- Thay đổi hướng của khối: Ta có thể thay đổi hướng của khối bằng vào menu Format r ồi: Chọn Flip Block để quay khối 1800và Rotate Block để quay khối 90 0
2. Xây dựng bài mô phỏng
2.1. Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu (Hình 3.1)
Trong đó: T1, T2, T3, T4,T5, T6 là các Thyristor mắc thành sơ đồ chỉnh lưu
87 iA a C B A iB iC b c Lt it Rt ut T4 T5 T6 T3 T2 T1 E
Hinh 3.1. Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu ba pha sử dụng Thyristor
2.2. Các bước xây dựng
Bước 1: Để khởi động Simulink, từ cửa sổ lệnh của Matlab đánh dòng lệnh: >> Simulink
Bước 2: Từ cửa sổ thư viện ta nhấp chuột vào File/New/Model Ctrl+N. Màn hình cửa sổ mô hình mới Untitled được mở ra để bắt đầu xây dựng mô hình. Khi đó giao diện bài mô phỏng gồm 2 cửa sổnhư hình 3.2:
Cửa sổ 1: Chứa các khối thư viện
Cửa sổ 2: Là cửa sổ xây dựng mô hình mô phỏng
88
Bước 3: Lấy các khối cần thiết từcác thư viện
Từ thư viện SimPwer Systems/ Electrical Sources, ta copy khối nguồn AC
Voltage Source và DC Voltage Source vào cửa sổ Untitled.
Từ thư viện SimPwer Systems/ Elements, ta copy khối Series RLC Branch và
Ground vào cửa sổ Untitled. Mở hộp thoại khối Series RLC Branch nhập các thông số R, L, thông sốC tương ứng là inf.
Từ thư viện SimPwer Systems/ Measurements, ta copy khối Voltage
Measurement và Current Measurement vào cửa sổ Untitled.
Từ thư viện SimPwer Systems/ Power Electronics, ta copy khối Thyristor vào
cửa sổ Untitled.
Từthư viện Simulink/ Sources, ta copy khối Pulse Generator vào cửa sổ Untitled.
Từ thư viện Simulink/ Signal Routing, ta copy khối Mux vào cửa sổ Untitled.
Mở hộp thoại khối Mux, tại Number of inputs nhập số tín hiệu đầu vào là 3.
Từthư viện Simulink/ Sinks, ta copy khối Scope vào cửa sổ Untitled. Mở hộp
thoại khối Scope, nhấn nút Parameters cửa sổ ‘Scope’Parameters mở ra. Tại trang
chọn General ta đặt sốđồ thị con Number of axes là 5, thời gian hiển thị Time range
là 0,1. Để giới hạn trục Y của đồ thị con ta kích chuột phải lên trục và chọn Axes
Properties để nhập các giá trị giới hạn trục.
Bước 4: Sắp xếp vị trí các khối, thay đổi tên, kích thước khối, nối các khối với
nhau ta được mô hình mô phỏng như hình 3.3.
Bước 5: Khai báo các thông số
Hệ thống điện áp xoay chiều ba pha Ua, Ub, Uc biến thiên cùng biên độ, tần số
nhưng lệch pha nhau một góc 1200. Như vậy, mở hộp thoại điện áp Ua, Ub, Uc tại ô
Peak Amplitude ta nhập giá trịbiên độ là 220V, ô Frequency ta nhập giá trị tần số là 50Hz, ô Sample time nhập giá trị là 0. Tại ô Phase của Ua ta nhập góc pha là 00, tại ô Phase của Ub ta nhập góc pha là 1200, tại ô Phase của Uc ta nhập góc pha là 2400.
Mở hộp thoại khối PX, tại ô Amplitude ta nhậpbiên độ xung là 2, tại ô Periad ta nhập giá trị góc phát xung là 600 tương ứng là 0,01/3(s), tại ô Pulse Width ta nhập độ rộng xung là 5% of period.
89
Mở hộp thoại của khối Vo nhập giá trị biên độ tại ô Amplitude là 100V.
Hình 3.3. Mô hình mô phỏng mạch chỉnh lưu hình cầu ba pha
Bước 6: Chạy mô phỏng
Qua menu/ Simulation/ Configuration Parameters, ta khái báo thời điểm bắt đầu, thời điểm ngừng chạy mô phỏng tại ô Simulation time và thuật toán mô phỏng tại ô Solveroptions.
Để bắt mô phỏng, qua menu/Simulation/Start. Trong khi mô phỏng, có thể
chọn Simulation/ Pause để tạm ngừng hoặc Simulation/ Stop để ngừng hẳn quá
trình mô phỏng.
90
Hình 3.4. Tín hiệu thu được khi mô phỏng qua Scope
Nhận xét: Sử dụng bài mô phỏng này giúp sinh viên quan sát dễ dàng và trực
quan các đại lượng dòng điện ra tải, điện áp ra tải, quy luật phát xung điều khiển
đến các Thyristor. Thông qua bài mô phỏng này, giáo viên có thể thay đổi giá trị
điện áp, dòng điện ra tải bằng cách thay đổi góc phát xung đến các Thyristor một
cách dễ dàng. Từ kết quả mô phỏng thu được giúp sinh viên phân tích ngược lại nguyên lý làm việc của sơ đồ chỉnh lưu.
Bài 2. Mô phỏng biến tần ba pha 1. Mục tiêu mô phỏng
1.1. Khó khăn thực tế
Nếu tiến hành thực hành, thí nghiệm thật sẽ gặp một sốkhó khăn:
- Phải sử dụng nhiều trang thiết bị đắt tiền như: Máy hiện sóng, các dụng cụ
đo lường, khâu lọc, tải ba pha, nguồn điện ba pha và một lượng lớn các linh kiện
91
- Tốn nhiều thời gian chuẩn bị, lắp mạch, thao tác nguy hiểm, dễ gây chập cháy do sử dụng nguồn điện ba pha gây ảnh hưởng đến người và thiết bị.
- Việc biểu diễn, minh họa một sốđại lương như: Dạng điện áp, dòng điện đầu ra biến tần phức tạp và khó khăn. Vì vậy, việc chọn lựa mô phỏng nội dung này là hoàn toàn phù hợp.
1.2. Mục tiêu của bài mô phỏng
Sau khi làm xong bài mô phỏng, sinh viên có thể:
- Biết tiến hành xây dựng và mô phỏng cấu trúc biến tần ba pha trong môi trường Simulink.
- Từ dạng sóng điện áp, dòng điện đầu ra biến tần phân tích được nguyên lý
làm việc của sơ đồ.
- Tạo sự hứng thú, chủđộng nghiên cứu, yêu thích môn học của sinh viên.
2. Xây dựng bài mô phỏng
2.1. Sơ đồ nguyên lý (Hình 3.5) c b iC iB A B C a iA D1 D3 D5 D2 D6 D4 D1 D2 D3 D5 D6 C A B C D4 ZA ZB ZC O
Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc biến tần ba pha
Cấu trúc biến tần gồm 3 khối cơ bản sau:
Khối chỉnh lưu: Gồm D1, D2, D3, D4, D5, D6 mắc thành sơ đồ chỉnh lưu hình cầu ba pha, thực hiện biến điện áp xoay chiều từlưới thành điện áp một chiều.
Khối lọc: Sử dụng tụ C, thực hiện lọc tín hiệu một chiều ở đầu ra khối chỉnh
92
Khối nghịch lưu: Gồm các van IGBT1 đến IGBT6 mắc thành sơ đồ chỉnh lưu hình cầu ba pha, thưc hiện nghịch lưu dòng một chiều thành dòng xoay chiều điều
khiển được tần số, cung cấp cho tải ba pha.
2.2. Các bước xây dựng
Bước 1: Khởi động Simulink từ cửa sổ lệnh của Matlab.
Bước 2: Từ cửa sổ thư viện ta nhấp chuột vào File/New/Model Ctrl+N. Màn hình cửa sổ mô hình mới Untitled được mở ra để bắt đầu xây dựng mô hình. Lưu tên file là “bientan3pha”.
Bước 3: Xây dựng các khối cần thiết từcác thư viện.