Giáo trình thực hành điện tử công suất mạch chỉnh lưu

ThS LÊ HOÀNG MINH
ThS LÊ THANH ĐẠO - ThS BÙI THỊ TUYẾT ĐAN

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
MẠCH CHỈNH LÖU


ThS LÊ HOÀNG MINH
ThS LÊ THANH ĐẠO - ThS BÙI THỊ TUYẾT ĐAN

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH

ĐIỆN TỬ
CƠNG SUẤT
(MẠCH CHỈNH LƯU)

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
TP HỒ CHÍ MINH


LỜI MỞ ĐẦU

2

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI MỞ ĐẦU
Với sự phát triển nhanh chóng của các ngành Điện, Điện tử - Viễn
thơng... nhiều thiết bị công suất đã và đang được sử dụng trong các trường
học, nhà máy, viện nghiên cứu làm môi trường làm việc ngày càng phức
tạp, các yêu cầu đặt ra cho người học, vận hành hệ thống như bảo hành,
sửa chữa các máy móc và thiết bị đang đặt ra với yêu cầu cao ngày càng
tăng. Điện tử công suất là môn học đã và đang được đưa vào giảng dạy tại
các trường cao đẳng, đại học chuyên ngành Điện hơn 40 năm. Môn học
Điện tử công suất nghiên cứu ứng dụng các linh kiện bán dẫn công suất
như Diode, Thyristor, GTO, Triac, Mosfet công suất, IGBT, SID, MCT,...
làm việc ở chế độ chuyển mạch trong quá trình biến đổi điện năng. Tùy
theo tác giả mà các sách về chủ đề này có sự khác nhau nhưng thường có
cấu trúc chung như sau:
1. Nghiên cứu bản chất vật lý, các quá trình diễn ra trong các linh
kiện điện tử cơng suất, khảo sát các tính năng kỹ thuật và những
ứng dụng của các linh kiện này.
2. Tìm hiểu các bộ biến đổi qua việc liên kết các linh kiện điện tử
công suất và các thiết bị điện khác tạo thành một mạch điện cụ
thể bao gồm mạch điều khiển và mạch động lực.
3. Tính tốn thiết kế mạch điều khiển.
Trong lần biên soạn này, các tác giả khơng trình bày lý thuyết về môn
học Điện tử công suất đã được nhiều tác giả khác trình bày mà ở đây giới
thiệu thiên về thực hành, hướng dẫn bạn đọc thực hành Điện tử công suất
qua sử dụng phần mềm PSIM để mô phỏng mạch chỉnh lưu là mạch cơ
bản nhất khi học Điện tử công suất. Một số điểm nổi trội mà các tác giả
chọn PSIM là phần mềm trình bày trong sách này là:
 PSIM là giải pháp rất tốt cho việc mô phỏng các mạch điện tử công
suất. Với thiết kế giao diện rất trực quan, các thiết lập thông số, tạo

và hiệu chỉnh đối tượng rất trực quan và dễ dàng. PSIM rất linh hoạt,
giao diện rất thân thiện gần gũi với người sử dụng.
 PSIM đã và được đưa vào giảng dạy tại hầu hết các trường đại học,
cao đẳng chuyên ngành Điện - Điện tử.
 Chương trình dễ cài đặt và sử dụng, PSIM khơng u cầu cấu hình
máy tính cao và cho phép chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau.
 PSIM cho phép người dùng kiểm tra các kết quả theo bảng biểu cũng
như các dạng sóng trên màn hình đồ họa máy tính. Với PSIM, người
dùng có thể kiểm tra, tính tốn nhiều thông số của mạch điều khiển
điện tử công suất hiển thị trên màn hình máy tính mà khơng cần phải
dùng thiết bị thật.
3


LỜI MỞ ĐẦU

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

Tài liệu hướng dẫn sử dụng PSIM giúp giáo viên, sinh viên, các cán bộ
kỹ thuật mau chóng tiếp cận, khai thác và sử dụng có hiệu quả chương trình
PSIM trong cơng việc. Phần lý thuyết Điện tử cơng suất khơng trình bày chi
tiết do có nhiều tài liệu cả tiếng Việt lẫn tiếng Anh. Ở đây các tác giả chỉ
tóm tắt lại phần lý thuyết và đưa những bài tập nhỏ có lời giải để bạn đọc
tính tốn sau đó so sánh với kết quả mơ phỏng trên máy tính để làm rõ hơn
nội dung lý thuyết đã trình bày.
NỘI DUNG SÁCH
Sách gồm được tổ chức thành 3 phần qua 8 chương.
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ PSIM
6 chương đầu trong sách giới thiệu những phần cơ bản nhất mà bất
kỳ người nào mới làm quen với PSIM cần tìm hiểu.

CHƯƠNG 1: CÀI ĐẶT PSIM
Trước khi thực hành với PSIM, người học cần cài đặt chương trình
vào máy, Chương 1 hướng dẫn bạn đọc cách cài đặt PSIM 9.2, nếu máy
tính các bạn dùng phiên bản cũ hay mới hơn thì điều này vẫn không ảnh
hưởng nhiều đến thực hành do các phiên bản này có giao diện làm việc
gần giống nhau.
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM
Sau khi cài đặt chương trình PSIM, người học sẽ được giới thiệu
tổng quan giao diện làm việc của PSIM, các trình đơn (menu), các linh kiện
trong PSIM để có cái nhìn tổng quan về chương trình.
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU SIMVIEW
Một chức năng nổi trội của PSIM là mơ phỏng, một phân hệ quan
trọng trong chương trình là SIMVIEW, đây là chương trình xử lý dạng sóng
sau khi mơ phỏng của PSIM. SIMVIEW có thể đọc dữ liệu theo cả định
dạng ASCII và định dạng nhị phân. Chương 3 giới thiệu các chức năng
chính trong mỗi trình đơn của SIMVIEW giúp người học khai thác và sử
dụng chương trình này trong mơ phỏng mạch điện tử cơng suất. Ngoài ra,
khi làm việc với PSIM người dùng sẽ gặp các thông báo lỗi. Bạn đọc được
giới thiệu những lỗi xảy ra trong PSIM và các biện pháp khắc phục.
CHƯƠNG 4: THƯ VIỆN CÁC LINH KIỆN
Linh kiện là thành phần không thể thiếu trong các mạch điện cần mô
phỏng trong PSIM, Chương 4 giới thiệu tới bạn đọc các linh kiện có sẵn
trong chương trình cùng các giải thích từng thông số trong mỗi linh kiện để
người học khai báo chính xác trước khi mơ phỏng.
4


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

LỜI MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 5: THÔNG SỐ CƠ BẢN
Trước khi thực hành vẽ và mô phỏng các mạch chỉnh lưu, người học
cần làm quen với các thông số cơ bản trong điện tử cơng suất như: trị
trung bình, trị hiệu dụng, hệ số cơng suất, phân tích chuỗi Fourier, hệ số
méo dạng, độ méo dạng sóng hài tổng.
CHƯƠNG 6: MƠ PHỎNG MẠCH ĐIỆN CƠ BẢN TRONG PSIM


Trước khi thực hành vẽ và mô phỏng các mạch điện tử công suất
trong PSIM, người học sẽ tiến hành vẽ và mô phỏng mạch điện cơ bản
(vi phân và tích phân) làm cơ sở cho việc thực hành mô phỏng các
mạch điện tử công suất phức tạp hơn trong các chương tiếp theo.

PHẦN 2: MẠCH CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN DÙNG DIODE
Phần 2 được trình bày qua Chương 7 gồm 6 bài tập giới thiệu vẽ và
mô phỏng mạch chỉnh lưu không điều khiển một pha và ba pha, chỉnh lưu
điều khiển toàn phần một pha và ba pha trong PSIM.
CHƯƠNG 7: MẠCH CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN
 Mạch chỉnh lưu Diode một pha.


Mạch chỉnh lưu Diode hình tia bán kỳ một pha tải R.



Mạch chỉnh lưu Diode hình tia hai pha tải RL.



Mạch chỉnh lưu Diode hình tia tồn kỳ một pha tải RE.



Mạch chỉnh lưu Diode cầu một pha tải R.

 Mạch chỉnh lưu Diode ba pha.


Mạch chỉnh lưu Diode hình tia ba pha tải R.



Mạch chỉnh lưu Diode cầu ba pha.

PHẦN 3: MẠCH CHỈNH LƯU ĐIỀU KHIỂN DÙNG SCR
Phần 3 được trình bày qua Chương 8 gồm 6 bài tập giới thiệu vẽ và
mô phỏng mạch chỉnh lưu điều khiển SCR một pha và ba pha trong PSIM.
CHƯƠNG 8: MẠCH CHỈNH LƯU SCR (THYRISTOR)


Mạch chỉnh lưu SCR hình tia bán kỳ một pha tải RL.



Mạch chỉnh lưu SCR cầu một pha tải R.



Chỉnh lưu cầu SCR 1 pha tải R+L dòng gián đoạn.



Chỉnh lưu cầu SCR 1 pha tải R+L dịng liên tục.



Mạch chỉnh lưu SCR hình tia ba pha tải R.
5


LỜI MỞ ĐẦU

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU






Mạch chỉnh lưu SCR cầu ba pha.

Một số điểm cần lưu ý khi sử dụng sách
Sách hướng dẫn cụ thể và thực tế (hướng dẫn từng bước) để ứng
dụng khai thác các tính năng của PSIM phiên bản 9.01, 9.2, 9.3, 10 trình vẽ, mơ phỏng mạch điện tử công suất đa năng, tiện dụng và phổ
cập nhất hiện nay.
Một tài liệu biên soạn thực hành rất thực dụng giúp việc học Điện tử
cơng suất nhanh chóng và dễ dàng, Giúp người học kiểm tra, củng
cố các kiến thức lý thuyết cho môn học đồng thời nắm vững và khám
phá các đặc tính mới của chương trình PSIM và ứng dụng chúng vào

công việc thực tế của mình một cách hiệu quả nhất.



Sách phục vụ cho những người tự học môn điện tử công suất, thiết kế
mạch, kiểm tra kết quả qua việc mô phỏng trên máy tính trước khi lắp
ráp mạch thật.



Tài liệu biên soạn trên phiên bản PSIM chủ yếu là 9.2, nếu máy tính các
bạn dùng các phiên bản cũ (6.0) hay mới hơn (10) vẫn có thể thực hành
các bài tập trong sách .



Đây là tập 1 trong bộ sách học thực hành Điện tử công suất, bạn đọc
chỉ mới thực hành vẽ và mô phỏng các mạch điện chỉnh lưu không
điều khiển và điều khiển cơ bản nhất trong điện tử công suất. Trong
tập tiếp theo, các tác giả sẽ trình bày tính tốn và mơ phỏng các mạch
biến đổi điện áp, nghịch lưu.

Hy vọng các bạn đọc sẽ nhanh chóng khai thác có hiệu quả chương
trình PSIM trong cơng việc của mình. Trong q trình biên soạn khơng thể
tránh khỏi thiếu sót, chúng tơi mong được các bạn đọc góp ý, trao đổi để nội
dung biên soạn ngày càng tốt hơn.
Mọi thắc mắc, góp ý xin gửi về hộp thư hay điện thoại:
ThS Lê Hoàng Minh
0945212574
Email:

Rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp, nhất là ý kiến của các
thầy, cơ có nhiều kinh nghiệm giảng dạy Điện tử cơng suất... để sách
được hoàn thiện hơn trong lần tái bản sau.
TP HCM, tháng 12 năm 2017
Các tác giả

6


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 1: CÀI ĐẶT PSIM

CHƯƠNG 1

CÀI ĐẶT PSIM
Cũng như các chương trình ứng dụng chạy trên nền Windows,
trước khi thực hành với PSIM chúng ta cần cài đặt chương trình vào trong
máy. PSIM có thể chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau (Microsoft
Windows XP/Vista/7), chương trình rất dễ sử dụng và cài đặt. Tùy vào
phiên bản cài đặt mà dung lượng của chương trình PSIM sẽ khác nhau.

Phiên bản dùng trong chuyên
đề này là phiên bản PSIM 9.2 có dung
lượng file nén ~ 75 MB và khi giải nén
có dung lượng ~ 83 MB.
Cài đặt:
Đưa đĩa cài đặt vào ổ đĩa, nhấp
chuột phải vào biểu tượng Start sau đó
chọn Explorer.

Cửa sổ Explorer như hình dưới
xuất hiện, chọn đường dẫn tới file cài
đặt psim9.2_Demo.exe và nhấp đúp
vào file này.

7


CHƯƠNG 1: CÀI ĐẶT PSIM

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

Hộp thoại PSIM 9.2.1 Demo Version Setup – Welcome to the
PSIM 9.2.1 Installation Wizard xuất hiện, nhấp Next để tiếp tục.

Hộp thoại PSIM 9.2.1 Demo Version Setup – License Agreement
xuất hiện, đánh dấu kiểm vào mục I accept the license agreement sau đó
nhấp Next để tiếp tục.

8


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 1: CÀI ĐẶT PSIM

Hộp thoại PSIM 9.2.1 Demo Version Setup – Destination Folder
xuất hiện, đường dẫn mặc định của chương trình là C:\Program Files\
Powersim\ PSIM9.2.1_Demo, nếu chấp nhận đường dẫn này nhấp Next
để tiếp tục.

Nếu muốn cài vào một thư mục khác, nhấp chọn Browse.

9


CHƯƠNG 1: CÀI ĐẶT PSIM

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

Trong ơ Folder name, chọn thư mục muốn cài đặt, sau đó nhấp
chọn OK.

Hộp thoại PSIM 9.2.1 Demo Version Setup – Register File Types xuất
hiện, giữ nguyên các dấu kiểm như mặc định, sau đó nhấp Next để tiếp tục.

Hộp thoại PSIM 9.2.1 Demo Version Setup – Ready to Install the
Application xuất hiện, nhấp Next để tiếp tục.
10


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 1: CÀI ĐẶT PSIM

Hộp thoại PSIM
9.2.1 Demo Version
Setup
–
Updating

System xuất hiện cho
biết chương trình chuẩn
bị cài đặt: Sau khi
chương trình chạy cài đặt
xong, hộp thoại PSIM
9.2.1 Demo Version
Setup xuất hiện cho biết
q trình cài đặt đã
hồn tất.

Nhấp
chọn
Finish để kết thúc.
Có thể bỏ dấu kiểm
trên mục Check for
software update và
giữ nguyên dấu kiểm
ở mục Launch PSIM
now để chạy chương
trình ngay.

11


CHƯƠNG 1: CÀI ĐẶT PSIM

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

Trong lần khởi động đầu tiên, hộp thoại Tips of the Day xuất hiện,
giới thiệu một số thủ thuật (tip) hữu ích khi sử dụng phần mềm.

Nếu không muốn xem các hướng dẫn này, bỏ dấu kiểm ở ơ Show
tips at startup, sau đó nhấp Close để đóng.

Để khởi động chương trình, có thể nhấp chọn Start > All Programs
> PSIM 9.2.1 Demo Version > PSIM.

Lưu ý: Phiên bản PSIM được sử dụng là phiên bản dùng thử
(Demo Version), do đó sẽ có một số giới hạn: số nút trong mạch điện thiết
kế, số điểm lấy mẫu trên đồ thị SIMVIEW… Tuy nhiên trong phạm vi sử
dụng phần mềm để khảo sát các mạch điện tử cơng suất cơ bản thì các
giới hạn này khơng ảnh hưởng nhiều, tùy vào tình huống cụ thể mà ta sẽ
có những hiệu chỉnh thích hợp.
12


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU PSIM
Chương 2 gồm các mục chính sau:
1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSIM.
2. CÁC TRÌNH ĐƠN CHÍNH TRONG CỬA SỐ LÀM VIỆC PSIM.
3. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN TRONG PSIM.
4. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT.
5. THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ ĐỊNH DẠNG PHẦN TỬ.

1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSIM

PSIM là phần mềm mô phỏng được Powersim Inc. thiết kế chuyên
dùng cho lĩnh vực điện tử công suất, truyền động động cơ và các hệ thống
chuyển đổi năng lượng. Với tốc độ mô phỏng nhanh và giao diện người
dùng thân thiện, PSIM cung cấp một môi trường mô phỏng mạnh đáp ứng
được nhu cầu của người dùng trong việc mô phỏng và thiết kế hệ thống.
PSIM bao gồm một gói phần mềm cơ bản, cùng với các tùy chọn hỗ trợ
sau đây: Motor Drive Module, Digital Control Module, SimCoupler Module,
Thermal Module, Renewable Energy Package, SimCoder Module, TI
F28335 Target, MagCoupler Module, MagCouple-RT Module, ModCoupler
Module,... Ngồi ra, PSIM cịn liên kết với phần mềm SmartCtrl để thiết kế
vòng điều khiển. Với SmartCtrl, PSIM và SimCoder/ModCoupler dành cho
các đối tượng DSP/FPGA, Powersim đã tạo ra một nền tảng hồn chỉnh đi
từ thiết kế đến mơ phỏng và thực nghiệm trên phần cứng. Môi trường làm
việc của PSIM được thể hiện như hình dưới.
Thiết kế

Mơ phỏng

Thực nghiệm trên phần cứng

Môi trường mô phỏng của PSIM bao gồm chương trình thiết kế mạch
điện, chương trình mơ phỏng và chương trình xử lý dạng sóng SIMVIEW.
13


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

Q trình mơ phỏng được thể hiện như hình dưới đây:

Chương trình chỉnh sửa sơ đồ mạch (tập tin ngõ
vào: *.psimsch).
Chương trình mơ phỏng PSIM (tập tin xuất:
*.smv, *.txt).
Chương trình xử lý dạng sóng (tập tin ngõ vào:
*.smv, *.txt).
Cấu trúc mạch điện





Trong PSIM, một mạch điện được biểu diễn thông qua bốn khối:
Power circuit: Mạch công suất.
Control circuit: Mạch điều khiển.
Sensors: Cảm biến.
Switch controllers: Bộ điều khiển đóng ngắt.

Mạch cơng suất gồm các linh kiện bán dẫn cơng suất đóng ngắt, các
nhánh chứa phần tử RLC, các máy biến áp và các cuộn hỗ cảm. Mạch
điều khiển được biểu diễn dưới dạng sơ đồ khối, gồm các phần tử trong
miền s và miền z, các phần tử logic (như các cổng logic và các flip flop), và
các phần tử phi tuyến (như các bộ nhân và bộ chia). Các cảm biến được
dùng để đo thông số về mặt định lượng của mạch công suất và truyền về
mạch điều khiển. Bộ điều khiển đóng ngắt nhận tín hiệu phát ra từ mạch
điều khiển để điều khiển các linh kiện đóng ngắt trong mạch cơng suất.
Để khởi động chương trình, có thể nhấp chọn Start > All Programs
> PSIM 9.2.1 Demo Version > PSIM: Lưu ý: Phiên bản PSIM được sử
dụng là phiên bản dùng thử (Demo Version), do đó sẽ có một số giới hạn:
số nút trong mạch điện thiết kế, số điểm lấy mẫu trên đồ thị SIMVIEW,…

Tuy nhiên trong phạm vi sử dụng phần mềm để khảo sát các mạch điện tử
công suất cơ bản thì các giới hạn này khơng ảnh hưởng nhiều, tùy vào tình
huống cụ thể mà ta sẽ có những hiệu chỉnh thích hợp.
14


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM

2. CÁC TRÌNH ĐƠN CHÍNH TRONG CỬA SỐ LÀM VIỆC PSIM
Trải qua lịch sử phát triển
hơn 20 năm từ năm 1994 đến nay,
PSIM đã giới thiệu nhiều phiên bản
khác nhau, từ phiên bản 6.1 đến
phiên bản 10.0.2 (tháng 3/2015).
Phiên bản PSIM được sử dụng
trong tài liệu này là phiên bản 9.1.1
và 9.2.
CÁC TRÌNH ĐƠN CHÍNH TRONG
CỬA SỐ LÀM VIỆC PSIM
Trình đơn File
Trình đơn File bao gồm các
chức năng sau đây:


New: Tạo một file mới.



Open: Mở một file có sẵn.



Close: Đóng file hiện tại.



Close All: Đóng tất cả các
file.



Save: Lưu file hiện tại.



Save As…: Lưu file hiện tại
thành một tên khác.



Save All: Lưu tất cả các file.



Save with Password: Lưu file với mật khẩu bảo vệ.



Save in Package File: Lưu file và các tập tin có liên quan thành một
tập tin dữ liệu gói.



Save as Older Versions: Lưu file theo định dạng của phiên bản cũ
hơn: 8.0 hoặc 7.0.



Print: In mạch điện.



Print Preview: Xem trước bản in.



Print Selected: In phần mạch điện được chọn.



Print Selected Preview: Xem trước phần mạch được chọn để in.



Print Page Setup: Thiết lập trang in.



Printer Setup: Thiết lập máy in.



Exit: Thoát khỏi chương trình PSIM.
15


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

Trình đơn Edit
Trình đơn Edit bao gồm
các chức năng sau đây:

16



Undo: Hoàn tác.



Redo: Thực hiện lại (trở
về trạng thái trước khi
hoàn tác).



Cut: Cắt phần mạch được
chọn trên sơ đồ.



Copy: Sao chép một linh
kiện hay một phần mạch
vào bộ nhớ đệm.



Paste: Dán linh kiện hay
mạch điện đã sao chép.



Select All: Chọn toàn bộ
sơ đồ mạch.



Copy to Clipboard: Sao
chép hình ảnh mạch điện
vào clipboard để dán vào
một phần mềm khác.



Draw: Vẽ lên sơ đồ mạch.
PSIM cung cấp các hình

sau: đường thẳng, hình
ellipse, hình chữ nhật,
hình bán nguyệt và hình
bitmap.



Place Text: Đặt văn bản lên sơ đồ mạch.



Wire: Nối dây linh kiện. Khi chọn chức năng này con trỏ sẽ có hình
dạng cây bút.



Place Label: Đặt một label (nhãn) lên sơ đồ. Khi hai nút trong mạch
được kết nối đến hai nhãn có cùng tên, chúng được xem là có kết nối
về mặt vật lý với nhau.



Edit Attributes: Chỉnh sửa các thuộc tính của một linh kiện.



Add/Remove Current Scope: Thêm vào/Gỡ bỏ máy hiện sóng
(scope) cho một linh kiện với điều kiện linh kiện này được đặt cờ báo
dòng điện.

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM



Show/Hide Runtime Variables: Hiện/Ẩn các thơng số của linh kiện
có thể thay đổi trong q trình mơ phỏng.



Disable: Vơ hiệu hóa một linh kiện hoặc một phần của mạch.



Enable: Kích hoạt linh kiện hay mạch đã bị vơ hiệu hóa trước đó.



Rotate: Xoay một linh kiện hoặc một phần mạch một góc 900 theo
chiều kim đồng hồ.



Flip Left/Right: Lật đối xứng trái/phải linh kiện được chọn.



Flip Top/Bottom: Lật đối xứng trên/dưới linh kiện được chọn.



Find: Tìm một linh kiện dựa vào loại và tên của nó.



Find Next: Lập lại thao tác Find (tìm kiếm) trước đó.



Edit Library: Chỉnh sửa các thư viện hình trong PSIM.



Image Editor: Trình chỉnh sửa hình.



Escape: Thốt khỏi bất kỳ chức năng chỉnh sửa nào ở trên.

Trình đơn View
Trình đơn View bao gồm các chức
năng sau đây:


Status Bar: Hiện/Ẩn thanh trạng thái.



Toolbar: Hiện/Ẩn thanh công cụ.



Element Bar: Hiện/ẩn thanh linh kiện.



Recently Used Element List: Hiện
danh sách các linh kiện được sử
dụng gần đây nhất.



Library Browser: Chạy Library
Browser (trình duyệt thư viện). Library
Browser là cách khác để truy xuất thư
viện Element (linh kiện) của PSIM.



Zoom in: Phóng to sơ đồ.



Zoom out: Thu nhỏ sơ đồ.



Fit to Page: Điều chỉnh độ thu phóng để sơ đồ mạch nằm gọn trong

màn hình.



Zoom In Selected: Phóng to một vùng được chọn.



Element List: Liệt kê danh sách các linh kiện của mạch.



Element Count: Đếm số lượng các linh kiện (khơng tính các điện kế
đo dịng điện, điện áp).
17


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU



Display Voltage/Current: Hiển thị điện áp ở bất kỳ các nút và dòng
điện trong bất kỳ các nhánh sau khi chạy mô phỏng xong, với điều
kiện tùy chọn Save all voltages and currents đã được chọn (chọn
Options > Settings > General).



Display Differential Voltage: Hiển thị hiệu điện thế giữa hai nút bất
kỳ trong mạch sau khi chạy mô phỏng xong, với điều kiện tùy chọn
Save all voltages and currents đã được chọn.



Set Node Name: Đặt tên cho nút mạch sau khi chạy mô phỏng xong,
để sóng điện áp tại nút đó khi hiển thị có tên tương ứng, với điều kiện
tùy chọn Save all voltages and currents đã được chọn.



Refresh: Refresh (làm mới) màn hình.
Trình đơn Subcircuit

Các chức năng sau đây của
trình đơn Subcircuit được thực
hiện trong mạch chính:


New Subcircuit: Tạo mạch
con mới.



Load Subcircuit: Nạp một
mạch con đã có, mạch con
này sẽ xuất hiện trên màn hình
dưới dạng một khối.



Edit Subcircuit: Chỉnh sửa
kích cỡ và tên tập tin của
mạch con.



Display Subcircuit Name:
Hiển thị trong mạch chính tên
của mạch con được chọn.



Show Subcircuit Ports: Hiển thị trong mạch chính tên các cổng của
mạch con.



Hide subcircuit ports: Ẩn không cho hiển thị tên cổng của mạch con
trong mạch chính.



Subcircuit list: Liệt kê các tên tập tin của mạch chính và mạch con.
Các chức năng sau đây của trình đơn Subcircuit được thực hiện
trong mạch con:


18

Set Size: Thiết lập kích thước mạch con.


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM



Place Bi-directional Port: Đặt một cổng kết nối hai chiều vào mạch con.



Place Input Signal Port: Đặt một cổng kết nối tín hiệu ngõ vào vào
mạch con.



Place Output Signal Port: Đặt một cổng kết nối tín hiệu ngõ ra vào
mạch con.



Display port: Hiển thị cổng kết nối của mạch con.



Edit Default Variable List: Chỉnh sửa danh sách các thông số mặc
định của mạch con.



Edit image: Chỉnh sửa hình của mạch con.



One Page up: Quay trở lại mạch chính, khi đó mạch con sẽ được lưu tự động.



Top page: Nhảy từ mạch con bên trong lên mạch chính ở ngồi cùng,
tính năng này hữu ích trong trường hợp mạch điện chứa nhiều lớp
mạch con.
Trình đơn Elements

Trong PSIM, tất cả các linh kiện được lưu
trong trình đơn Elements. Thư viện linh kiện
được chia làm bốn nhóm chính: Power, Control,
Other và Sources.

Ngồi ra cịn có các thư viện khác là Symbols, Event Control và
SimCoder:


Power: Các linh kiện trong mạch công suất.



Control: Các linh kiện cho mạch điều khiển.



Other: Các bộ điều khiển đóng ngắt, các cảm biến điện áp, dòng
điện, các thanh đo điện áp, dòng điện và các linh kiện khác



Sources: Các nguồn áp, nguồn dòng.



Symbols: Các biểu tượng dùng để vẽ (không dùng cho mô phỏng).



Event Control: Thư viện Event Control chứa các linh kiện điều khiển sự kiện.



SimCoder: Các linh kiện dùng để tự động xuất các đoạn mã cho sơ
đồ mạch PSIM. SimCoder phát ra đoạn mã dùng trong mô phỏng và
không liên quan đến bất kỳ phần cứng nào. Ngồi ra cịn có thể xuất
ra đoạn mã cho một số đối tượng phần cứng được chỉ định.

19


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

Trình đơn Simulate

Trình đơn Simulate
bao gồm các chức năng
sau đây:


Simulation Control:
Thiết lập các thông số
mô phỏng: Bước thời
gian mô phỏng, thời
gian mô phỏng tổng
cộng... Khi chọn chức
năng này, con trỏ sẽ
có hình dạng chiếc
đồng hồ. Khi đó ta đặt
đồng hồ này lên sơ
đồ, nhấp đúp chuột
để hiển thị cửa sổ
thuộc tính.



Run Simulation: Chạy mơ phỏng mạch.



Cancel Simulation: Dừng tiến trình mơ phỏng đang thực hiện.



Pause Simulation: Tạm ngưng tiến trình mơ phỏng đang thực hiện.



Restart Simulation: Khơi phục lại tiến trình mơ phỏng đã tạm ngưng.



Simulate Next Time Step: Chạy mô phỏng trong bước thời gian mơ
phỏng kế tiếp, sau đó tạm ngưng.



Run SIMVIEW: Chạy chương trình hiển thị sóng SIMVIEW.



Generate Netlist File: Xuất ra tập tin netlist từ sơ đồ.



View Netlist File: Xem tập tin nestlist được xuất.



Show Warning: Hiển thị thông điệp cảnh báo.



Arrange SLINK Nodes: Sắp xếp lại các nút SLINK. Chức năng này
dành cho SimCoupler Module để cùng chạy mô phỏng với
Matlab/Simulink.



Generate Code: Xuất ra đoạn mã từ sơ đồ điều khiển. Chức năng
này dành cho SimCoder để xuất ra đoạn mã tự động.



Runtime Graph: Lựa chọn sóng cần hiển thị trong tiến trình mơ
phỏng.
Trình đơn Options
Trình đơn Options bao gồm các chức năng sau đây:

20


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM



Settings...: Thiết lập các tùy

chọn.



Auto-run SIMVIEW: Tự động
chạy SIMVIEW sau khi mô phỏng
xong.



Set Path…: Thiết lập đường dẫn
tìm kiếm PSIM và đường dẫn tập
tin thiết bị.



Enter Password: Nhập mật khẩu
để xem các sơ đồ mạch có mật
khẩu bảo vệ.



Disable Password: Vơ hiệu hóa mật khẩu của một mạch có mật khẩu
bảo vệ.



Customize Toolbars: Tùy chỉnh thanh cơng cụ.



Customize Keyboard: Tùy chỉnh bàn phím. Các chức năng có thể
được gán phím tắt để dễ dàng chỉnh sửa mạch hơn.



Save Custom Settings…: Lưu các thiết lập tùy chỉnh sau đây vào
một tập tin: Các giá trị linh kiện mặc định, thiết lập bàn phím nâng
cao, thiết lập thanh cơng cụ nâng cao. Tập tin này có thể được nạp
trong một máy tính khác bằng chức năng Load Custom Settings...



Load Custom Settings...: Nạp các tập tin thiết lập nâng cao được
lưu bởi chức năng Save Custom Settings…, chức năng này sẽ áp
dụng các thiết lập nâng cao được lưu trong tập tin vào máy tính.



Deactivate: Hủy kích hoạt bản quyền PSIM, chỉ dùng cho phiên bản
sử dụng khóa mềm (softkey).



Change Softkey Password: Thay đổi mật khẩu đăng nhập để chạy
PSIM phiên bản khóa mềm.



Check for Software Update: Kiểm tra xem có cập nhật nào mới trên

máy chủ Powersim hay khơng.
Trình đơn Utilities



Trình đơn Utilities bao gồm các chức năng sau đây:
s2z Converter: Chuyển đổi hàm trong miền s sang miền z. Chức năng
này chỉ chạy được nếu có bản quyền Digital Control Module.

21


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU



Device Database Editor:
Chạy trình chỉnh sửa cơ sở
dữ liệu thiết bị Pcdeditor.exe
cho Thermal Module.



B-H Curve: Vẽ đường đặc
tính B-H của linh kiện có lõi
sắt bão hòa (nằm trong thư
viện Elements > Power >
Magnetic Elements).



Module (physical model): Vẽ đường đặc tính i-v của mơ đun pin
mặt trời Solar (mơ hình vật lý) trong thư viện Elements > Power >
Renewable Energy.



SimCoupler Setup: Chạy tập tin SetSimPath.exe để thực hiện cài
đặt cho cùng chạy mô phỏng giữa PSIM và Matlab/Simulink.



DSP Oscilloscope: Chạy DSP Oscilloscope.



Launch/Export to SmartCtrl: Chạy phần mềm SmartCtrl.



Unit Converter: Chuyển đổi đơn vị đo chiều dài, diện tích, khối
lượng và nhiệt độ.



Calculator: Mở máy tính có trong Windows.
Trình đơn Window

Trình đơn Window bao gồm các chức năng sau:

22



New Window: Tạo một cửa sổ mới, cửa sổ này có thể hiển thị một
phần khác của mạch đang mở. Bất kỳ thay đổi nào thực hiện trên
một cửa sổ sẽ được cập nhật cho tất cả các cửa sổ.



Cascade: Sắp xếp các cửa sổ theo dạng ghép tầng.



Tile: Phân chia các cửa sổ bằng nhau.



Arrange Icons: Tự động sắp xếp các biểu tượng.


GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM

3. GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN TRONG PSIM
Phần trình bày sau giới thiệu bốn thư viện linh kiện chính: Power,
Control, Other và Sources.

Power

Thư viện Power chứa các linh kiện của mạch cơng suất, gồm có:


RLC Branches: Điện trở, biến trở, cuộn cảm, tụ điện, các kiểu mạch
RLC khác nhau (RL, RC, LC, RLC), các mạch 3 pha (R3, L3, C3,
RL3, RC3, RCL3), cuộn cảm bão hòa, các cuộn ghép hỗ cảm, cáp
điện xoay chiều ba pha và các mạch phi tuyến (v=f(i), i=f(v),…).



Switches: Các linh kiện bán dẫn diode, thyristor, transistor (npn,
pnp), MOSFET, p-MOSFET, IGBT, GTO, Diode Zener, LED, DIAC,
TRIAC, các khóa đóng ngắt 2 chiều (1 pha và 3 pha), nút nhấn và
các mô đun mạch cầu diode, mạch cầu Thyristor (1 pha và 3 pha).



Transformers: Các loại máy biến áp, gồm máy biến áp lý tưởng,
máy biến áp 1 pha, máy biến áp 1 pha nhiều cuộn dây, máy biến áp
3 pha, máy biến áp 3 pha nhiều cuộn dây, máy biến áp 3 pha
bão hòa,…
23


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PSIM

24

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT - MẠCH CHỈNH LƯU