chính
Các bước tạo một mạch phụ có tên file “mach-phu.sch” trong mạch
chính có địa chỉ “mach-chinh.sch” như sau:
- Tạo “mach-chinh.sch”.
- Trong “mach-chinh.sch” chọn menu subcircuit để chọn new
subcircuit.
- Một khối vuông sẽ xuất hiện trên màn hình để tạo mạch phụ.
3.4.3.2. kết nối mạch phụ trong mạch chính
Khi mạch phụ đã được thiết lập cùng với các cổng kết nối của
nó đã xác định, cần nối mạch phụ vào mạch chính theo các bước
sau:
- Trong mạch chính các điểm nối của khối mạch phụ sẽ xuất hiện
các với các vòng tròn rỗng.
- Chọn khối mạch phụ và chọn Show subcircuit ports trêb menu
Subcircuit để hiển thị tên cổng được xác định ở phần trên.
- Dùng dây nối vào các điểm nối tương ứng.
3.5. Các bước tiến hành mô phỏng mạch điện tử công suất
Để tiến hành khảo sát một mạch điện tử công suất, cần tiến
hành các bước sau :
1. Xác định mô hình các phần tử bán dẫn cần có để thiết lập
mạch cần khảo sát, nhất là các van bán dẫn công suất.
SVTH: LÊ VIỆT LONG

20


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

2. Thiết lập sơ đồ nguyên lý của mạch cần nghiên cứu. Thông
thường gồm hai phần: sơ đồ mạch lực và sơ đồ mạch điều khiển.
3. Chuyển đổi từ sơ đồ nguyên lý sang chương trình mô hình
hoá theo ngôn ngữ chuyên dụng của phần mềm.
4. Vào các tham số sơ đồ và số liệu khảo sát.
5. Tiến hành khảo sát, thường chia thành hai bước:
a) Chạy thử chương trình với chế độ quen thuộc mà kết quả đã
biết trước để kiểm tra độ chính xác của mô hình.
b) Khi mô hình đạt độ tin cậy, tiến hành nghiên cứu với các
chế độ cần khảo sát theo yêu cầu đặt ra.
3.6. Ví dụ mô phỏng
3.6.1. Thiết kế mạch điện
Thiết kế mạch băm áp một chiều sử dụng hai khối điều khiển
cho IGBT: Gating block hoặc switch controller với tần số đóng cắt
của độ băm là 5 kHz.
3.6.2. Cài đặt tham số cho các phần tử của mạch lực
Để cài đặt các tham số vào một phần tử, trước tiên ta nháy
kép chuột trái vào phần tử đó, trên màn hình xuất hiện cửa số đối
thoại để người sử dụng có thể đưa tham số vào.

Hình 3.29. Thiết kế mạch băm áp một chiều

SVTH: LÊ VIỆT LONG

21


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

3.6.3. Cài đặt tham số các phần tử của mạch điều khiển
* Mạch điều khiển dùng Gating block :
- Tên khối điều khiển : Go
- Tần số làm việc : 5000 Hz
- Số lần tác động trong một chu kỳ : 2
o

- Góc tác động trong một chu kỳ : 180

Hình 3.30. Hộp thoại mô tả khối Gating block
*. Mạch điều khiển dùng switch controller :
Tín hiệu vào của khối này là tín hiệu so sánh COMP, so sánh
hai tín hiệu : nguồn một chiều VDC và nguồn xung tam giác VTR1.

SVTH: LÊ VIỆT LONG

22


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

Hình 3.31. hộp thoại tham số các phần tử mạch điều khiển dùng
switch controller
3.6.4. Chạy mô phỏng
Sau khi thiết kế mạch, mô tả và cài đặt các tham số cho tất
cả các phần tử trong mạch, ta tiến hành mô phỏng mạch bằng cách
ấn nút chuột trái lên ký hiệu khởi động mô phỏng (Run Psim) trên
thanh công cụ của cửa sổ mạch thiết kế. khi đó Psim sẽ khởi động
và chạy chương trình mô phỏng mạch (Psim simulator).
Trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ lựa chọn các đường cong mô
phỏng hiển thị

(hình 2.34): cửa sổ bên trái là các đường cong hiển

thị, cửa sổ bên phải là đường cong cần hiển thị. Trong đó các đường
cong I (L1) và V1 là cho mạch bên trái

(hình 2.31) còn I (L2) và V2

là cho mạch hình bên phải.

Hình 3.32. Cửa sổ lựa chọn hiển thị các đường cong kết quả

SVTH: LÊ VIỆT LONG

23


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

H
ình 3.33. Đường cong kết quả mô phỏng I(L1) V1 với f=5000 Hz

SVTH: LÊ VIỆT LONG

24


GVHD: Lê Quốc Dũng

TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM PSIM

CHƯƠNG 4: VÍ DỤ MINH HỌA
4.1. Thiết kế bộ chỉnh lưu hình tia ba pha – động cơ điện một chiều có đảo
chiều

Hình 4.1: Sơ đồ khối 1 kênh điều khiển chỉnh lưu tia 3 pha cho động cơ điện có đảo chiều

Ta cần tạo ra nguồn điên áp ± 12 (V) để cấp cho biến áp xung, nuôi IC , các
bô điều chỉnh dòng điên, tốc đô và điên áp đặt tốc đô.

Hình 4.2 : Sơ đồ tạo nguồn nuôi 12 V

*Mô phỏng

SVTH: LÊ VIỆT LONG

25