28 a Mắc tải R( bĩng đèn):
4.3. THỰC HÀNH
Trong bài này, sinh viên sẽ mơ phỏng mạch chỉnh lưu 3 pha, với nguồn điện 3 pha lý tưởng cĩ các điện áp pha lệch nhau 1200, như sau:
u1 = um sin(x), với x = ∧t = 2 Ft u2 = um sin(x-2 /3)
u3 = um sin(x-4 /3)
Các linh kiện cơng suất được giả thiết là lý tưởng, hoạt động ở 2 trạng thái: đĩng (điện trở giữa 2 cực chính bằng 0, điện áp rơi bằng 0), ngắt (điện trở giữa 2 cực chính bằng ∞).
4.3.1. Chỉnh lưu 3 pha mạch tia khơng điều khiển
Bài 4: Lập trình mơ phỏng mạch chỉnh lưu bằng Matlab
Hình 4.1: Chỉnh lưu 3 pha mạch tia khơng điều khiển tải thuần trở.
Bài 4: Lập trình mơ phỏng mạch chỉnh lưu bằng Matlab
a. Chương trình mẫu 1:
function [i_d,u_d]=cl_diode_RLE(u,r,l,e,F)
% cl_diode_RLE(u,r,l,e,F) mơ phỏng mạch chỉnh lưu tia 3 pha khơng điều khiển dùng % diode, tải R-L-E, tính điện áp và dịng điện chỉnh lưu trên tải, vẽ đồ thị của các đại lượng % này với cùng thang đo trên trên trục gĩc pha x = wt = 2 Ft, w là tần số gĩc của nguồn 3 % pha. Đối số vào (input argument) u là giá trị hiệu dụng của điện áp nguồn, r và l giá trị % của điện trở và cuộn dây trên tải, e sức điện động trên tải hoặc nguồn dc trên tải, F là tần
% số của điện áp nguồn. Đối số ra (Output argument) i_d là dịng điện qua tải , u_d là điện % áp trên tải. Các đồ thị được vẽ theo biến x = wt . Vì giá trị của dịng điện rất nhỏ so với % điện áp, nên để cĩ thể quan sát dạng sĩng của dịng điện tốt hơn, trước khi vẽ đồ thị, dịng
% điện đã được nhân lên từ 3 đến 10 lần so với giá trị thật. global R L E f u_m % Khai báo biến tồn cục.
if nargin < 4
error('Requires 4 or 5 input arguments.') elseif nargin >= 4
R=r;L=l;E=e; % Gán đối số vào cho các biến tồn cục. u_m=sqrt(2)*u; % Tính biên độ điện áp nguồn 3 pha.
% Khai báo vector biến gĩc pha x, x=wt. x1=[0:0.01:pi/6];x2=[pi/6+0.01:0.01:5*pi/6];
x3=[5*pi/6+0.01:0.01:9*pi/6];x4=[9*pi/6+0.01:0.01:13*pi/6]; x=[x1 x2 x3 x4];
% Khai báo điện áp nguồn điện 3 pha. u_1=u_m*sin(x);
u_2=u_m*sin(x-2*pi/3); u_3=u_m*sin(x-4*pi/3);
% Mặc định biến tần số f =50, khi khơng cĩ đối số vào F. if nargin==4
f=50; else f=F; end
% Tính dịng điện tải bằng cách sử dụng hàm ode15s để giải phương % trình vi phân ud = Rid+ L di d
dt + E, nếu L khác 0. if L==0
i_d1=(u_m*sin(x1-4*pi/3)-E)/R;i_d2=(u_m*sin(x2)-E)/R;
i_d3=(u_m*sin(x3-2*pi/3)-E)/R;i_d4=(u_m*sin(x4-4*pi/3)-E)/R; i_d=[i_d1 i_d2 i_d3 i_d4];
else [k_1,id1]=ode15s('phuongtrinh3',[0:0.01:pi/6],u_m/(R+2*pi*f*L)); [k_1,id2]=ode15s('phuongtrinh1',[pi/6+0.01:0.01:5*pi/6],… id1(length(id1))); [k_1,id3]=ode15s('phuongtrinh2', [5*pi/6+0.01:0.01:9*pi/6],… id2(length(id2))); [k_1,id4]=ode15s('phuongtrinh3',[9*pi/6+0.01:0.01:13*pi/6],… id3(length(id3)));
Bài 4: Lập trình mơ phỏng mạch chỉnh lưu bằng Matlab
i_d3=3*i_d; %Tăng thang đo của dịng điện lên từ 3 đến 10 lần. for n=1:length(x)
if (x(n)<=pi/6) % Giả sử tại thời điểm t=0, D3 đĩng u_d(n)=u_3(n); u_v1(n)=(u_1(n)-u_3(n)); i_v1(n)=0; elseif (x(n)>pi/6)&(x(n)<=5*pi/6) % D1 đĩng. u_v1(n)=0; u_d(n)=u_1(n); i_v1(n)=i_d(n); elseif (x(n)>5*pi/6)&(x(n)<=9*pi/6) % D2 đĩng. u_v1(n)=u_1(n)-u_2(n); u_d(n)=u_2(n); i_v1(n)=0; elseif (9*pi/6<x(n)&x(n)<=13*pi/6) % D3 đĩng u_d(n)=u_3(n); u_v1(n)=(u_1(n)-u_3(n)); i_v1(n)=0; end end;
% Vẽ đồ thị của điện áp nguồn 3 pha, điện áp và dịng điện tải, điện áp và % dịng điện trên diode D1 subplot(311); plot(x,u_1,'r',x,u_2,'g',x,u_3,'b'); grid on xlabel('x'),ylabel('u'); legend('u_1','u_2','u_3'); subplot(312); plot(x,u_d,'b',x,i_d3,'r'); grid on xlabel('x'),ylabel('u_d i_d'); legend('u_d','3*i_d'); subplot(313); plot(x,u_v1,'b',x,10*i_v1,'r'); grid on xlabel('x'),ylabel('u_v_1 i_v_1'); legend('u_v_1','10*i_v_1');
% Vẽ lại dạng sĩng điện áp và dịng điện tải trên một cửa sổ đồ họa % riêng. figure('Color','w'); plot(x,u_d,'b',x,i_d3,'r'); grid on xlabel('x'),ylabel('u_d i_d'); legend('u_d','3*i_d'); end; function ham=phuongtrinh1(x,i)
% Định nghĩa phương trình vi phân cho hàm ode23s. global u R L E f u_m
ham=(-i(1)*R/L+ u_m*sin(x)/L-E/L)/(2*pi*f); function ham=phuongtrinh2(x,i)
% Định nghĩa phương trình vi phân cho hàm ode23s global u R L E f u_m
ham(1)=(-i(1)*R/L+ u_m*sin(x-2*pi/3)/L-E/L)/(2*pi*f); function ham=phuongtrinh3(x,i)
% Định nghĩa phương trình vi phân cho hàm ode23s global u R L E f u_m
ham(1)=-i(1)*R/(2*pi*f*L)+ u_m*sin(x-4*pi/3)/(2*pi*f*L)-E/(2*pi*f*L);