Lý thuyết mạch - Mô phỏng mạch điện bắng phần mềm psim, mutisim

Bài 1: Mô phỏng mạch điện 3 pha. Cho nguồn 3 pha 380V đối xứng như hình vẽ, tải là một động cơ 3 pha đấu sao, có gắn Tiristo l để điều chỉnh điện áp xoay chiều cung cấp cho động cơ 3 pha không đồng bộ, cho các dụng cụ đo như Ammenter, Vônmenter và dùng máy đo ossillocope để khảo sát đường đặc tính của mạch điện. 1, Phân tích mạch: Ta cho nguồn một pha xoay chiều kết hợp thành nguồn 3 pha xoay chiều, sau đó thay đổi trị số cho phù hợp và đặt góc lệch pha, mỗi pha lệch nhau 1200. Dùng thêm bộ chỉnh điện áp Tiristo có tác dụng điều khiển góc mở , hình dáng đồ thị và trị hiệu dụng của điện áp tải ở mỗi pha phụ thuộc vào góc mở này. Nếu điều khiển đối xứng, tức các Tiristo có cùng góc mở như nhau thì điện áp tải ở các pha đều có dạng như nhau, lệch nhau . Khi điều khiển góc mở thì tùy thuộc vào giá trị tức thời của các điện áp dây mà có lúc có ba van ở 3 pha khác nhau dẫn dòng, điện áp tức thời trên tải chính là điện áp pha, ở những đoạn chỉ có hai van dẫn dòng điện áp tải sẽ bằng một nửa điện áp dây tương ứng. Khi điều khiển vượt quá giá trị giới hạn nào đó > thì không tồn tại chế độ dẫn dòng ở cả ba pha mà chỉ có chế độ dẫn dòng hai pha, ở đoạn các van dẫn dòng thì điện áp tải bằng nửa điện áp dây tương ứng.

doc16 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 3030 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Lý thuyết mạch - Mô phỏng mạch điện bắng phần mềm psim, mutisim, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ch­¬ng i : M« pháng m¹ch ®iÖn b»ng phÇn mÒm PSIM Bµi 1: M¹ch §iÖn chØnh l­u 3 pha cÇu Cho m¹ch ®iÖn 3 pha nguån ®Êu sao (H×nh 11), dïng bé chØnh l­u 3 pha cÇu D1, D2, D3, D4, D5, D6 vµ tµi cã ®iÖn chë Rt= 100 MΩ, ngoµi ra m¹ch cßn dïng thªm c¸c dông cô ®o dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p trªn t¶i vµ tõng pha cña m¹ch, m¹ch ®­îc m« pháng b»ng phÇn mÒm PSIM nh­ sau: H×nh 1: S¬ ®å m¹ch ®iÖn chØnh l­u cÇu 3 pha 1. Ph©n tÝch m¹ch T¹i thêi ®iÓm pha V1 d­¬ng nhÊt (V3 ©m nhÊt) sÏ xuÊt hiÖn dßng ®iÖn ®i tõ V1® ampekÕ ® D1 ® ampekÕ ® t¶i Rt ® D6 ®V3. T¹i c¸c thêi ®iÓm tiÕp theo pha V2 d­¬ng nhÊt (V1 ©m nhÊt), V3 d­¬ng nhÊt (V2 ©m nhÊt) qu¸ tr×nh dßng ®iÖn ch¶y trong m¹ch diÔn ra t­¬ng tù. Nh­ vËy trong mçi chu kú cña dßng ®iÖn ®i qua hai ®ièt chØnh l­u, dßng ®iÖn sau chØnh l­u cã chÊt l­îng tèt h¬n. 2. Ch¹y m¹ch m« pháng Khi nèi m¹ch chØnh l­u víi m¸y hiÓn thÞ sãng XSC1 vµ ch¹y m¹ch víi c¸c tham sè kh¸c nhau ta ®­îc c¸c d¹ng ®å thÞ sãng cña m¹ch nh­ sau. Bµi 2 : M¹ch æn ¸p cè ®Þnh dïng transistor Cho m¹ch æn ¸p nh­ h×nh vÏ gåm: Mét nguån xoay chiÒu, bé chØnh l­u ®ièt, bé æn ¸p gåm transistor vµ ®iÖn trë R1, t¶i Rt vµ c¸c thiÕt bÞ ®o th«ng sè m¹ch ®iÖn ®­îc m¾c nh­ h×nh vÏ. H×nh 2: S¬ ®å m¹ch ®iÖn æn ¸p dïng transistor Ph©n tÝch m¹ch. Nguån xoay chiÒu 110V ®­îc nèi víi bé chØnh l­u ®ièt cho dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p mét chiÒu t¹i ®Çu ra, v«n kÕ m¾c t¹i ®Çu ra cña chØnh l­u cho biÕt th«ng sè ®iÖn ¸p sau chØnh l­u. Tô ®iÖn C cã t¸c dông läc thµnh phÇn ®iÖn ¸p xoay chiÒu trong m¹ch. §iÖn trë ph©n ¸p R1 m¾c nèi víi transistor kÕt hîp cïng ®ièt æn ¸p Z1 cã t¸c dông æn ®Þnh ®iÖn ¸p ra t¶i Rt. Khi ®iÖn ¸p trong m¹ch t¨ng, transistor sÏ h¹n chÕ bít dßng ®iÖn ®i qua, phÇn qu¸ ¸p qua ®ièt æn ¸p vµ trë vÒ nguån. Nh­ vËy ®iÖn ¸p ®Æt trªn phô t¶i lu«n ®­îc æn ®Þnh, c¸c v«n kÕ vµ ampekÕ chØ c¸c th«ng sè m¹ch ®iÖn ®Æt lªn t¶i Rt. Ch¹y m¹ch vµ m« pháng b»ng phÇn mÒm PSIM Ch­¬ng Ii : M« pháng m¹ch §iÖn B»ng phÇn mÒm mutisim Bµi 1: M« pháng m¹ch ®iÖn 3 pha. Cho nguån 3 pha 380V ®èi xøng nh­ h×nh vÏ, t¶i lµ mét ®éng c¬ 3 pha ®Êu sao, cã g¾n Tiristo l ®Ó ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p xoay chiÒu cung cÊp cho ®éng c¬ 3 pha kh«ng ®ång bé, cho c¸c dông cô ®o nh­ Ammenter, V«nmenter vµ dïng m¸y ®o ossillocope ®Ó kh¶o s¸t ®­êng ®Æc tÝnh cña m¹ch ®iÖn. (H×nh 1) H×nh 3: M¹ch ®iÖn 3 pha cã ®iÒu khiÓn 1, Ph©n tÝch m¹ch: Ta cho nguån mét pha xoay chiÒu kÕt hîp thµnh nguån 3 pha xoay chiÒu, sau ®ã thay ®æi trÞ sè cho phï hîp vµ ®Æt gãc lÖch pha, mçi pha lÖch nhau 1200. Dïng thªm bé chØnh ®iÖn ¸p Tiristo cã t¸c dông ®iÒu khiÓn gãc më , h×nh d¸ng ®å thÞ vµ trÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p t¶i ë mçi pha phô thuéc vµo gãc më nµy. NÕu ®iÒu khiÓn ®èi xøng, tøc c¸c Tiristo cã cïng gãc më nh­ nhau th× ®iÖn ¸p t¶i ë c¸c pha ®Òu cã d¹ng nh­ nhau, lÖch nhau . Khi ®iÒu khiÓn gãc më th× tïy thuéc vµo gi¸ trÞ tøc thêi cña c¸c ®iÖn ¸p d©y mµ cã lóc cã ba van ë 3 pha kh¸c nhau dÉn dßng, ®iÖn ¸p tøc thêi trªn t¶i chÝnh lµ ®iÖn ¸p pha, ë nh÷ng ®o¹n chØ cã hai van dÉn dßng ®iÖn ¸p t¶i sÏ b»ng mét nöa ®iÖn ¸p d©y t­¬ng øng. Khi ®iÒu khiÓn v­ît qu¸ gi¸ trÞ giíi h¹n nµo ®ã > th× kh«ng tån t¹i chÕ ®é dÉn dßng ë c¶ ba pha mµ chØ cã chÕ ®é dÉn dßng hai pha, ë ®o¹n c¸c van dÉn dßng th× ®iÖn ¸p t¶i b»ng nöa ®iÖn ¸p d©y t­¬ng øng. 2. Ch¹y m¹ch m« pháng. Ch¹y m¹ch ta ®­îc ®­êng ®Æc tÝnh sau: H×nh 4: Kh¶o s¸t ®­êng §Æc tÝnh cña m¹ch ®iÖn C¸c gi¸ trÞ cña dßng ®iÖn lµ 8,377mA, ®iÖn ¸p cã c¸c gi¸ trÞ lÇn l­ît lµ 190V, 51V cuèi cïng æn ®Þnh lµ 51V. NhËn thÊy ®iÖn ¸p thay ®æi gi¸ trÞ khi c¸c van ë ba pha kh¸c nhau dÉn dßng vµ chØ cã hai van dÉn dßng nªn mét pha sÏ bÞ hë m¹ch do ®ã ®iÖn ¸p b»ng mét nöa ®iÖn ¸p d©y do vËy trªn ®­êng ®Æc tÝnh chØ thÓ hiÖn hai pha. Bµi 2 : M¹ch Qu¸ ®é xoay chiÒu Cho m¹ch ®iÖn xoay U=36V tÇn sè f= 50Hz, c¸c ®iÖn trë R1, R2, R3 lÇn l­ît cã c¸c gi¸ trÞ 200Ω, 10Ω, 50Ω, cuén c¶m L=4H, tô ®iÖn cã gi¸ trÞ lÇn l­ît lµ C1=5F, C2=20F, dïng thiÕt bÞ ®o ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, osilloscope XSC1 ®Ó m« pháng m¹ch ®iÖn nh­ (H×nh 3). H×nh 5: M¹ch qu¸ ®é xoay chiÒu 1, Ph©n tÝch m¹ch: Ta sÏ m« pháng m¹ch ®iÖn ®Ó kh¶o s¸t chÕ ®é lµm viÖc cña m¹ch khi khãa J1 thay ®æi theo thêi gian, còng lµ lóc m¹ch x¶y ra qu¸ tr×nh qu¸ ®é, m¹ch ®iÖn h×nh 1 ®­îc nèi víi mét m¸y hiÖn sãng XSC1 ®Ó gi¸m s¸t ®iÖn ¸p trªn hai ®iÓm tr­íc khãa J1 vµ sau khãa J1 khi thay ®æi ®ãng ng¾t theo thêi gian. ë ®©y ta ®Æt thêi gian më cña khãa J1 lµ 10msec, thêi gian ®ãng lµ 20msec. 2, Ch¹y m¹ch ®iÖn vµ Quan s¸t c¸c dông cô ®o trªn m¸y tÝnh b»ng mutisim H×nh 6: §­êng ®Æc tÝnh m¹ch qu¸ ®é xoay chiÒu Nh×n vµo ®­êng ®Æc tÝnh ta nhËn thÊy khi khãa J1 ®ãng th× ®­êng ®Æc tÝnh lµ ®­êng th¼ng, ch­a x¶y ra hiÖn t­îng qu¸ ®é vÉn ë chÕ ®é x¸c lËp cò, sau 20 msec khãa më th× m¹ch cã hiÖn t­îng qu¸ ®é trong kho¶ng thêi gian lµ 25 msec m¹ch l¹i chë vÒ tr¹ng th¸i x¸c lËp nh­ ban ®Çu. Bµi 3 : M¹ch qu¸ ®é mét chiÒu Cho nguån ®iÖn mét chiÒu DC 120V, ®iÖn chë cã c¸c gi¸ trÞ lÇn l­ît R1=100Ω, R2=50Ω, R3=150Ω, ®iÖn c¶m L1=40H, L2=100H, tô ®iÖn C1=50F vµ khãa J1 ë chÕ ®é th­êng më, dông cô ®o gåm cã ®o dßng ®iÖn Ammenter A1, ®o ®iÖn ¸p Vonmenter A2. dông cô m« pháng osilloscope XSC1. M« pháng m¹ch qu¸ ®é mét chiÒu? (H×nh 5) H×nh 7: M¹ch qu¸ ®é mét chiÒu Ph©n tÝch m¹ch: T­¬ng tù nh­ m¹ch ®iÖn xoay chiÒu ®Ó m« pháng m¹ch ®iÖn ta cho khãa J1 ®ãng më theo thêi gian, ë ®©y ta ®¨t khãa ®ãng më J1 më lµ 10 msec, ®ãng lµ 25 msec. Khi cÊp nguån cho m¹ch ho¹t ®éng lóc nµy khãa J1 th­êng më, lóc nµy ta x¸c ®Þnh ®­îc dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p ë qu¸ tr×nh x¸c lËp nµy ë kho¶ng thêi gian t, sau kho¶ng 10 msec khãa J1 ®ãng lóc nµy m¹ch ®­îc nèi thªm thµnh phÇn R2 vµ L2 qu¸ tr×nh x¸c lËp míi ®­îc t¹o ra ë thêi gian lµ t = 25 msec. 2. Ch¹y m¹ch vµ m« pháng m¹ch ®iÖn trªn m¸y tÝnh trªn mutisim H×nh 8: M« pháng m¹ch qu¸ ®é mét chiÒu Nh×n vµo ®­êng ®Æc tÝnh ta thÊy m¹ch x¶y ra qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n lµ 25 msec, víi biªn ®é giao ®éng cã thêi ®iÓm xuèng -100V sau ®ã theo ®­êng cong vµ æn ®Þnh. Bµi 4 : ChØnh l­u nöa chu kú Cho m¹ch ®iÖn nh­ (H×nh 7), nguån ®­îc cung cÊp bëi biÕn ¸p 220V tÇn sè f=50Hz, mét ®i«t m· hiÖu 1BH62, t¶i cã ®iÖn chë Rt=100 kΩ vµ ®å thÞ osilloscope XSC1 ®Ó m« pháng m¹ch b»ng mutisim. Ph©n tÝch m¹ch : M¹ch chØnh l­u nöa chu kú hay cßn gäi (m¹ch chØnh l­u b¸n chu kú) sö dông mét ®i«t m¾c nèi tiÕp víi t¶i tiªu thô ë chu kú d­¬ng di«t ®­îc ph©n cùc thuËn do ®ã cã dßng ®iÖn ®i qua ®i«t vµ ®i qua t¶i, ë chu kú ©m ®i«t ph©n cùc ng­îc do ®ã kh«ng cã dßng qua t¶i H×nh 9 : S¬ ®å m¹ch ®iÖn chØnh l­u nöa chu kú Ch¹y m¹ch vµ m« pháng m¹ch ®iÖn b»ng mutisim H×nh 10 : M« pháng m¹ch chØnh l­u nöa chu kú NhËn xÐt : Nh×n vµo ®­êng ®Æc tÝnh cña m¹ch ®iÖn cho ta biÕt ®­îc ®iÖn ¸p phÝa thø cÊp lµ 40V cÊp cho ®i«t va víi t¶i Rt. Bµi 5 : ChØnh l­u c¶ chu kú Cho m¹ch ®iÖn nh­ (H×nh 9) mét m¸y biÕn ¸p 220V ®iÖn ¸p ra 36V cung cÊp cho cÇu ®i«t D1, D2, D3, D4, ë ®©y sö dông ®i«t c©u cã m· hiÖu 1B4B42, m¾c víi t¶i cã ®iÖn trë t¶i Rt= 200 kΩ, vµ ®­îc m« pháng b»ng phÇn mÒm mutisim nhê m¸y hiÖn sãng Osilloscope. Ph©n tÝch m¹ch. Còng gièng nh­ nguyªn lý m¹ch chØnh l­u nöa chu kú, m¹ch chØnh l­u cÇu c¶ chu kú gåm 4 ®i«t, trong tõng nöa chu kú cña ®iÖn ¸p thø cÊp mét cÆp van cã an«t d­¬ng nhÊt vµ kat«t ©m nhÊt më, cho dßng mét chiÒu ra Rt, cÆp van cßn l¹i khãa vµ chÞu ®iÖn ¸p ng­îc b»ng biªn ®é. H×nh 11 : S¬ ®å m¹ch ®iÖn chØnh l­u c¶ chu kú 2. Ch¹y m¹ch vµ m« pháng m¹ch chØnh l­u c¶ chu kú H×nh 12: M« pháng m¹ch ®iÖn chØnh l­u c¶ chu kú NhËn xÐt : Râ rµng ®iÖn ¸p ng­îc cùc ®¹i ®Æt lªn van lóc khãa cã gi¸ trÞ b»ng mét nöa so víi tr­êng hîp bé chØnh l­u nöa chu kú ®· xÐt ë trªn, ®©y lµ ­u ®iÓm quan träng nhÊt cña s¬ ®å cÇu.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docLý thuyết mạch Mô phỏng mạch điện bắng phần mềm PSIM,MUTISIM.doc