ứng dụng matlab mô phỏng mạch điện, điện tử - nhiều tác giả

TRẦN THU HÀ – HỒ ĐẮC LỘC – HUỲNH CHÂU DUY Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang MỤC LỤC Lời nói đầu Trang Phần I: LẬP TRÌNH CĂN BẢN VỚI MATLAB Chương 1: Giới thiệu sơ lược MATLAB Chương 2: Các lệnh MATLAB 13 Chương 3: Các toán tử ký tự đặc biệt 20 Chương 4: Các hàm logic 24 Chương 5: Lập trình MATLAB 27 Chương 6: Các lệnh xử lý chuỗi 31 Chương 7: Các hàm giao tiếp 35 Chương 8: Các hàm toán học 39 Chương 9: Các lệnh thao tác ma trận 43 Chương 10: Các phép tính đại số 52 Chương 11: Đồ họa MATLAB 58 Phần II: MỘT SỐ VÍ DỤ ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH TRONG MATLAB 67 Tài liệu tham khảo …………………………………………………………………………………………………………………….112 Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang CHƯƠNG I GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ MATLAB 1.1 Giới thiệu sơ lược MATLAB MATLAB chương trình công ty "The MATHWORKS" viết cho máy tính cá nhân nhằm hỗ trợ cho tính toán kỹ thuật tương ứng với phần tử ma trận MATLAB từ viết tắt MATRIX LABORATORY Chương trình sử dụng nhiều nghiên cứu vấn đề liên quan đến toán kó thuật như: Lý thuyết mạch điện – điện tử, Lý thuyết điều khiển tự động, Khảo sát phân tích chế độ làm việc thiết bị điện hệ thống điện, Kỹ thuật thống kê xác suất, Xử lý số tín hiệu, Phân tích liệu, Dự báo chuỗi quan sát, v.v … MATLAB điều khiển thông qua tập lệnh Nó cho phép lập trình với cú pháp thông dịch lệnh – gọi Script file hay M file với phần mở rộng *.m Các lệnh hay tập lệnh MATLAB lên đến hàng ngàn ngày mở rộng TOOLS BOX hay hàm ứng dụng xây dựng từ người sử dụng MATLAB có 49 TOOLS BOX để trợ giúp cho việc khảo sát vấn đề có liên quan mà đề cập MATLAB 3.5 trở xuống hoạt động môi trường MS-DOS MATLAB 4.0, 4.2, 5.1, 5.2, 5.3… hoạt động môi trường WINDOWS Hiện có MATLAB version 6.1 MATLAB chạy liên kết với chương trình ngôn ngữ cấp cao C, C++, Fortran, … Việc cài đặt MATLAB thật dễ dàng ta cần ý việc dùng thêm vào thư viện trợ giúp hay muốn liên kết phần mềm với vài ngôn ngữ cấp cao khác 1.2 Hướng dẫn cài đặt MATLAB Để cài đặt MATLAB, ta tiến hành bước sau: Đặt đóa CD cài đặt MATLAB vào ổ đóa CD-Rom máy tính bạn Chương trình tự động cài đặt giao diện cài đặt xuất sau: Hình 1.1.Giao diện cài đặt MATLAB Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang Chương trình cài đặt xuất thông báo tiếp tục nhấn Next để tiếp tục trình cài đặt Hình 1.2.Thông báo xác nhận việc cài đặt chương trình Chương trình yêu cầu nhập vào CD key cho chương trình cài đặt Sau đó, tiếp tục nhấn Next để tiếp tục Hình 1.3.Giao diện nhập vào CD key cho chương trình cài đặt Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang Nếu CD key Chương trình thông báo Khi ấy, nhấn Yes để tiếp tục Hình1.4.Thông báo CD key nhập vào Tiếp tục, chương trình yêu cầu nhập vào thông tin người sử dụng, sau nhập đầy đủ vào nhấn Next để tiếp tục : Hình 1.5.Giao diện nhập vào thông tin người sử dụng Kế đến, MATLAB yêu cầu lựa chọn phần cần cài đặt Lưu ý: bước máy tính cá nhân phần lớn không chạy mạng Do đó, nên bỏ qua tùy chọn là: • Matlab Runtime Server • Matlab Web Server Sau chọn xong, nhấn Next để tiếp tục Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang Hình 1.6 Giao diện thiết lập tùy chọn cài đặt Sau hoàn thành bước trên, MATLAB bắt đầu cài đặt chương trình vào máy tính Hình 1.7 Giao diện hiển thị trình cài đặt Sau cài đặt chương trình xong, MATLAB xuất thông báo nhấn Finish để hoàn thành trình cài đặt, máy tính khởi động lại 1.3 Giới thiệu giao diện MATLAB Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang Khởi động MATLAB Trên hệ điều hành Windows, để khởi động MATLAB, ta nhấp đôi vào biểu tượng MATLAB cửa sổ hình bạn Sau khởi động MATLAB, cửa sổ hình MATLAB mở hình 1.9 Giới thiệu giao diện MATLAB Hình 1.9.Cửa sổ giao diện MATLAB Vùng mà click vào để xem tài liệu hướng dẫn, demo công cụ MATLAB Click vào để có giúp đỡ sử dụng MATLAB Vùng đưa lệnh vào cho MATLAB thực thi Vùng click vào để xem thay đổi thư mục Vùng click vào để di chuyển cửa sổ Command Window cửa sổ hình giao diện Click vào để đóng cửa sổ Command Window Xem sử dụng hàm sử dụng lần chạy chương trình trước Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang 10 Sử dụng Tab để đến cửa sổ Workspace cửa sổ thư mục Rê chuột vào để thay đổi kích thước cửa sổ giao diện MATLAB Giao diện cửa sổ soạn thảo chương trình Vào File chọn New/M-file để mở giao diện soạn thảo chương trình MATLAB Hình 1.10 Chọn file soạn thảo M-file Khi cửa sổ sau xuất hiện: Hình 1.11 Giao diện cửa sổ soạn thảo chương trình Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang 11 Sau soạn thảo chương trình xong, lưu tập tin lại dạng file có phần mở rộng *.m cách vào File chọn Save As … Hình 1.12.Lưu tập tin *.m Thoát khỏi MATLAB Sau làm việc xong muốn thoát khỏi MATLAB, vào File chọn Exit MATLAB click vào dấu “x” góc phải hình Hình 1.13 Thoát khỏi MATLAB Ứng dụng matlab mô mạch điện điện tử Trang 12 CHƯƠNG II CÁC LỆNH CƠ BẢN TRONG MATLAB 2.1 Biến MATLAB Tên biến MATLAB dài 19 kí tự bao gồm chữ cái, chữ số vài kí tự đặc biệt khác phải bắt đầu chữ Bình thường, MATLAB có phân biệt biến tạo chữ thường chữ hoa Nói chung, lệnh MATLAB thường sử dụng chữ thường 2.2 Thực lệnh MATLAB MATLAB in kết từ lệnh người sử dụng nhập vào dấu nhắc Ngoài ra, muốn thực lúc nhiều lệnh, muốn thay đổi giá trị nhiều biến MATLAB cho phép tập hợp lệnh vào text file Sau đó, thực việc mở text file thực thi Những file script file hay M file với phần mở rộng *.m 2.3 Các lệnh Lệnh ans a) Chức năng: Là biến chứa kết mặc định b) Giải thích Khi thực lệnh mà chưa có biến chứa kết quả, MATLAB lấy biến “ans” làm biến chứa kết c)Ví dụ c) Ví dụ >> c=clock >> 9-1 c= ans = 1.0e+003 * 2.0030 0.0040 0.0210 0.0180 0.0050 >> 0.0273 Lệnh clock >> c=fix(clock) a) Chức c= Thông báo ngày 2003 21 18 37 b) Cú pháp >> c = clock Chú ý Để thông báo dễ đọc ta dùng hàm fix Giải thích kết quả: MATLAB thông báo “Năm 2003 tháng ngày 21, 18 phút 37 giây” Lệnh computer a) Chức c)Ví dụ Cho biết hệ điều hành máy vi tính sử dụng Matlab » [c,m]=computer c= b) Cú pháp PCWIN computer m= [c,m] = computer 2.1475e+009 Với c - chứa thông báo hệ điều hành máy m - số phần tử ma trận lớn mà máy làm việc với MATLAB Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 13 II.Các bước tiến hành: 1.Tiến hành bước tương tự ví dụ tập trước để mở cửa sổ soạn thảo chương trình 2.Sau đó, chép đoạn mã chương trình sau vào cửa sổ soạn thảo chương trình lưu với tên Baitap5.m R = 1; X = 7; Z = R +j*X; V1 = 120*(cos(-5*pi/180) + j*sin(-5*pi/180)); V2 = 100+j*0; I12 = (V1 - V2)/Z; I21 = -I12; disp('Cong suat bieu kien S12') S12 = V1*conj(I12) 10 disp('Trong do, bao gom:') 11 disp('Cong suat tac dung P12:') 12 P12 = real(S12) 13 disp('Cong suat phan khang Q12:') 14 Q12 = imag(S12) 15 disp('Cong suat bieu kien S21') 16 S21 = V2*conj(I21) 17 disp('Trong do, bao gom:') 18 disp('Cong suat tac dung P21:') 19 P21 = real(S21) 20 disp('Cong suat phan khang Q21:') 21 Q21 = imag(S21) 22 disp('Ton that tren duong day:') 23 SL = S12 + S21 24 disp('Trong do, bao gom:') 25 disp('Cong suat tac dung PL:') 26 PL = R*abs(I12)^2 27 disp('Cong suat phan khang QL:') 28 QL = X*abs(I12)^2 3.Chuyeån sang cửa sổ Command Window gõ vào tên chương trình Baitap5.m 4.Khi ấy, kết tính toán là: >> Baitap5 Cong suat bieu kien S12 S12 = -9.7508e+001 +3.6331e+002i Trong do, bao gom: Cong suat tac dung P12: P12 = -97.5084 Cong suat phan khang Q12: Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 99 Q12 = 363.3103 Cong suat bieu kien S21 S21 = 1.0733e+002 -2.9452e+002i Trong do, bao gom: Cong suat tac dung P21: P21 = 107.3349 Cong suat phan khang Q21: Q21 = -294.5245 Ton that tren duong day: SL = 9.8265 +68.7858i Trong do, bao gom: Cong suat tac dung PL: PL = 9.8265 Cong suat phan khang QL: QL = 68.7858 >> Kết hiển thị cửa sổ Command Window III.Bài tập làm thêm: Cho nguồn áp lý tưởng hình vẽ Với V1 = 500∠16,260 V V2 = 585∠00 V Hai nguồn nối với đường dây có tổng trở 0,7 + j2,4 Ω Viết đoạn chương trình, xác định: • Công suất biểu kiến nguồn • Xác định xem chúng phát hay nhận công suất tác dụng công suất phản kháng • Công suất tác dụng công suất phản kháng tổn thất tr6n đường dây Đáp số: • Nguồn 1: Phát công suất tác dụng với giá trị 28 kW Nhận công suất phản kháng với giá trị 21 kVAr • Nguồn 2: Nhận công suất tác dụng với giá trị 24,57 kW Phát công suất phản kháng với giá trị 32,76 kVAr • Trên đường dây: PL = 3,43 kW QL = 11,76 kVAr Bài tập 6: Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 100 Sử dụng số liệu cho tập 5, khảo sát hướng phân bố công suất nguồn áp Xét cho trường hợp góc pha nguồn áp thay đổi từ giá trị ± 300 với giá trị thay đổi lần 50 Biên độ điện áp nguồn áp góc pha nguồn áp không đổi Viết đoạn chương trình: a.Tính công suất biểu kiến nguồn tổn thất công suất đường dây b.Tính biểu diễn giá trị công suất tác dụng P1, P2 PL tương ứng với góc lệch pha điện áp δ Giải I.Các công thức sử dụng để tính toán: Sử dụng công thức từ tập đến tập II.Các bước tiến hành: 1.Tiến hành bước tương tự ví dụ tập trước để mở cửa sổ soạn thảo chương trình 2.Sau đó, chép đoạn mã chương trình sau vào cửa sổ soạn thảo chương trình lưu với tên Baitap6.m disp('NHAP VAO CAC DU LIEU SAU:') E1=input('Do lon dien ap cua nguon ap = '); a1=input('Goc pha cua nguon ap = '); E2=input('Do lon dien ap cua nguon ap = '); a2=input('Goc pha cua nguon ap = '); R=input('Dien tro duong day = '); X= input('Dien khang duong day = '); Z= R + j*X; a1 = (-30+a1:5:30+a1)'; 10 a1r = a1*pi/180; 11 k=length(a1); 12 a2=ones(k,1)*a2; 13 a2r = a2*pi/180; 14 V1=E1.*cos(a1r) + j*E1.*sin(a1r); 15 V2=E2.*cos(a2r) + j*E2.*sin(a2r); 16 I12 = (V1 - V2)./Z; 17 I21=-I12; 18 S1= V1.*conj(I12); 19 P1 = real(S1); 20 Q1 = imag(S1); 21 S2= V2.*conj(I21); 22 P2 = real(S2); 23 Q2 = imag(S2); 24 SL= S1+S2; 25 PL = real(SL); 26 QL = imag(SL); 27 Result1=[a1, P1, P2, PL]; 28 disp(' Delta P-1 P-2 P-L ') 29 disp(Result1) 30 plot(a1, P1, a1, P2, a1, PL), grid Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 101 31 text(-26, -550, 'P1') 32 text(-26, 600,'P2') 33 text(-26, 100, 'PL') 34 xlabel('Goc pha cua nguon dien ap 1') 35 ylabel('Cong suat P, Watts') *Giải thích chương trình: Thứ tự Giải thích Ghi dòng Nhập vào giá trị Lệnh R = input(‘text’) hiển thị cho người sử dụng câu E1, a1, E2, a2, R gợi ý chuổi text sau chờ nhập giá trị vào từ X cách sử dụng bàn phím câu lệnh input gợi ý Đối tượng nhập vào biểu thức MATLAB cho người sử dụng mà ước lượng biến không nhập vào giá trị gian làm việc hiiện kết trả R Nếu đại lượng người sử dụng không nhập vào mà nhấn enter, trả ma trận rỗng R = input(‘text1’,’text2’) hiển thị cho người sử dụng câu gợi ý chuổi text1 chờ nhập giá trị vào chuỗi kí tự text2 Chuỗi text trả đơn giản chuổi MATLAB Chuổi text bao gồm nhiều kí tự ‘\n’ Nó có ý nghóa bỏ qua để bắt đầu dòng 27 Tạo ma trận bao gồm cột số hàng thay đổi theo biến biên a1 31 33 Thêm vào kí tự text(X,Y,'string') thêm vào kí tự vị trí xác P1, P2, PL đồ thị định (X,Y) hệ trục tọa độ tại tọa độ xác định 3.Chuyển sang cửa sổ Command Window gõ vào tên chương trình: Baitap6.m 4.Khi ấy, kết tính toán laø: >> Baitap6 ↵ NHAP VAO CAC DU LIEU SAU: Do lon dien ap cua nguon ap = 120 ↵ Goc pha cua nguon ap = -5 ↵ Do lon dien ap cua nguon ap = 100 ↵ Goc pha cua nguon ap = ↵ Dien tro duong day = ↵ Dien khang duong day = ↵ Delta P-1 P-2 P-L -35.0000 -872.2049 967.0119 94.8070 -30.0000 -759.8461 832.1539 72.3078 -25.0000 -639.5125 692.4848 52.9723 Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 102 -20.0000 -512.1201 549.0676 36.9475 -15.0000 -378.6382 402.9938 24.3556 -10.0000 -240.0828 255.3751 15.2923 -5.0000 -97.5084 107.3349 9.8265 48.0000 -40.0000 8.0000 5.0000 195.3349 -185.5084 9.8265 10.0000 343.3751 -328.0828 15.2923 15.0000 490.9938 -466.6382 24.3556 20.0000 637.0676 -600.1201 36.9475 25.0000 780.4848 -727.5125 52.9723 >> Kết hiển thị cửa sổ Command Window Và đồ thị hiển thị cửa sổ Figure No Để lưu lại đồ thị này, ta tiến hành bước tương tư ví dụ trước Nhận xét đồ thị: Đồ thị hình vẽ cho thấy việc phân bố công suất tác dụng dọc theo quan hệ nối liền với xác định sai lệch góc điện áp đầu cực III.Bài tập làm thêm: Cho hệ thống ví dụ trên, cho độ lớn điện áp nguồn điện áp thay đổi từ 75% đến 100% giá trị cho với bước thay đổi V Độ lớn điện áp nguồn điện áp góc pha hai nguồn điện áp giữ số Viết đoạn chương trình, xác định: Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 103 • Công suất biểu kiến cho nguồn tổn thất đường dây • Trình bày thành bảng giá trị công suất phản kháng Q1, Q2 QL theo độ lớn điện áp |V1| Bài tập Cho sơ đồ hình vẽ BT7, đường dây pha có tổng trở pha + j4Ω Đường dây sử dụng để cung cấp cho tải cân pha nối song song với Hình BT7 • Tải nối theo kiểu hình Y có tổng trở pha 30 + j40Ω • Tải thứ hai nối theo kiểu hình ∆ có tổng trở pha 60 – j45Ω Đường dây cung cấp nguồn pha cân có điện áp dây 207,85 V Chọn điện áp pha a Va làm chuẩn Viết đoạn chương trình, tính: a.Dòng điện, công suất tác dụng, công suất phản kháng nguồn cung cấp b.Điện áp dây tải c.Dòng điện pha tải d.Tổng công suất tác dụng, công suất phản kháng tải công suất biểu kiến đường dây Giải I.Các công thức sử dụng để tính toán: Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 104 Sơ đồ tương đương pha biến đổi tải tam giác thành tải song song tải lại với • Khi tải đấu theo kiểu Y, ta có: VL = | Vp | ∠30 IL = Ip • Khi tải đấu theo kiểu ∆, ta có: VL = Vp I L = | I p | ∠ − 30 Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 105 Với VL giá trị hiệu dụng điện áp dây (điện áp dây dẫn) Vp giá trị hiệu dụng điện áp pha (điện áp dây dẫn trung tính) IL dòng đện dây Ip dòng điện pha • Phép biến đổi ∆ ZY = Y: Z∆ • Công suất cân pha: Xét nguồn cân pha cung cấp điện cho tải cân nối theo kiểu Y ∆, với biểu thức điện áp sau: v an = | Vp | cos(ωt + θ v ) v bn = | Vp | cos(ωt + θ v − 120 ) v cn = | Vp | cos(ωt + θ v − 240 ) Khi ấy, giá trị dòng điện pha tải cân là: i a = | I p | cos(ωt + θ i ) i b = | I p | cos(ωt + θ i − 120 ) i c = | I p | cos(ωt + θ i − 240 ) Với |Vp| |Ip| giá trị độ lớn điện áp cường độ dòng điện hiệu dụng pha Suy ra, biểu thức công suất biểu kiến pha laø: S3φ = P3φ + jQ3φ = 3|Vp||Ip| cosθ + 3|Vp||Ip| sinθ Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 106 S3φ = 3VpIp* II.Các bước tiến hành: 1.Tiến hành bước tương tự ví dụ tập trước để mở cửa sổ soạn thảo chương trình 2.Sau đó, chép đoạn mã chương trình sau vào cửa sổ soạn thảo chương trình lưu với tên Baitap7.m 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 V1 = 207.85/sqrt(3); Zl = + j*4; Z1 = 30 + j*40; Z2 = (60-j*45)/3; Z = Zl + Z1*Z2/(Z1+Z2); disp('Voi dien ap pha a Van lam chuan.') disp('Khi ay, dong dien pha a la:') I=V1/Z disp('Cong suat bieu kien pha la:') S=3*V1*conj(I) disp('Dien ap pha tai dau tai la:') V2 = V1- Zl*I disp('Dien ap day tai dau tai la:') V2ab =sqrt(3)*(cos(pi/6)+j*sin(pi/6))*V2 disp('Dong dien tren moi pha cua tai noi hinh sao:') I1=V2/Z1 disp('Dong dien tren moi pha cua tai noi hinh duoc chuyen tu tam giac:') I2=V2/Z2 disp('Suy ra, dong dien tren moi pha cua tai noi tam giac:') Iab=I2/(sqrt(3)*(cos(pi/6)-j*sin(pi/6))) disp('Cong suat bieu kien pha cua tai noi hinh sao:') S1=3*V2*conj(I1) disp('Cong suat bieu kien pha cua tai noi hinh duoc chuyen tu tam giac:') S2=3*V2*conj(I2) disp('Cong suat bieu kien pha phan bo tren duong day:') SL = 3*Zl*abs(I)^2 2.Löu lại với tên Baitap7.m 3.Chuyển sang cửa sổ Matlab để chạy chương trình Gõ tên chương trình Baitap7 vào cửa sổ Command Window, sau Enter 4.Khi ấy, kết tính toán là: >> Baitap7 Voi dien ap pha a Van lam chuan Khi ay, dong dien pha a la: I = 5.0001 Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 107 Cong suat bieu kien pha la: S = 1.8001e+003 Dien ap pha tai dau tai la: V2 = 1.1000e+002 -2.0000e+001i Dien ap day tai dau tai la: V2ab = 1.8232e+002 +6.5264e+001i Dong dien tren moi pha cua tai noi hinh sao: I1 = 1.0000 - 2.0000i Dong dien tren moi pha cua tai noi hinh duoc chuyen tu tam giac: I2 = 4.0001 + 2.0000i Suy ra, dong dien tren moi pha cua tai noi tam giac: Iab = 1.4227 + 2.1547i Cong suat bieu kien pha cua tai noi hinh sao: S1 = 4.5002e+002 +6.0002e+002i Cong suat bieu kien pha cua tai noi hinh duoc chuyen tu tam giac: S2 = 1.2000e+003 -9.0003e+002i Cong suat bieu kien pha phan bo tren duong day: SL = 1.5001e+002 +3.0001e+002i >> Kết hiển thị cửa sổ Command Window III.Bài tập làm thêm: 1.Cho nguồn pha 12,47 kV cung cấp cho tải nối song song với Với • Tải 1: tải cảm có công suất tác dụng 60 kW công suất phản kháng 660 kVAr • Tải 2: tải dung có công suất tác dụng 240 kW với hệ số công suất 0,8 • Tải 3: tải trở có công suất tác dụng 60 kW Viết đoạn chương trình, xác định: a.Tổng công suất biểu kiến, hệ số công suất cường độ dòng điện b.Cho nhóm tụ điện nối theo kiểu hình Y đấu song song với tải Xác định tổng công suất phản kháng, điện dung pha (µF) để nâng toàn hệ số công suất lên 0,8 (trể pha có nghóa vectơ cường độ dòng điện trể pha so với vectơ điện áp) Đáp số: Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 108 a b S = 360 kW + j480kVAr cosϕ = 0,6 (treå) I = 27,78 ∠-53,130 A Q = 210 kVAr C = 3,58 (µF) 2.Cho tải cân nối theo kiểu ∆ bao gồm điện trở có giá trị 18 Ω/mỗi pha nối song song với tải trở khác nối theo kiểu hình Y có giá trị 12 Ω/mỗi pha hình vẽ Các tải cung cấp nguồn ba pha cân có giá trị điện áp hiệu dụng 346,41 V (điện áp dây) thông qua đường dây pha có giá trị điện kháng j3Ω/mỗi pha Giả sử chọn điện pha Van làm chuẩn Hình vẽ Viết đoạn chương trình, xác định: a.Cường độ dòng điện, công suất tác dụng công suất phản kháng nguồn cung cấp b.Điện áp pha điện áp dây pha a đầu nối tải Đáp số: a I = 40∠-36,870 A S = 19,2 kW + j14,4 kVAr b Up = 160 V Ud = 277,1 V Bài tập Cho nguồn pha có giá trị điện áp hiệu dụng 4157 V cung cấp điện cho tải pha nối cân bao gồm tổng trở giống có giá trị 48∠36,870 Ω Chọn vectơ điện áp pha Van làm chuẩn Viết đoạn chương trình xác định: a.Giá trị cường độ dòng điện pha pha b.Tổng công suất tác dụng công suất phản kháng cung cấp cho tải Giải I.Các công thức sử dụng để tính toán: Sử dụng công thức từ tập đến tập II.Các bước tiến hành: 1.Tiến hành bước tương tự ví dụ tập trước để mở cửa sổ soạn thảo chương trình 2.Sau đó, chép đoạn mã chương trình sau vào cửa sổ soạn thảo chương trình lưu với tên Baitap8.m Vd = 4157; V = Vd/sqrt(3); phido = 36.87; phirad = phido*pi/180; Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 109 10 11 12 13 14 15 16 Z = 48*(cos(phirad)+j*sin(phirad)); disp('Cuong dong dien pha a la') Ia = (V*(cos(0)+j*sin(0)))/Z disp('Cuong dong dien pha b la') Ib = (V*(cos(-2*pi/3)+j*sin(-2*pi/3)))/Z disp('Cuong dong dien pha c la') Ic = (V*(cos(-4*pi/3)+j*sin(-4*pi/3)))/Z S = (3*V*conj(Ia))/1000; disp('Cong suat tac dung (kW) cung cap cho tai la:') P = real(S) disp('Cong suat phan khang (kVAr) cung cap cho tai la:') Q = imag(S) 2.Löu lại với tên Baitap8.m 3.Chuyển sang cửa sổ Matlab để chạy chương trình Gõ tên chương trình Baitap8 vào cửa sổ Command Window, sau Enter 4.Khi ấy, kết tính toán là: >> Baitap8 Cuong dong dien pha a la Ia = 40.0007 -30.0006i Cuong dong dien pha b la Ib = -45.9817 -19.6413i Cuong dong dien pha c la Ic = 5.9810 +49.6419i Cong suat tac dung (kW) cung cap cho tai la: P = 288.0104 Cong suat phan khang (kVAr) cung cap cho tai la: Q = 216.0086 >> Kết hiển thị cửa sổ Command Window III.Bài tập làm thêm: Giải lại tập với tải pha nối theo kiểu tam giác Chọn Vab làm vectơ điện áp chuẩn Đáp số: a Ia = 150∠-66,870 A Ib = 150∠-186,870 A Ic = 150∠53,130 A b P = 864 kW Q = 648 kVAr Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 110 Bài tập Một đường dây pha có tổng trở pha 0,4 + j2,7 Ω Đường dây cung cấp cho tải cân pha nối song song với • Tải thứ nhất: có công suất 560,1 kVA hệ số công suất 0,707 (trể pha) • Tải thứ hai: có công suất 132 kW hệ số công suất Điện áp pha tải cuối đường dây 3810,5 V Hình BT9 Viết đoạn chương trình, tính: a.Độ lớn điện áp dây cuối đường dây b.Tổng tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng đường dây c.Công suất tác dụng công suất phản kháng đầu đường dây Giải I.Các công thức sử dụng để tính toán: Sử dụng công thức từ tập đến tập II.Các bước tiến hành: 1.Tiến hành bước tương tự ví dụ tập trước để mở cửa sổ soạn thảo chương trình 2.Sau đó, chép đoạn mã chương trình sau vào cửa sổ soạn thảo chương trình lưu với tên Baitap9.m disp('Dien ap pha tai cac dau tai la') V2 = 3810.5/sqrt(3) disp('Tong cong suat bieu kien la') Zl = 0.4 +j*2.7; S1 = 560.1*(cos(pi/4) + j*sin(pi/4)); S2 = 132; SR = S1+ S2 disp('Dong dien tren duong day la') I = conj(SR)*1000/(3*conj(V2)) 10 disp('Dien ap pha tai cuoi dau gui la') 11 V1 = V2 + Zl*I 12 disp('Do lon dien ap day tai cuoi dau gui cua duong day la') 13 V1L = sqrt(3)*abs(V1) 14 disp('Ton that cong suat pha tren duong day la') 15 SL = 3*Zl*abs(I)^2/1000 Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 111 16 17 18 19 disp('Cong suat pha tai dau gui la: (Ss = 3.V1.I*)') SS = *V1*conj(I)/1000 disp('Cong suat pha tai dau gui la: (Ss = SR + SL)') SS = SR + SL 2.Löu lại với tên Baitap9.m 3.Chuyển sang cửa sổ Matlab để chạy chương trình Gõ tên chương trình Baitap9 vào cửa sổ Command Window, sau Enter 4.Khi ấy, kết tính toán là: >> Baitap9 Dien ap pha tai cac dau tai la V2 = 2.2000e+003 Tong cong suat bieu kien la SR = 5.2805e+002 +3.9605e+002i Dong dien tren duong day la I = 80.0079 -60.0078i Dien ap pha tai cuoi dau gui la V1 = 2.3940e+003 +1.9202e+002i Do lon dien ap day tai cuoi dau gui cua duong day la V1L = 4.1599e+003 Ton that cong suat pha tren duong day la SL = 12.0026 +81.0179i Cong suat pha tai dau gui la: (Ss = 3.V1.I*) SS = 5.4005e+002 +4.7707e+002i Cong suat pha tai dau gui la: (Ss = SR + SL) SS = 5.4005e+002 +4.7707e+002i >> Kết hiển thị cửa sổ Command Window III.Bài tập làm thêm: 1.Cho tải nối theo kiểu tam giác có tổng trở pha 15 + j18 Ω nối vào cuối đường dây pha hình vẽ Tổng trở đường dây pha + j2 Ω Đường dây cung cấp từ nguồn pha với giá trị điện áp dây hiệu dụng 207,85 V.Giả sử chọn Van làm vectơ điện áp chuẩn Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 112 Viết đoạn chương trình xác định: a.Cường độ dòng điện pha a b.Tổng công suất biểu kiến cung cấp từ nguồn c.Giá trị điện áp dây đầu tải Đáp số: a b c Ia = 12∠-53,13 A S = 2592 W + j3456 VAr U = 162,33 V 2.Cho sơ đồ bao gồm tải pha nối song song với cung cấp nguồn pha có giá trị điện áp hiệu dụng 207,85 V; 60 Hz Các tải có thông số sau: Tải 1: động 15 hp làm việc đầy tải, hiệu suất 93,25 % hệ số công suất 0,6 (trễ, có nghóa vectơ cường độ dòng điện trễ pha so với vectơ điện áp) Tải 2: tải trở cân có tổng công suất kW Tải 3: hệ thống tụ điện nối theo kiểu với tổng công suất định mức 16 kVAr Viết đoạn chương trình xác định: a.Tổng công suất tác dụng, phản kháng, hệ số công suất hệ thống cường độ dòng điện cung cấp pha b.Hệ số công suất cường độ dòng điện cung cấp pha hệ thống tải trở động cảm ứng làm việc hệ thống tụ điện hở mạch Đáp số: a b P = 18 kW Q = kVAr Hệ số công suất = I = 50 A Hệ số công suất = 0,7474 (trễ có nghóa vectơ cường độ dòng điện trễ pha so với vectơ điện áp) I = 66,9∠-41,630 A Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 113 ... k= >>a=[5 0;8 3] Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 21 a= 0 >>[i,j,k]=find(a) i= 2 j= 1 k= Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử Trang 22 CHƯƠNG V LẬP TRÌNH TRONG MATLAB Lệnh eval... làm tròn Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử c)Ví dụ >> z = - 2.0000i z= - 2.0000i >> p = angle(z) p= -1 .5708 c)Ví dụ >> x =[ -1 .9000 -0 .2000 3.4000 5.6000 7.0000] x= 3.4000 -1 .9000 -0 .2000... [-1 .9000 -0 .2000 3.4000 5.6000 7.0000] x= 3.4000 -1 .9000 -0 .2000 7.0000 >> y = round(x) y= -2 >> Ứng dụng matlab mô mạch điện - điện tử 5.6000 Trang 41 Bảng so sánh phép làm tròn số -1 .9000 -0 .2000