Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ 2

Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ

Chương Các hộp công cụ MATLAB, SIMULINK SymPower System 2.1 SIMULINK môi trường mô trực quan 2.1.1.Tổng quan Simulink SIMULINK phần mở rộng MATLAB (là khối công cụ MATLAB) dùng để mơ hình hố, mơ khảo sát hệ thống động học Thông thường dùng để thiết kế mô hệ thống điều khiển, thiết kế mô xử lý tín hiệu DSP, hệ thống thơng tin ứng dụng mô khác SIMULINK thuật ngữ mô dễ nhớ ghép hai từ Simulation Link SIMULINK cho phép mô tả hệ thống tuyến tính, hệ phi tuyến, mơ hình miền thời gian liên tục, hay gián đoạn hệ gồm liên tục gián đoạn Để mơ hình hoá, SIMULINK cung cấp cho người sử dụng giao diện đồ họa dễ sử dụng xây dựng mô hình sử dụng thao tác "nhấn thả" chuột cho phép thể hệ thống dạng sơ đồ tín hiệu với khối chức quen thuộc Với giao diện đồ họa ta xây mơ hình khảo sát cách trực quan SIMULINK cung cấp cho người sử dụng thư viện phong phú, có sẵn với số lượng lớn khối chức cho hệ tuyến tính, phi tuyến hay gián đoạn Hơn nữa, người sử dụng tạo nên khối riêng Đây khác xa phần mềm trước mà người sử dụng phải đưa vào phương vi phân phương trình sai phân ngơn ngữ lập trình Sau xây dựng mơ hình hệ thống cần nghiên cứu, cách ghép khối cần thiết thành sơ đồ cấu trúc hệ, ta khởi động trình mơ Trong q trình mơ ta trích tín hiệu vị trí sơ đồ cấu trúc hiển thị đặc tính tín hiệu hình Hơn nữa, có nhu cầu ta cất giữ đặc tính vào các vùng nhớ Việc nhập thay đổi tham số tất khối thực đơn giản cách nhập trực tiếp hay thông qua cửa sổ lệnh MATLAB Thư viện SIMULINK tập hợp khối hình ảnh, cách sử dụng khảo sát gần hệ thống điện Tham số cài đặt thể trường tại cửa sổ cài đặt khối chọn Nút trợ giúp (Help) cửa sổ thiết lập mở thông tin chi tiết khối tham số cài đặt Hình 2-1 Cửa sổ chương trình MATLAB Để khởi động chương trình, trước tiên phải phải chạy gói MATLAB cửa sổ gói MATLAB gõ trực tiếp câu lệnh SIMULINK từ cửa sổ lệnh thể hình 2.1 Biểu tượng SIMULINK hiển thị cửa sổ tooltip xuất di chuyển chuột qua biểu tượng khối công cụ SIMULINK Khởi động chương trình SIMULINK dẫn đến việc mở phần cửa sổ trình duyệt thư viện SIMULINK hình 2.2 Cửa sổ trình duyệt thư viện chứa thành phần sau: +Tiêu đề, với tên cửa sổ - SIMULINK Library Browser +Menu, với tổ hợp lệnh File, Edit, View, Help +Thanh cơng cụ, phím tắt với lệnh thường xuyên sử dụng +Cửa sổ dẫn để hiển thị tin nhắn giải thích khối chọn Danh sách thành phần thư viện xắp xếp theo thư mục Nội dung giao diện cửa sổ thư viện (danh sách phần thư viện hay khối cơng cụ) và trạng thái có chứa dẫn thực Trong hình đưa thư viện Sinks thư viện SIMULINK (phía bên trái cửa sổ) thành phần (phía bên phải cửa sổ) Thư viện SIMULINK chứa phần sau: Commonly Used Blocks – khối thường sử dụng; Continuous – khối tuyến tính; Discontinuous – khối phi tuyến; Discrete – khối rời rạc; Logic and Bit Operation – khối lơ gic phép tốn Bit; Lookup Tables – bảng tra cứu tương thích; Hình 2-2 Cửa sổ trình duyệt thư viện SIMULINK Math Operation – hàm toán học; Model Verification – khối kiểm tra mơ hình; Model –Wide Utilities – bảng; Ports & Subsystems – cổng hệ thống con; Signal Attributes – tham số tín hiệu; Signal Routing – tín hiệu định tuyến; Sinks – khối hiển thị; Sources – nguồn tín hiệu; User-Definen Functions – hàm chức người sử dụng; Adition Math & Diskrete – khối rời rạc toán học bổ sung Khi lựa chọn thành phần có liên quan thư viện khung bên phải hiển thị nội dung h́nh 2.2 Để làm việc với cửa sổ người ta sử dụng lệnh có sẵn menu Menu trình duyệt thư viện chứa mục sau đây: File (tập tin) - Làm việc với tập tin thư viện Edit (Chỉnh sửa) - Thêm khối tìm kiếm chúng (theo tên) View (Hiển thị) - Điều khiển hiển thị phần tử giao diện Help (Trợ giúp) - Hiển thị cửa sổ trợ giúp thư viện trình duyệt Để làm việc với trình duyệt sử dụng nút cơng cụ 2.1.2 Cách tạo mơ hình Để tạo mơ hình mơi trường SIMULINK thực theo bước sau: +Tạo file mô hình với lệnh File / New / Model, sử dụng nút cơng cụ, mơ hình cửa sổ tạo hình.2.3 Hình 2.3 Cửa sổ trống mơ hình +Lựa chọn xếp khối mơ hình, sau nối khối với theo cấu trúc hệ thống toán cần nghiên cứu Để làm điều phải mở phần thích hợp thư viện (ví dụ, Sources - Nguồn), sau đưa vị trí trỏ đến khối mong muốn nhấn nút trái chuột kéo khối vào cửa sổ tạo Để xóa khối, cần chọn khối (Đặt trỏ vào hình ảnh bấm nút trái chuột), sau nhấn phím Delete bàn phím + Mở cửa sổ thiết lập tham số cho khối khối Để làm điều này, nhấn đúp trái chuột, vị trí trỏ chuột khối cho nhập vào tham số cần thiết + Ghi lại chương tŕnh lệnh File/Save As 2.1.3 Thiết lập tham số mơ Trước thực tính tốn cần phải thiết lập tham số mô Thiết lập tham số tính tốn thực điều khiển menu Simulation/Configuration Parameters (Tab Solver), bảng điều khiển thể hình.2.4 Dưới mơ tả ngắn gọn chức sử dụng sau tốn mơ thiết bị điện Hình 2-4 Control Panel Thiết lập tham số tính tốn mơ hình thực với giúp đỡ công cụ điều khiển đặt tab Solver, cơng cụ chia thành hai nhóm: • Simulation time (khoảng thời gian mơ , hay nói cách khác thời gian tính tốn) • Solver options (Các tham số tính tốn) Thời gian tính tốn đưa cách xác định giá trị thời gian tính tốn ban đầu (Start time) thời gian kết thúc (Stop time) Thời gian bắt đầu thường thiết lập số không, giá trị thời gian kết thúc người sử dụng đưa dựa điều kiện toán cần giải Khi lựa chọn thơng số tính tốn cần cách thức mơ (Type) phương pháp tính tốn trạng thái hệ thống (Solver) Đối với tham số Type cho phép hai tùy chọn – với bước cố định (Fixed-step) bước biến (Variable-step) Theo quy định, Variable-step sử dụng để mô hệ thống liên tục, Fixed-step cho hệ thống rời rạc Danh sách phương pháp tính hệ thống (Solver) có vài lựa chọn, phương pháp khác bước thời gian thay đổi (Variable) cho bước thời gian cố định (Fixed) Các bước tính mơ hệ thống mặc định tự động, giá trị u cầu nhập thay giá trị tự động Khi chọn Variable-step xuất với ba thơng số: - Max step size - bước tính cực đại Theo mặc định, cài đặt tự động giá trị trường hợp (StopTime – StartTime) / 50 Thông thường giá trị lớn, đồ thị quan sát dạng đường gấp khúc (không mịn) Trong trường hợp đại lượng bước tối đa để tính tốn phải quy định rõ ràng - Min step size - bước tính cực tiểu - Initial step size - giá trị ban đầu bước mơ Trong mơ hình hóa hệ thống liên tục cách sử dụng biến số cần tính xác phép tính: tương đối (Relative tolerance) tuyệt đối (Absolute tolerance) Theo mặc định chúng tương ứng 10-3 tự động 2.1.4 Thiết lập tham số thay đổi theo vùng làm việc Các phần tử cho phép điều khiển đầu vào đầu liệu trung gian kết mô không gian làm việc MATLAB đặt tab Data Import/Export h́nh 2.5 Load from workspace (Tải từ vùng làm việc) Nếu ụ Input (các liệu đầu vào) lựa chọn, khối văn bên phải định dạng liệu mà đọc từ không gian làm việc MATLAB Thiết lập Initial State (trạng thái ban đầu) cho phép đưa tên biến vào trường liên kết dạng văn với mà có chứa thơng số trạng thái ban đầu mơ hình Dữ liệu đưa trường Input Initial State chuyển vào mơ hình thực thi cách sử dụng nhiều khối In (từ nguồn thư viện Sources) Hình 2-5 Tab Workspace I / O khối thoại để thiết lập thơng số mơ hình Save to workspace (Lưu vào không gian làm việc) - Cho phép thiết lập chế độ đầu giá trị tín hiệu không gian làm việc MATLAB đặt tên cho chúng Save options(Lưu tùy chọn) - Chỉ định số dòng truyền biến vùng làm việc Nếu dòng Limit rows to last thiết lập, sau đầu vào định số lượng đường truyền (đếm số dòng xác định từ lúc hồn thành tính tốn) Nếu Limit rows to last khơng thiết lập tất liệu bị chuyển Thông số Decimation tạo bước ghi biến vào vùng làm việc Tham số Format (định dạng liệu) quy định định dạng biến không gian làm việc liệu Định dạng Array (Mảng), Structure (cấu trúc), Structure With Time (cấu trúc với trường bổ sung - "thời gian") Output options (Thông số đầu ra) cài đặt tham số đầu tín hiệu hệ thống mơ Có thể chọn ba phương án: Refine output (điều chỉnh đầu ra) - cho phép thay đổi tính rời rạc chọn thời gian mơ tín hiệu lưu trữ không gian làm việc MATLAB cách sử dụng khối To Workspace Đặt đại lượng rời rạc thực mục chỉnh sửa Refine factor, nằm bên phải Giá trị mặc định Refine factor 1, điều có nghĩa đăng ký thực theo bước D t = (tức cho giá trị thời gian mô phỏng) Nếu thiết lập yếu tố sàng lọc Refine factor 2, điều có nghĩa giá trị thứ tín hiệu đăng kí, - giá trị thứ ba, vv Thông số sàng lọc Refine factor lấy giá trị số nguyên dương Produce additional output (đầu bổ sung) – hỗ trợ thơng số đăng ký bổ sung mơ hình thời điểm thời gian đưa ra, giá trị của chúng đưa vào dòng chỉnh sửa (trong trường hợp gọi Output times) dạng danh sách kèm theo dấu ngoặc vuông Khi sử dụng tùy chọn bước đăng ký (D t) Giá trị thời gian danh sách Output times số thập phân, có tính xác Produce specified output only (Chỉ tạo mẫu đầu có) – thiết lập đầu tham số mẫu thời điểm cụ thể, quy định trường Output times Trong SIMULINK việc giải tốn mơ có nhiều phương pháp giải khác nhau, số cách giải: + Phương pháp Euler: phưng pháp cổ điển với biến bước Phương pháp khả thi cho hệ thống có bước nhỏ Do tốn có liên quan đến việc tính tốn q nhiều khơng xác, phương pháp nên dùng cho việc kiểm tra kết + Phương pháp Runge-Kutta Runge-Kutta 5: Đây phương pháp thông dụng áp dụng cho loại tốn đạt tiêu chất lượng so với phương pháp đặc biệt khác Phương pháp thích hợp cho hệ liên tục hệ phi tuyến, khơng làm việc với hệ có ma sát + Phương pháp Adams: Là phương pháp tự chỉnh áp dụng cho hệ khơng có ma sát + Phương pháp Gear: phương pháp tự chỉnh áp dụng cho hệ có ma sát Phương pháp khơng làm việc tốt hệ bị rối loạn đầu vào thay đổi liên tục 2.1.5 Thực mô Bắt đầu tính tốn thực cách chọn mục menu Simulation / Start, công cụ cơng cụ Q trình tính tốn hồn thành trước thời hạn cách chọn mục menu Simulation / Stop cơng cụ Việc tính tốn dừng lại (Simulation/Pause) sau tiếp tục (Simulation/Continue) Tiếp theo xem xét mơi trường gói SIMULINK, cho phép giải tốn phân tích, tính tốn, tổng hợp thiết kế hệ thống điện tử Gói thư viện riêng biệt mở cách sử dụng nút chuột phải Dưới đây, mô tả thư viện mà sau sử dụng mô thiết bị điện tử 2.1.6 Thư viện chuẩn SIMULINK 2.1.6.1 Sources - nguồn tín hiệu Đầu tiên xem xét khối nguồn phát thu tín hiệu, chúng sử dụng tất ví dụ thể chức mơ hình khác Cửa sổ trình duyệt phần thư viện SIMULINK xem xét trước (Hình 2.2), thư viện khối thể hình.2.6 Tồn thư viện chia thành hai phần: H́nh 2-6 Thư viện nguồn Cổng vào mơ hình hệ thống (Model and Subsystem Inputs) Cổng vào mơ hình hệ thống có chứa bốn khối: Inport - Khối cổng vào Tạo cổng đầu vào cho hệ thống phụ mơ hình cấp hệ thống Trong cửa sổ thiết lập thơng số có quy định cụ thể số cổng (Port number), kích thước tín hiệu vào (Port dimensions, bước thời gian mơ loại liệu tín hiệu đầu vào (Data type): Ground - Khối tín hiệu mức khơng Dành cho việc tạo tín hiệu mức không Nếu đầu vào khối mơ hình khơng kết nối, thực mơ cửa sổ MATLAB xuất tin nhắn cảnh báo Để khắc phục điều đầu vào chưa kết nối gửi tín hiệu từ khối Ground From File - Khối đọc liệu từ tập tin từ file bên Trong cửa sổ thiết lập thông số đưa tên tập tin liệu (File 10 Mô men điện từ trục máy, với hình 2.52 Te  Laf � If � Ia (2.18) Hình 2-53 Cửa sổ tham số khối DC Machine Trong cửa sổ đưa mô tả ngắn gọn khối quy định đầu Trong trường Armature resistance and inductance [Ra (ohms) La (H)] dạng véctơ điện trở phần ứng đơn vị ôm điện cảm đơn vị H Trong trường Field resistance and inductance [Rf (ohms) Lf (H)] có điện trở điện cảm cuộn dây kích từ tương ứng Trong trường Filed-Armature mutual inductance Laf (H) có chứa hệ số điện cảm tương hỗ cuộn dây kích động phần ứng, đơn vị H Trong trường Total inertia J (kg*m2) có chứa mơ men qn tính tồn phần 59 quy đổi phần ứng Trong trường Viscous friction coeffcient Bm (N*m*s) chứa hệ số ma sát nhớt Trong trường Coulomb friction torque Tf (N*m) chứa mô men ma sát khơ Trong trường Initial speed (rad/s) có chứa vận tốc quay ban đầu trục, cần thiết để bắt đầu tính tốn hồn tồn nhỏ Theo mặc định giá trị ban đầu rad/s Chuẩn bị liệu ban đầu mô theo số liệu Catalog xem xét chi tiết sau 2.2.4.2 Máy điện không đồng hệ SI khối đo lường máy điện Khối Asynchronous Machine SI Units có ba đầu cuộn dây stator (A, B, C) để kết nối nguồn điện áp ba pha Các đầu cuộn dây rôto (a, b, c) thấy rõ sơ đồ trường hợp sử dụng khối để mô động với rôto dây Trong cửa sổ tương ứng tham số Rotor type (dạng rơto) thiết lập dạng động cơ: Wound (thuộc pha) Squirrel-cage (với cuộn ngắn mạch khép kín) Nếu rơto ngắn mạch thiết lập đầu chứa hình khối hình 2.54 a) b) Hình 2-54 Dạng khối dạng Squirrel-cage (a) dạng Wound (b) Trên đầu vào Tm đại lượng đưa mô men tải Với đầu m – đầu véc tơ đại lượng đo tham số nó, ví dụ công suất, điện áp vv Cửa sổ cài đặt khối chứa đại lượng đặc trưng cho máy mà dễ dàng tính tốn theo liệu gốc sau ví dụ cụ thể Cửa sổ cài đặt giới thiệu hình 2.55 (ngoại trừ trường xem xét trước Roto ngắn mạch) chứa bảy trường 60 Reference frame – dạng điều chỉnh: * Rotor – theo rôto (biến trở); * Stationary – không điều chỉnh; * Synchronous – thuộc tần số; Hình 2-55 Cửa sổ tham số khối Asynchronous Machine SI Units Nom Power, L-L volt and freg [Pn(VA), Vn(Vrms), fn(Hz)] – cơng suất định mức tồn phần u cầu động (VA), điện áp tuyến tính định mức (V) tần số (Hz) Stator [Rs(ohm) LIs(H)] – điện trở pha cuộn dây stator (Ôm) điện cảm (H) Rotor [Rr'(ohm) LIr'(H)] – điện trở quy đổi pha cuộn dây rơto (Ơm) 61 điện cảm quy đổi (H) Mutual inductance Lm(H) – điện cảm tương hỗ cuộn stator rôto (H) Trong thực tế đại lượng cho gọi điện cảm mạch nạp từ sơ đồ thay động Inertia, friction factor and pairs of poles [J (kg men quán tính đưa rôto (kg ) F(N*m*s) p()] – mô ), hệ số điện trở (N*m*s) số cặp cực Initial conditions (read the details in the description above) – điều kiện ban đầu (thông thường theo mặc định) Khối đo phần tử quan trọng mơ hình – Machines Measurement Demux, lựa chọn từ thư viện Machines ý nghĩa – thực liên kết M-file mơ hình động thiết bị đo lường bên ngồi Trong q trình mơ số lượng lớn tham số điện máy tính tốn khơng cần phải dẫn tất kết chúng Vì khối đo lường xem xét khả đánh dấu giá trị đại lượng mà cần thiết cho trình khảo sát Trong ví dụ đưa bốn đại lượng: dòng điện rơto; dòng stator; tần số quay rơto mô men điện từ máy điện Cửa sổ tham số khối đưa hình 2.56 62 Hình 2-56 Cửa số tham số khối Machines Measurement Demux máy điện không đồng 2.2.4.3 Khối máy điện đồng hệ SI sở Khối mô máy điện đồng (giống trên) thực với việc sử dụng hàm S Đây chương trình chun ngành mà viết ngôn ngữ C, ADA, Fortran ngôn ngữ khác Chúng ứng dụng với toán phức tạp, cồng kềnh giải với giúp đỡ phương pháp SIMULINK thơng thường Vì cấu trúc bên khối khơng nhìn thấy Nó hình thành ứng dụng hình ảnh T cổ điển sơ đồ thay máy đồng Cửa sổ tham số khối dẫn hình 2.57 Trong danh sách thả ban đầu cửa sổ Rotor type (kiểu rơto) thiết lập hai giá trị: Salient-pole (cực lồi); Round (kiểu tròn); Nom.power, volt., field cur [Pn(VA) Vn(Vrms) fn(Hz) ifn(A)] – công suất định mức, [VA], điện áp thực, [V], tần số [Hz] dòng từ hố [A]; 63 Stator [Rs(ohm) LI, Lmd, Lmq(H)] – điện trở cuộn stator [Ôm], điện cảm phân tán [H], điện cảm mạch từ sơ đồ thay chế độ động máy phát điện [H] tương ứng Field [Rf '(ohm) LIfd'(H)] – đưa tham số cuộn rơto (kích động) điện trở [Ơm] điện cảm phân tán [H] tương ứng; Dampers [Rkd', LIkd' Rkql', LIkq2'] (R=ohm,L=H) – đưa tham số cuộn chống rung: điện trở [ôm] điện cảm phân tán [H]; Inertia, friction factor and pole pairs [J (kg ) F(N*m*s) p()] – mơ men qn tính J, hệ số ma sát nhớt F (N*m); số cặp cực p; Init cond [dw(%) th(deg) ia, ib, ic (A) pha, phb, phc(deg) Vf(V)] – đại lượng sai lệch vận tốc tính % vận tốc quay định mức dw[%], góc điện rơto th (độ); dòng điện dây ia, ib, ic, (A), góc dịch pha A, B C – pha, phb, phc (độ) tương ứng; đại lượng ban đầu điện áp cuộn dây kích từ, [V]; Saturation parameters [ifd1,ifd2, (A); vt1, vt2, (VLL rms)] – tham số đường cong từ hố Chúng ta trực tiếp xác định tham số đường cong từ hoá cho lõi stator rôto máy đồng Độ bão hòa đường cong nhập vào dạng ma trận bậc [2*n], mà n – số điểm đường cong Dãy ma trận cần cấu tạo từ giá trị thông lượng, dãy thứ hai từ giá trị điện tương ứng cường độ từ trường 64 Hình 2-57 Cửa sổ tham số khối Synchronous Machine SI Fundamental Nếu mơ tính đến đường cong từ hố khơng cần thiết trường cho đơn giản dấu ngoặc vuông "[ ]" Đầu mơ hình véc tơ m có chứa tất đại lượng tính đến mơ hình Để khai triển véc tơ cần sử dụng khối Machines Measurement Demux 2.2.4.4 Máy điện đồng nam châm vĩnh cửu Khối mô hình máy đồng ba pha với rơto dạng từ trường khơng đổi Nó ứng dụng để mơ mỏng máy phát điện động dạng biết Phần điện học máy mô tả mơ hình hệ thống bậc hai Giả thiết thơng lượng từ mà kích từ stator suất điện động dạng hình sin Các cuộn stator kết nối hình với điểm trung tính bên Đầu vào thứ tư mơ hình Tm – tín hiệu tương ứng với mơ men xoắn học trục (N*m) Nó dương máy làm việc chế động âm 65 chế máy phát điện Cửa sổ tham số máy đưa hình 2.58 Trong trường Resistance R(ohm) nhập giá trị điện trở cuộn pha stator (ôm) Trong trường thứ hai Inductances [Ld(H) Lq(H)] nhập đại lượng điện cảm cuộn pha stator (H) chế động máy phát điện tương ứng Trong trường thứ ba Flux induced by magnets (Wb) nhập đại lượng thông lượng từ mà tạo từ không đổi,[Wb] Trường cuối cửa sổ Inertia, friction factor and pairs of poles [J (kg ) F(N*m*s) p()] đưa để nhập mô men quán tính, hệ số ma sát nhớt F số cặp cực p Đầu mơ hình véc tơ m kích cỡ [10*1] Dạng cửa sổ khối Machines Measurement Demux máy đồng với rôto từ khơng đổi đưa hình 2.59 66 Hình 2-58 Các tham số khối Permanent Magnet Synchronous Machine Hình 2-59 Cửa sổ Machines Measurement Demux Permanent Magnet Synchronous Machine ứng dụng khối đưa thiết tạo mơ hình máy đồng khơng đồng 2.2.5 Thư viện đo lường Trong thành phần thư viện đưa gồm khối hình 2.60 Hình 2-60 Thành phần thư viện Measurements Các khối Current Measurement Voltage Masurement dùng để kết nối khối gói SimPowerSystems với khối đo lường SIMULINK Nhờ chúng kết nối với mơ hình thiết bị hình ảnh, máy dao động, thiết bị xây dựng đồ thị nhiều khối khác Khối Impedance Measurement cho phép đo phụ thuộc tần số điện trở toàn phần điểm kết nối sơ đồ khảo sát Khối sử dụng để đo điện áp dòng điện mạch ba pha 67 Khi mơ xong xi mà khơng cần đóng mạch mơ hình nhiều thiết bị Đối với mạch phức tạp chúng làm tắc nghẽn sơ đồ gây khó khăn cho hoạt động nó.Trong gói SimPowerSystems giới thiệu thiết bị Multimeter mà kết nối với thiết bị hình máy dao động từ thư viện Sinks SIMULINK Trong cửa sổ khối Multimeter, đại lượng thiết lập thuộc đo lường mà nằm theo thứ tự (trên xuống dưới) thể hình Cho phép cửa sổ cài đặt phần tử sơ đồ (trường Measurement) thiết lập tham số mà cần thiết đo Ví dụ ứng dụng khối đưa hình 2.61 Trên thể mạch phức tạp dòng điện chiều với ba nhánh (hình 2.61,a) a) b) Hình 2-61 ứng dụng khối Multimeter với hình Cửa sổ khối Multimeter hình 2.61,b Đồng thời với khối hiển thị để thấy rõ đại lượng đo việc sử dụng khối Powergui từ danh mục gốc thư viện SimPowerSystems 68 Sau lựa chọn đại lượng thuộc phần đo lường cửa sổ khối Multimeter cần mở khối Powergui, cửa sổ thể hình 2.62,a Lựa chọn menu Steady-State Voltages and Currents mở cửa sổ với tham số đo mơ hình, hình 2.62,b Tiếp theo ghi nhớ việc sử dụng khối Multimeter Powergui làm đơn giản sơ đồ mà thời gian làm cho trở nên trực quan Ap dụng khối đo lường Voltage Measurement Current Measurement với hình cho phép đưa dạng thiết bị khảo sát tiến gần tới thử nghiệm thực với đồng hồ đo áp dòng volmetr amper Vì sơ đồ tương đối đơn giản việc sử dụng khối đo lường mô hình giúp cho nhìn trở nên đầy đủ a) b) Hình 2-62 Cửa sổ khối Powergui Trong sơ đồ phức tạp khó khăn để xây dựng mơ hình để khơng ngồi giới hạn hình Ơ’ trở nên đơn giản với khối Goto From Chúng cho phép giới hạn liên kết không nhìn thấy để truyền tín hiệu khối phần tới thiết bị đo lường Khối Goto (đi qua) kết nối với nguồn tín hiệu khối From (từ đâu) nối với đầu vào 69 thiết bị thu Các tham số khối : Tag – tên tín hiệu truyền Tag visibiliti – vùng nhìn thấy liệu truyền Cuối có giá trị: Local – liệu cục bộ, cho phép với hệ thống khối Goto; Scoped – liệu lan truyền tất hệ thống bậc đơn giản hơn; Global – liệu cho phép tất hệ thống hệ thống Ví dụ ứng dụng khối Goto From đưa hình 2.63 Hình 2-63 Cửa sổ ứng dụng khối Goto From 2.2.6.Thư viện điện tử công suất Điện tử công suất đại dựa phương pháp biến đổi xung tạo lượng điện, phương pháp đảm bảo hiệu suất cao cho thiết bị biến đổi Vì thư viện gói xem xét đưa đầy đủ khối thiết bị chuyển mạch Kích hoạt hình ảnh Power Electronics mở cửa sổ với hình họa mơ hình khóa điều khiển Trên hình 2.64 đưa tất các phần tử thư viện Hình 2-64 Thành phần thư viện phần tử Power Electronics 70 Trong thư viện chứa: * Detailed thyristor – mô hình chi tiết thyristors; * Diode – ốt bán dẫn; * Gto - thyristor khoá (Gate turn off); * Ideal Swith – khóa điều khiển lí tưởng; * IGBT – Modul lưỡng cực dạng JGBT; * Mosfet – transistor trường với cực cửa cách ly; * Three-level Bridge – cầu ba pha; * Thyristor – mơ hình rút gọn thyristor; * Universal Bridge – khối cầu đa năng; Ba khối cuối xuất phiên SIMULINK Trong gói thiếu mơ hình transistor mà có ý nghĩa bật gói – mơ sơ đồ điện tử, transistor lưỡng cực thực tế không ứng dụng, khơng tính tới khả nhỏ phần tử điện tử dạng dạng khác Tất nhiên người sử dụng (trong trường hợp cần thiết) thiết lập hệ thống transistor lưỡng cực, ví dụ sở mơ hình khóa lí tưởng để mơ sơ đồ transistor tồn chương trình phần mềm chuyên dụng Các nhà sản xuất thiết bị điện tử cho thư viện mơ hình tiện lợi, có hàng chục nghìn mơ hình, tất khả thể xác nhãn cụ thể ốt, transistor phần tử khác Tất mơ hình phần tử chuyển mạch thư viện Power Electoronics chứa mạch dập tắt nối tiếp RsCs tín hiệu điện áp mà kết nối với đầu mơ hình Cho giá trị Cs vơ hạn Rs khơng đóng mạch mơ hình (hình ảnh thiết bị thay dây dẫn) Các mơ hình có đầu tương tự m để kết nối thiết bị đo lường Trên đầu danh sách giá trị dòng điện thiết lập, dòng điện qua thiết bị điện áp q trình mơ phỏng, cho phép xây dựng hệ thống để điều khiển tham số Xem xét cụ thể vài khối cho Các ốt mô khối Diode Trong chứa tham số: * điện trở Ron điện cảm Lon mở trực tiếp; * điện áp bắt đầu có dòng điện chạy qua ốt Vf; * điện trở Rs điện dung Cs; * giá trị ban đầu dòng điện qua ốt Ic (thường lấy giá trị mặc định 71 0) Nhận thấy mơ hình ốt gần Như dòng điện qua ốt khơng điện áp ốt không Trên ốt thực điện áp khơng Đặc tuyến vơn-ampe thay mơ hình tuyến tính Thyristor có hai mơ hình Thyristor đơn giản Detailed thyristor xác Cả hai mơ hình xây dựng sở chuyển mạch lí tưởng với phần tử mà mô tham số lại thyristor mở Đó điện trở trạng thái mở Ron, điện cảm Lon điện sụt áp Vf Trong trạng thái tắt điện trở Thyristor (như ốt) coi vô hạn Thyristor bị tắt tín hiệu điều khiển khơng, dòng điện trực tiếp Thyristor sụt xuống đến không điện áp thiết bị nhận giá trị âm Mơ hình xác Thyristor cho phép khảo sát chỉnh chuyển mạch xác Nó có hai tham số bổ sung: dòng điện tắt I1 thời gian tắt Tq mà đặc trưng cho trễ trình tắt Modul IGBT – hướng điện tử cơng suất Nó tạo sở phối hợp transistor lưỡng cực với transistor trường Đặc tuyến tĩnh vôn ampe mô hình đưa dạng hai đoạn thẳng (hình 2.65,a) Đoạn nhỏ nằm ngang – trạng thái tắt mơ hình, nằm nghiêng – trạng thái mở Độ nghiêng cuối cho điện trở thiết bị trạng thái mở Điện áp rơi tính tham số Vf ( ốt ) Cấu trúc bên mơ hình hình 2.65, b Nó khóa mà có điện trở điện cảm (chúng nhập cửa sổ tham số khối) điều khiển phần tử theo tín hiệu từ trước từ bên ngồi để đóng mở khóa a) b) Hình 2-65 Đặc tuyến vôn ampe cấu trúc bên mơ hình IBGT Các khối Three Bridge Universal Bridge cho phép rút gọn mô sơ đồ cầu mà chứa vài thiết bị chuyển mạch 72 Trong cửa sổ cài đặt chúng cho số pha cầu dạng thiết bị chuyển mạch 73