- Chỉ số chi phí tổng thể (OC I OCIOverall Cost Index) [3].
3. MÔ HÌNH HÓA CÁC ĐỐI TƯỢNG ĐIỆN TỪ 1 Mạch RC trong Simulink và Simscape
3.1. Mạch RC trong Simulink và Simscape
Trong ví dụ này ta xây dựng 02 mô hình mô phỏng mạch điện RC, một mô hình sử dụng hàm truyền và kết nối các khối vào ra Simulink và một mô hình sử dụng mạng vật lý Simscape.
Simulink sử dụng các kết nối tín hiệu, xác định cách dữ liệu truyền từ khối này sang khối khác. Mô hình Simscape sử dụng các kết nối vật lý, cho phép dòng năng lượng hai chiều giữa các thành phần. Các kết nối vật lý tương tự như lắp mạch điện trong thực tế. Khi cần đo đạc, khảo sát các tín hiệu vào/ra như thế nào ta sử dụng các thiết bị đo tương ứng.
Hình 3. Mô hình simulink và mô hình Simscape của mạch điện R-C.
Mạch được cấp bởi bởi điện áp xung vuông, biên độ U0=5V; tần số f=100 Hz, thời gian trễ 0,001s. Giá trị điện trở và điện dung tương ứng R=10 (Ω); C=10-4 (F). Kết quả khảo sát dòng điện qua điện trở và điện áp đầu ra đều trùng khớp nhau và có dạng như hình 4 và 5.
Hình 4. Dòng điện quá độ qua điện trở
D o n g d ie n ( A )
4
Hình 5. Điện áp đầu ra của mạch RC
3.2. Mô hình động cơ 1 chiều nam châm vĩnh cửu
Mô hình này xây dựng trên động cơ 1 chiều kích từ vĩnh cửu 0615 (Faulhaber Series 0615 DC-Micromotor); điện trở dây quấn phần ứng Rư=3,9 (Ω); Điện kháng dây quấn phần ứng Lư=12.10-6 (H); mô me điện từ
= 0,072. 10 ⁄
Ngoài việc mô hình hóa mạch điện từ các phần tử điện trở, điện cảm thông thường, để mô tả quá trình chuyển hóa năng lượng trong động cơ ta sử dụng khối chuyển đổi năng lượng điện – cơ quay (Rotational Electromechanical Converter); phần tử quán tính (Inertia) và phần tử ma sát (Friction) được sử dụng để mô tả hằng số quán tính và momen ma sát của động cơ (hình 6).
5
Thực hiện mô phỏng với điện áp phần ứng Uư= 1,5V; trong 0,1 giây đầu tiên, động cơ khởi động không tải và tốc độ sẽ tăng lên đến giá trị không tải. Sau đó, tại 0,1 giây, ta cấp tải dạng mô-men xoắn đặt vào trục động cơ. Kết quả mô phỏng cho thấy động cơ cho đáp ứng phù hợp với tính toán thiết kế từ nhà sản xuất.
Hình 7. Kết quả mô phỏng đáp ứng dòng phần ứng của động cơ
3.3. Mô hình máy biến áp 1 pha 2 dây quấn
Hình 8. Mô hình Simscape của máy biến áp 1 pha 2 dây quấn
d o n g d ie n ( A ) M o m e n ( N *m )
6
Trong bài toán này ta mô tả máy biến áp từ các phần tử cơ bản như điện trở, điện kháng; đối với cuộn dây lõi sắt ta mô tả bằng phần tử Winding; các thành phần của mạch từ được mô tả thông qua phần tử Reluctance. Máy biến áp mô phỏng với tỷ số vòng dây sơ cấp/ thứ cấp là 1200/120 vòng; điện áp hình sin có biên độ 110V / 11V, tần số 50 Hz; điện trở dây quấn sơ cấp R1= 8,4683(Ω), thứ cấp R2= 8,4683/100(Ω). Máy khởi động không tải, tại thời điểm t=0,05s cấp tải thuần trở Rt=2,88 (Ω). Mô hình của máy biến áp và kết quả mô phỏng được thể hiện như hình 8,9.
Hình 9. Kết quả mô phỏng đáp ứng điện áp, dòng điện của máy biến áp
7