Báo cáo mô phỏng sử dụng phần mềm psim mô phỏng Đồ thị sóng của mạch chỉnh lưu môn học Điện tử công suất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN ĐIỆN KỸ THUẬT BÁO CÁO MÔ PHỎNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSIM MÔ PHỎNG ĐỒ THỊ SÓNG CỦA MẠCH CHỈNH LƯU MÔN HỌC: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Sinh viên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN ĐIỆN KỸ THUẬT

BÁO CÁO MÔ PHỎNG

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSIM MÔ PHỎNG

ĐỒ THỊ SÓNG CỦA MẠCH CHỈNH LƯU

MÔN HỌC: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

Sinh viên thực hiện

Họ tên: Chu Anh Dũng

MSSV: S41465

Lớp: 2407MEC

Giảng viên hướng dẫn: TS Vũ Hữu Công

HÀ NỘI, 10/2024

MÔ PHỎNG MẠCH CHỈNH LƯU TIA MỘT PHA

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSIM

I Tải R

1 Cơ sở lý thuyết

Hình 1.1: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điện áp ngõ vào, điện áp tải R tia một pha

- Điều kiện để Diod phân cực thuận: VA>VK

- Giai đoạn 1 (GĐ1): Trong khoảng từ 0 ÷ π, u2 > 0 ⇒ D PCT (phân cực thuận) ⇒ Ud

có dạng sóng như dạng sóng ngõ vào (áp vào bằng áp ra, bỏ qua điện áp rơi trên Diod)

- Giai đoạn 2 (GDD): Trong khoảng từ π ÷ 2π, u2 < 0 ⇒ D PCN (VA < VK) ⇒ Ud có dạng sóng bằng 0

2 Mô phỏng bằng phần mềm PSIM

- Vẽ mạch chỉnh lưu cần mô phỏng từ sơ đồ lý thuyết:

Ta nhập các thông số của điện áp, điện trở vào và chọn thời gian mô phỏng phù hợp:

- Nguồn AC tín hiệu vào: U = 220sin(100t) (V)

- Tải thuần trở: R = 20

- Các Diod có giá trị lý tưởng

Ta tiến hành chạy mô phỏng để quan sát dạng sóng ngõ vào ngõ ra của mạch chỉnh lưu

Kết quả chạy mô phỏng trên phần mềm PSIM:

Đầu vào điện áp:

Đầu ra điện áp qua Diod:

Dòng điện chạy trong mạch chỉnh lưu:

Đồ thị điện áp ra và dòng điện:

3 Nhận xét

- Mô phỏng cho ra kết quả đồ thị sóng tương tự như cơ sở lý thuyết

- Diod phân cực thuận khi VA > VK Diod làm việc ở trạng thái ON Giữ nguyên dạng sóng ngõ vào và dòng điện id > 0

- Diod phân cực ngược khi VA < VK Diod làm việc ở trạng thái OFF Đồ thị sóng là đường thẳng và id = 0

II Tải R + L

1 Cơ sở lý thuyết

Hình 2.1: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điện áp ngõ vào, điện áp trên tải R+L tia một pha

- Với  gọi là góc tắt dòng

- Điều kiện để Diod phân cực thuận: VA > VK

- Giai đoạn 1 (GĐ1): Trong khoảng từ 0 ÷ , u2 > 0 => D PCT (phân cực thuận) =>

Ud có dạng sóng như dạng sóng ngõ vào (áp vào bằng áp ra, bỏ qua điện áp rơi trên Diod) => L nạp năng lượng

- Giai đoạn 2 (GĐ2): Trong khoảng từ  ÷ , L xả năng lượng qua D => Ud có dạng sóng phóng qua trục 0 như hình

- Giai đoạn 3 (GĐ3): Trong khoảng từ  ÷ 2, u2 < 0 => D PCN (phân cực ngược) (VA < VK) => Ud có dạng sóng bằng 0

2 Mô phỏng bằng phần mềm PSIM

- Vẽ mạch chỉnh lưu cần mô phỏng từ sơ đồ lý thuyết:

Ta nhập các thông số điện áp, điện trở tương tự như tải R, ngoài ra ta chọn thông số tải

L lần lượt là 1mH, 5mH, 10mH

Ta tiến hành chạy mô phỏng để quan sát dạng sóng ngõ vào ngõ ra của mạch chỉnh lưu

Kết quả chạy mô phỏng trên phần mềm PSIM:

Đồ thị điện áp đầu vào:

Đồ thị điện áp đầu ra ứng với tải L:

Đồ thị điện áp đầu ra ứng với tải L = 5mH:

Đồ thị điện áp đầu ra ứng với tải L = 10mH:

Đồ thị điện áp đầu ra ứng với tải L = 1H:

Đồ thị dòng điện trong mạch chỉnh lưu tải R+L tia một pha:

3 Nhận xét

- Mô phỏng cho ra kết quả đồ thị sóng tương tự như cơ sở lý thuyết

- Chỉ số của L càng lớn thì góc tắt dần càng lớn, thời gian L xả năng lượng qua D càng lớn

III Tải R+E

1 Cơ sở lý thuyết

Hình 3.1: Sơ đồ và đồ thị dạng sóng điện áp ngõ vào, điện áp tải R+E tia một pha

- Điều kiện để Diod phân cực thuận: VA > VK, u2 > E

- Giai đoạn 1 (GĐ1): Trong khoảng từ 0 ÷ 1, VA > VK, u2 < E => D PCN (phân cực ngược) (u2 < E) => Ud = E và có dạng sóng là đường thằng

- Giai đoạn 2 (GĐ2): Trong khoảng từ 1 ÷ 2, VA > VK, u2 > E => D PCT (phân cực thuận) => Ud có dạng sóng như dạng sóng ngõ vào

- Giai đoạn 3 (GĐ3): Trong khoảng từ 2 ÷ , VA > VK, u2 < E => Ud = E và có dạng sóng là đường thẳng

- Giai đoạn 4 (GĐ4): Trong khoảng từ  ÷ 2, VA < VK => D PCN (phân cực ngược)

=> Ud = E có dạng sóng là đường thẳng

2 Mô phỏng bằng phần mềm PSIM

- Vẽ mạch chỉnh lưu cần mô phỏng từ sơ đồ lý thuyết:

Ta nhập các thông số điện áp, điện trở tương tự như tải R, ngoài ra ta chọn thông số của tải E lần lượt là 10V, 50V, 100V

Ta tiến hành chạy mô phỏng để quan sát dạng sóng ngõ vào ngõ ra của mạch chỉnh lưu

Kết quả chạy mô phỏng trên phần mềm PSIM:

Đồ thị dạng sóng dòng điện lối vào và tải E (E = 100V):

Đồ thị dạng sóng điện áp tải R+E và dòng điện (E = 100V):

Đồ thị dạng sóng điện áp tải R+E và dòng điện (E = 10V):

Đồ thị dạng sóng điện áp tải R+E và dòng điện (E = 50V):

3 Nhận xét

- Mô phỏng cho ra kết quả đồ thị sóng tương tự như cơ sở lý thuyết

- Điện áp Ud nhỏ nhất phụ thuộc vào tải E, E càng lớn thì giá trị Ud càng lớn

- Điều kiện để Diod phân cực thuận là VA > VK Ngoài ra điện áp ngõ vào phải lớn hơn điện áp E Lúc đó đồ thị có dạng sóng giống với điện áp ngõ vào Dòng điện id > 0

- Diod phân cực ngược khi VA < VK và điện áp ngõ vào nhỏ hơn điện áp E Lúc này

đồ thị sóng chỉ là một đường thẳng Dòng điện id = 0