Bài thuyết trình: Ứng dụng phần mềm Psim mô phỏng bộ biến đổi điện áp xoay chiều

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT – TRUYỀN 
ĐỘNG ĐIỆN


ĐỀ TÀI
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSIM MÔ PHỎNG 
BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam
Nhóm 2: Trần Trung Kiên
                       Nguyễn Hồng Thanh
           Đỗ Anh Tùng
                   Hoàng Văn Quyến


Đồ án chia làm 3 chương
Chương 1: Giới thiệu về một số phần mềm
mô phỏng mạch Điện Tử Công Suất
CHương 2: Giới thiệu phần mền Psim.
Chương 3: Sử dụng phần mềm Psim mô
phỏng mạch điều áp xoay chiều.


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 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.


CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1.
•.

•.

•.

•.

Giới thiệu về Điện Tử Công Suất.
    Điện tử công suất (ĐTCS) là công nghệ biến đổi điện 
năng từ dạng này sang dạng khác trong đó các phần tử bán 
dẫn công suất đóng vai trò trung tâm.
 Hiện nay rất nhiều thiết bị biến đổi công suất được đề 
xuất để phục vụ những yêu cầu ngày càng cao của cuộc 
sống. ĐTCS đã giúp cho việc sử dụng điện năng một cách 
hiệu quả
 ĐTCS đóng vai trò quan trọng trong các mô hình công nghệ 
và được thiết kế để điều khiển năng lượng.
Sử dụng các bộ biến đổi công suất trong hệ thống điện, 
trong giao thông, trong luyện kim cũng như các lĩnh vực 

2. Đối tượng nghiên cứu của Điện Tử Công Suất
   ĐTCS chủ yếu nghiên cứu về các bộ biến đổi công suất và 
các bộ khóa điện tử công suất lớn.


3. Ứng dụng của Điện Tử Công Suất

Ø

Ø

Ø

Trong các ngành kỹ thuật mà trong đó có những ứng dụng 
tiêu biểu của các bộ biến đổi bán dẫn công suất như truyền 
động điện, giao thông đường sắt, nấu luyện thép.
Gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhôm từ quặng mỏ, các quá 
trình điện phân trong công nghiệp hóa chất.
trong rất nhiều các thiết bị công nghiệp và dân dụng khác 
nhau…


4. Mô phỏng Điện Tử Công Suất.
q

q

       Mô phỏng là phương pháp thay cho việc nghiên cứu 
một đối tượng cụ thể thì chúng ta xây dựng mô hình hóa 
của đối tượng đó và tiến hành nghiên cứu.Sau khi thu được 

kết quả  thì chúng ta  đem kết quả đó ra kiểm chứng với kết 
quả thực nghiệm.Thông qua kết quả thu được chúng ta có 
thể rút ra được kết quả của quá trình nghiên cứu.
      Để thuận tiện cho quá trình mô phỏng ĐTCS, hiện nay 
đã có rất nhiều những phần mềm mô phỏng ĐTCS 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. 
Trong các phần mềm này thì PSIM là một công cụ mạnh 
mẽ,chuyên dụng cho việc mô phỏng ĐTCS. 


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHẦN MỀM MÔ 
PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
1.1. Phần mềm TINA
     Đặc điểm của phần mềm Tina
•

•

•

•

 Thư viện của TINA có sẵn hàng trăm loại bóng thông dụng 
trên thị trường với các tham số chuẩn do nhà chế tạo cung cấp.
dễ sử dụng, đây là 1 công cụ hiệu quả cao.
Phần mềm được xây dựng với nhiều phần tương tác với nhau, 
người thiết kế có thể vẽ mạch bằng sơ đồ nguyên lý và 

chuyển sang dạng mạch in, quan sát mạch in dưới dạng 3D và 
xuất ra tập tin hình ảnh để gởi đến nhà sản xuất…
Chuyển đổi sơ đồ nguyên lý sang dạng 3 chiều hoặc 2 chiều. 
Phím nóng: [F6]. Đây là một đặc điểm nổi bật ở phần mềm


Đặc điểm của phần mềm Tina
          Chuyển đổi sơ đồ nguyên lý sang dạng 3 chiều hoặc 2 chiều. Phím 
nóng: [F6]. Đây là một đặc điểm nổi bật ở phần mềm


Giao diện chính của phần mềm Tina


1.2 Phần mềm PSPICE
•
•

•

a.  Đặc điểm

Thư viện của PSPICE rất lớn, 
lên đến hàng chục nghìn linh 
kiện điện tử, bóng bán dẫn, vi 
mạch IC của rất nhiều hãng 
trên thế giới.
Giống như TINA, trong 
PSPICE có sẵn rất nhiều loại 
nguồn điện để người khảo sát 

sử dụng (nguồn điện áp, dòng 
điện một chiều, nguồn điện 
hình sin, dạng sóng theo hàm 
mũ, nguồn tín hiệu điều chế 
tần số) và 4 nguồn phụ thuộc 
cơ bản. .

•

b. Tính năng

Phân tích xoay chiều, một chiều,
quá độ : Tính năng này cho phép
chúng ta kiểm tra các đáp ứng của
mạch điện khi được cung cấp đầu vào
khác nhau.

•

Phân tích một chiều (DC Analysis ):
Cho phép xác định điện áp định mức
và trị số dòng điện cho tất cả các nút
của mạch bằng cách quét toàn bộ giá
trị của điện áp trong một khoảng do
người dùng định nghĩa.

•

•

•

Phân tích quá độ ( Transient
Analysis ) : nhằm dự đoán các trạng
thái của mạch khi có các sự kiện quá
độ xảy ra
Phân tích tham số, độ nhạy, giá trị
giới hạn : với những tính năng này


Giao diện chính của phần mềm PSPICE


1.3 Phần mềm Matlab/Simulink
Đặc điểm của phần mềm MATLAB
Ø

Ø

Ø

Ø

Matlab cho phép thực hiện các phép tính toán số, ma trận, vẽ 
đồ thị hàm số hay biểu diễn thông tin (dưới dạng 2D hay 
3D), thực hiện các thuật toán và giao tiếp với các chương 
trình của các ngôn ngữ khác một cách dễ dàng
Matlab mới cho phép thâm nhập vào lĩnh vực điện tử công 
suất (Power electronic). Đây là phần mềm bổ sung của mục 
“power system blockset” nằm trong phần simulink. 

Phần mềm mô phỏng bằng Simulink rất thuận lợi khi cần 
phân tích và khảo sát ở khía cạnh hệ thống, nhất là với hệ 
thống kín, ở đó mạch điện tử công suất chỉ là một khối của 
hệ  thống.
Trong simulink, các van được mô phỏng hoặc như một khoá 
lý tưởng, hoặc như một điện trở hai trạng thái


Giao diện chính của phần mềm Matlab/Simulink


1.4 Phần mềm Psim

Đặc điểm của PSIM
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.
•

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 
•

CHƯƠNG 2. GiỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM PSIM
•

1. Quá trình mô
phỏng trên Psim
PSIM schematic

PSIM simulator

SIMVIEW

•

2. Biểu diễn mạch
điện trên Psim
Power circuit

Switch
controllers

Sensors

Control circuit


2.1 Thư viện trong phần mềm Psim

a. Phần tử mạch lực
•

Điện trở, điện cảm và điện dung (RLC).

•

Các khoá chuyển mạch.

•

Máy biến áp (một pha và ba pha)


b. Phần tử mạch điều khiển
•

Khối tính toán

•

Khối so sánh

•

Các phần tử logic

•

Một số phần tử khác


2.2 Mô phỏng bộ biến đổi điện áp AC­AC

•

a. Mạch điều áp 
AC­AC

•

b. Giản đồ điện áp 
bộ biến đổi điện áp 
AC­AC


CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSIM 
MÔ PHỎNG BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP XOAY 
3.1. Giới thiệu về lò điện trở
CHIỀU
•

•

Lò điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kỹ thuật:
–

 Sản  xuất thép chất lượng cao 

–

 Sản xuất các hợp kim phe­rô

–

 Nhiệt luyện và hoá nhiệt luyện

–

 Nung các vật phẩm trước khi cán, rèn đập, kéo sợi.

 Trong các lĩnh vực công nghiệp khác:
–

Trong công nghiệp nhẹ và thực phẩm, lò điện được dùng 
để sấy, mạ vật phẩm và chuẩn bị thực phẩm

–

Trong các lĩnh vực khác, lò điện được dùng để sản xuất 
các vật phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, các loại vật liệu chịu 


3.2. Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển

Đồng Pha

Un

So Sánh

Uđk

Tạo dạng

xung

Khuếch
đại xung

Phát xung


a.  Khâu đồng pha
1. Sơ đồ khâu đồng pha.

2. Giản đồ điện áp


b. Khâu tạo điện áp răng cưa
1.

Sơ đồ khâu tạo điện áp răng cưa

2. Giản đồ điện áp


c. Khâu so sánh
1.

Sơ đồ khâu so sánh

2.Giản đồ điện áp