Những nét cơ bản về phần mềm PESIM PESIM lμ viết tắt của: Power Electronics Simulation
Phần mền mô phỏng điện tử công suất PESIM của hãng Lab-Volt lμ một công cụ mạnh cho nghiên cứu vμ học tập về điện tử công suất.
Trong phần mên PESIM gồm có ba phần: + Ch−ơng trình thiết kế mạch: Schematic + Ch−ơng trình mô phỏng: Simulator + Ch−ơng trình phân tích: ViewSim
Quá trinh mô phỏng trên PESIM đ−ợc tiến hμnh theo ba b−ớc nh− trên giản đồ sau:
Hình 4.1: Sơ đồ khối quá trình mô phỏng trên PESIM
Một mạch điện thông th−ờng gồm có các phần sau t−ơng đ−ơng với bốn khối:
+ Khối mạch động lực (Power circuit) + Khối mạch điều khiển (Control circuit) + Khối hệ cảm biến (Sensor)
+ Khối điều khiển chuyển mạch (Switch controler)
Mạch động lực lμ các van bán dẫn công suất, các phần tử RLC công suất, các máy biến áp điện lực, cuộn kháng san bằng. Mạch điều khiển bao gồm các phần tử đ−ợc thể hiện theo sơ đồ khối, bao gồm các phần tử tuyến tính, phi tuyến, các mạch logic…Các mạch cảm biến sẽ đo thông số của mạch lực để
cung cấp cho mạch điều khiển. Mạch điều khiển thông qua khối điều khiển chuyển mạch sẽ cấp tín hiệu điều khiển chuyển mạch của các van bán dẫn của mạch động lực.
Hình 4.2: Sơ đồ khối mạch điện trên PESIM
Các linh kiên sử dụng cho việc mô phỏng mạch nghịch l−u PWM Các phần tử mạch lực
+ Nguồn điện ba pha:
Nguồn ba pha hình sin đ−ợc lấy trong th− viện nguồn cung cấp của PESIM. Các thông số đặt cho nguồn ba lμ điện áp dây, tần số điện áp vμ pha ban đầu của hệ thống điện áp ba pha.
+ Chỉnh l−u diode:
Chỉnh l−u cầu diode ba pha đ−ợc lấy từ th− viện các phần tử chuyển mạch. Thông số đặt cho chỉnh l−u lμ điện áp rơi trên diode.
+ Tụ lọc nguồn điện một chiều:
Tụ điện đ−ợc lấy từ th− viện RLC. Thông số đặt cho tụ điện lμ
điện dung. Điện dung của tụ điện đ−ợc đặt với hai phần: phần số vμ phần chữ. Phần chữ thể hiện −ớc của Fara: p/picoFara, u/microFara, m/miliFara…
+ Phần tử chuyển mạch:
Phần tử chuyển mạch lμ các van bán dẫn, trong mạch ta sử dụng IGBT lμm phần tử chuyển mạch. IGBT đ−ợc lấy từ th− viện phần tử đóng cắt.
Thông số đặt cho phần tử nμy lμ điện áp rơi trên IGBT khi dẫn thông vμ điện áp rơi trên diode ng−ợc khi dẫn thông.
+ Cuộn kháng lọc:
Cuộn kháng đ−ợc lấy trong th− viện RLC của PESIM. Thông số đặt cho cuộn kháng lμ điện cảm của cuộn kháng. Thông số đặt gồm có hai phần: phần số vμ phần chữ. Phần số lμ giá trị của điện cảm, phần chữ lμ đơn vị của giá trị đó. Phần chữ thể hiên các −ớc của Henri: p/picoHenri, u/microHenri, m/miliHenri….
+ Tụ lọc: T−ơng tự nh− tụ lọc điện một chiều. + Tải của bộ nghịch l−u:
Tải của bộ nghịch l−u lμ tải điện trở. Điện trở đ−ợc lấy trong th−
viện RLC. Thông số đặt cho điện trở lμ giá trị của điện trở. Thông số đặt cho điện trở cũng gồm có hai phần: phần số vμ
phần chữ. Phần chữ thể hiện các bội vμ −ớc của Ohm: M/MegaOhm, k/kiloOhm, m/miliOhm…
Các phần tử mạch điều khiển + Bộ biến đổi dòng áp:
Bộ biến đổi dòng áp biến tín hiệu dòng thμnh tín hiệu áp. Bộ biến đổi đ−ợc lấy từ th− viện nguồn áp. Thông số đặt cho bộ biến đổi dòng áp lμ hệ số khuyếch đại. thông th−ờng ta đặt bằng 1.
+ Phần tử cộng:
Phần tử cộng sẽ tiến hμnh phép toán cộng hai đầu vμo về giá trị điện áp mμ không quan tâm đến dạng tín hiệu đầu vμo lμ số hay t−ơng tự. + Phần tử nhân:
Phần tử nhân sẽ tiến hμnh nhân hμi tín hiệu đầu vμo về giá trị điện áp mμ không quan tâm đến dạng tín hiệu đầu vμo lμ số hay t−ơng tự.
+ Nguồn điện áp một chiều:
Nguồn điện một chiều đ−ợc lấy trong th− viện nguồn điện của PESIM. Thông số đặt cho nguồn điện một chiều lμ điện áp vμ thời gian xuất hiện điện áp Time start. Thông th−ờng ta đặt thời gian lμ 0.
+ Nguồn điện xoay chiều một pha:
Nguồn điện xoay chiều một pha đ−ợc lấy trong th− viện nguồn điện của PESIM. Thông số đặt cho nguồn điện xoay chiều một pha lμ biên độ điện áp, tần số, điện áp trôi một chiều DC offset vμ thời gian xuất hiện của điện áp xoay chiều Time start. Thông th−ờng ta đặt Time start = 0.
+ Hμm arcos:
Hμm arccos đ−ợc lấy từ th− viện các phần tử điều khiển của PESIM. Thông số quan trọng của hμm nμy lμ điện áp đầu vμo, thông số nμy có giá trị biên độ điện áp không v−ợt quá điện áp 1V. Khi đặt điện áp đầu vμo lμ một hμm cos, chẳng hạn 1cos(ωt ), thì giá trị đầu ra lμ ωt .
+ Hμm cos:
Hμm cos đ−ợc lấy trong th− viện của PESIM. Hμm cos có nhiệm vụ cosin giá trị góc. Đặc điểm quan trọng của hμm cos lμ giá trị đầu ra lμ cosin của một góc nên biên độ của điện áp ra có giá trị bằng 1. Muốn tăng biên độ đầu ra ta phải dùng thêm bộ khuyếch đại.
+ Hμm sin:
Hμm sin có nhiệm vụ lấy sin giá trị góc. Đặc điểm của hμm sin t−ơng tự nh− hμm cos
+ Bộ khuyếch đại thuật toán:
Bộ khuyếch đại thuật toán có tác dụng nh− bộ khuyếch đại thuật toán thông th−ờng. Đặc điểm quan trọng của bộ khuyếch đại thuật toán lμ điện áp nuôi. Điện áp nuôi có thể lμ điện áp đối xứng hoặc không đối xứng.
+ Bộ đảo:
Tác dụng của bộ đảo nh− một bộ dảo thông th−ờng. Đặc điểm quan trọng cần chú ý lμ điện áp ra của bộ đảo chỉ có một trong hai giá trị lμ 0V vμ 1V. Muốn sử dụng điện áp cao hơn phải cói thêm bộ khuyếch đại điện áp.
+ Bộ chuyển đổi 2/3:
Bộ biến đổi nμy biến đổi toạ độ hai thông số sang toạ độ ba thông số. Chú ý quan trọng khi dùng bộ nμy lμ đây không phải lμ
bộ biến đổi dq/abc mμ lμ bộ biến đôi αβ /abc. Muốn có bộ biến đổi dq/abc ta phải có thêm bộ chuyển đổi dq/αβ .
+ Bộ chuyển đổi 3/2:
Tác dụng ng−ợc lại với bộ biến đổi 3/2 vμ cũng không phải lμ bộ biến đôi abc/dq. Muốn có bộ biến đổi abc/dq ta phải có thêm mạch biến đổi abc/αβ
+Máy biến dòng điện:
Thông số đạt cho máy biến dòng điện lμ hệ số khuyếch đại. Ta đặt hệ số khuyếch đại của máy biến dòng điện bằng 1.
+ Phần tử đóng mở:
Phần tử nμy có nhiệm vụ điều khiểm quá trình chuyển mạch của van bán dẫn khi có tín hiệu kích mở.