intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Điện tử công suất - Ứng dụng PSIM mô phỏng và giải bài tập: Phần 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:200

Thêm vào BST
Báo xấu
23
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cuốn sách "Ứng dụng PSIM mô phỏng và giải bài tập điện trở công suất" Phần 2 Ứng dụng phần mềm PSIM mô phỏng mạch điện tử công suất gồm các nội dung chính như: chỉnh lưu không điều khiển; chỉnh lưu có điều kiện; các bộ điều chỉnh điện áp; các mạch điểu khiển ứng dụng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điện tử công suất - Ứng dụng PSIM mô phỏng và giải bài tập: Phần 2

  1. < ĩlk ằ t l I I ÚNG DỤNG PHẦN MÊM PSIM MỎ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
  2. C hương 1. • Ẩ CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỂU KHIỂN ■ 1.1. Chinh lưu một pha hai nửa chu kỳ dùng máy biến áp có điểm giữa /. 1.1. Các biếu thức tính toán a. Tài thuần trở - Giá trị điện áp trung bình trên tài: - Dòng điện trung bình qua tài: - Điện áp ngược lớn nhất đặt trên điôt: U ngm ax = 2 \Ỉ2 U 2 - Dòng điện trung binh qua van: ! = ỉ2í ‘D b. Tải R + E Thời điểm điôt bắt đầu dẫn dòng là nghiệm cùa phương trình: 'j2 U 2sin d = E Già sừ 01 và 02 là nchiệm cùa phương trinh trên. - Diện ap trung bình trên tải: 31
  3. ỨNG DỤNG PSIM Mồ PHÒNG VÀ GIẢI BÀI TẬP DIỆN TỬ CÒNG SUẤT \ r 2n Ud = Y ~ j i f f **1 u dde ~ 2 { 2 J E de + f ^2 J ^ v 2s in e d e = — (2E91 + 'J2U2{.cos61 - cos92Ý) Dòng điện trung bình qua tải: - Điện áp ngược lớn nhất đặt trên điôt: U n g m a x — 2 V 2 Ơ2 - Dòng điện trung binh qua van: 1.1.2. Bài tập giải mâu Bài 1: Cho sơ đồ chinh lưu điôt một pha hai nửa chu kỳ cấp nguồn cho tải thuần trở, các thông số: U 2 = 110 V; f = 50 Hz; R = 5 fì. a) Vẽ sơ đồ chỉnh lưu, mô phỏng dạng điện áp và dạng dòng điện cùa tải trên PSIM. b) Tính trị trung bình của điện áp chinh lưu, trị trung bình cùa dòng điện tải. c) Tính điện áp ngược lớn nhất đặt trên điôt và dòng chàv qua điôt. Bài giải: a. Sơ đồ chình lun và dạng điện áp, dòng điện trên tải Sơ đồ chinh lưu: 32
  4. P hán II. ỨNG DỤNG PHẤN MẾM PSIM MO PHÒNG MẠCH ĐIỆN TỬ CONG SUẤT b. Tính trị trung bình cùa điện áp chỉnh lưu và trị trung bình của dòng điện tải - Trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: 2 V 2 U2 2V2. n o u ,= : 99 V 33
  5. ỨNG DỤNG PSIM Mổ PHÒNG VA GIẢI BẢI TẬP DIỆN TỪ CÒNG SUẤT - Trị trung bình của dòng điện tài: ud 99 ' 4 1 .2 2 0 sin S = 110 -* sinO = — = 0,35 VI 220 Ỡ! = 20,5°
  6. P h án II. ỨNG DỤNG PHẢN MÉM PSIM MO PHÒNG MẠCH ĐIỆN TỬ CỔNG SUĂT o i 1' 0 1 -J 2 0 ,5 .^ t x = — í- = — ^ = 1 ,1 4 .1 0 _3S = 1,14 m s 1 360 360 Từ công thức: CÚT = 180 - 2. ỠJ = 180 - 2.20,5 = 1 39° Vậy thời gian dẫn dòng cùa mỗi điôt trong mỗi chu kỳ là: 1 1 "T -7 139. r r ị T = — L = —^ = 7 ,7 .10~3S = 7,7 m s 36 0 360 b. Tính R Trị trung bình của điện áp trên tải: 2 r2ĩĩ / /*^1 /-Ỡ1+6)T ưd = - 3 2 tĩ Jq Ud d 0 = z ( 2 7 Y Jg T EdQ + V2U2sin 9 d ỡ ì = — ị2 E 9 1 + 'j2.U2{co sd l - c o s(8 1 + w r ) ) j 1 / 20,5 7T I 180 + V2. 2 2 0 (c o s 2 0 ,5 - c o s(2 0 ,5 + 1 3 9 )) ] = 193,6 K Trị trung bình cùa dòng điện trên tải: Ud - E Ud - E 1 9 3 ,6 - 1 1 0 /d= ^ . « = ^ = _ í ^ _ = 2,11, c. Trị hiệu dụng cùa dòng tài ụ ĩ ư 2-E ) 17 (VI. 22 0 - 1 1 0 ) 7,7 /_ Ã ỊJ . 2ÕÕ
  7. ỨNG DỤNG PSIM Mồ PHÒNG VÀ GIẢI BÀI TẬP DIỆN TỬ CÔNG SUẤT d. Sơ đồ chỉnh lưu một pha hai nừa chu kỳ dùng máy biên áp có điêm giữa, dạng điện áp và dòng điện trên tài. - Sơ đồ: - Giản đồ điện áp và dòng điện trên tải: E u21 0 0 01 0 02 0 03 0 04 Time (s) Bài 3: Cho chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ dùng máy biến áp có điềm giữa dùng điôt cấp nguồn cho tải một chiều R + L + E. Điện áp xoay chiều cấp cho bộ chinh lưu có trị hiệu dụng 110 V, f = 50 Hz. 36
  8. P h ần II. ỨNG DỤNG PHÁN MẾM PSIM MO PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ CỔNG SUẤT a. Vẽ sơ đồ nguyên lý. b. Mô phỏng dạng điện áp và dòng điện trên tải, điện áp ngược đặt trên các điôt khi R = 5 íl, L = 0 H, E = 0 V. c. Mô phỏng dạng điện áp và dòng điện trên tải, điện áp ngược đặt trên các điôt khi R = 5 n , L = 50 H, E = 0 V. d. Mô phỏng dạng điện áp và dòng điện trên tải khi R = 5 Q, L = 50 H, E = 60 V. B ài giải: a. Sơ đồ nguyên lý: b. Giản đồ điện áp và dòng điện trên tải, điện áp ngược đặt trên điôt R = 5 n , L = 0 H, E = 0 V:
  9. ỨNG DỤNG PSIM MỔ PHỒNG VÀ GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT u21 u22 0 0.01 0.02 0.03 0 04 Time(s) c. Giản đồ điện áp và dòng điện trên tải, điện áp ngược đặt trên điôt R = 5 n , L = 50 H, E = 0 V: 1996 19.97 1998 19.99 Time (s) d. Giàn đồ điện áp và dòng điện trên tài khi R = 5 Q, L = 50 H, E = 60 V:
  10. P hán II. ỨNG DỤNG PHẢN MẼM PSIM Mổ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬCÕNG SUẤT 25 ----------------------------------- — ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 20 15 ____________________________ ______________________________________________________________________________________________________ 10 0 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19.96 19 97 19.98 19 99 20 Tãne(s) 1.1.3. Bài tập tự giải Bài 1: Cho sơ đồ chinh lưu điôt một pha hai nửa chu kỳ cấp nguồn cho tải thuần trở, các thông số: Ư2 = 24 V; f = 50 Hz; R = 2 Q. a. Vẽ sơ đồ chỉnh lưu, mô phỏng dạng điện áp và dạng dòng điện của tài trên PSIM. b. Tính trị trung bình của điện áp chỉnh lưu, trị trung bình của dòng điện tài. c. Tính điện áp ngược lớn nhất đặt trên điôt và dòng chảy qua điôt. Bài 2: Cho chình lưu một pha hai nửa chu kỳ dùng máy biến áp có điểm giữa cấp nguồn nạp cho ắc quy, có sức điện động E = 150 V, dòng nạp cho ắc quy là Id = 45 A. Biết bộ chinh lưu được cấp từ nguồn xoay chiều có trị hiệu dụng là 220 V, tần số f = 50 Hz. a. Tính ti là thời điểm thiết bị chỉnh lưu bắt đầu cung cấp dòng nạp cho ắc quy trong từng nửa chu kỳ. x: thời gian dẫn dòng cùa mỗi điôt trong một chu kỳ. b. Điện trở R phải bằng bao nhiêu để đảm bảo dòng nạp theo yêu cầu.
  11. ỨNG DỤNG PSIM MO PHỎNG VA GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT c. Tính trị hiệu dụng của dòng tải. d. Vẽ sơ đồ và mô phòng dạng điện áp và dòng điện trên tài. Bài 3: Cho chỉnh lưu một pha hai nừa chu kỳ dùng máy biến áp có điểm giữa dùng điôt cấp nguồn cho tải một chiều R + L + E. Điện áp xoay chiều cấp cho bộ chỉnh lưu có trị hiệu dụng 220 V, f = 50 Hz. a. Vẽ sơ đồ nguyên lý. b. Mô phòng dạng điện áp và dòng điện trên tải, điện áp ngược đặt trên các điôt khi R = 10 n , L = 0 H, E - 0 V. c. Mô phỏng dạng điện áp và dòng điện trên tài, điện áp ngược đặt trên các điot khi R = 10 n , L = 100 H, E = 0 V. d. Mô phỏng dạng điện áp và dòng điện trên tải, điện áp ngược đặt trên các điôt khi R = 5 n , L = 100 H , E = 1 1 0 V . 1.2. Chinh lưu cáu một pha 1.2.1. Các biểu thức tinh toán a. Tài thuần trở - Giá trị điện áp trung bình trên tài: - Dòng điện trung bình qua tải: - Điện áp ngược lớn nhất đặt trên điôt: U n g m a x = V 2 Ư2 - Dòng điện trung bình qua van: 40
  12. P h ầ n II. ỨNG DỤNG PHẤN MẺM PSIM Mô PHÒNG MẠCH ĐIỆN TỬ CONG s u ấ t b. Tài R + E Thời điểm điôt bắt đầu dẫn dòng là nghiệm cùa phương trình: V2 u 2sin d = E Già sừ 01 và 02 là nghiệm cùa phương trinh trên. - Điện áp trung bình trên tải: ud = u d dd = ■ V2 u 2sin d d d = — ( 2 E 6 Í + y/ĨU ĩicosũỵ — cosỡ 2)) - Dòng điện trung bình qua tải: _ Ud - E ‘d ~ R - Điện áp ngược lớn nhất đặt trên điôt: U ngm ax = V 5 ơ 2 - Dòng điện trung bình qua van: 1.2.2. Bài tập giải mấu Bài 1: Cho chỉnh lưu cầu một pha dùng điôt cấp nguồn cho tải một chiều R + E với R = 10 íì, E = 120 V. Biết nguồn xoay chiều cấp cho bộ chinh lưu có trị hiệu dụng của điện áp Ư 2 = 220V, f = 50 Hz. a. Vẽ sơ đồ nguyên lý, mô phòng dạng điện áp trên tải và dòng điện qua tải. b. Tính điện áp trung bình trên tải, dòng điện trung bình qua tải, điện áp ngược lớn nhất đặt trên điôt. Bài giải: a. Sơ đồ nguyên lý và dạng điện áp trên tài, dạng dòng điện qua tải 41
  13. ỨNG DỤNG PSIM Mô PHỎNG VÀ GIẨI BẢI TẬP ĐIỆN TỬ CÕNG SUẤT - Sơ đồ nguyên lý: u2 -u 2 0.01 0.02 0.03 0.04 0.0Í T im e (s)
  14. P hán II. ỨNG DỤNG PHÁN MÉM PSIM Mô PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ CỔNG SUẤT b. Điện áp trung bình chỉnh lưu đầu ra, dòng điện trung bình qua tải, điện áp ngược lớn nhất đặt trên điôt. - Điện áp trung bình chỉnh lưu đầu ra: Áp dụng công thức: \[2U2s in 9 = E -> sin d = -Ể-—=-j=L^— = 0,385 'Í2U! -J2.220 -> = 22,6°và e 2 = 157,3° 1 r 2n \ Ị 1 2 u d = - 3 I u d dd = ^ 2 E dd + \Í2 ư 2sin 6 d d 2nJữ n \ Jg Jffi = — (2 E ỡ ị + V 2 U2 ( c o s6 1 — co s9 2) ) = i | 2 . 1 2 0 . ^ + V 2 . 2 2 0 ( c o s 2 2 , 6 - c o s l 5 7 , 3 ) ) = 192,5 K 7T\ 180 / - Dòng điện trung bình qua tải: ud —E 192,5 - 120 /d = — ------ = ------ —--------- = 7,2 /1 d R 10 - Điện áp ngược lớn nhất đặt trên điõt: U ngm ax = y f ĩ u 2 = ^ 2 .2 2 0 = 3 1 1 V Bài 2: Sừ dụng sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha dùng điôt để tạo ra bộ nguồn một chiều có Ud = 24 V, Id = 5 A cung cấp cho tải điện thuần trờ. a. Tính các thông số để lựa chọn van. b. Mô phòng sơ đồ nguyên lý, dạng sóng điện áp tải, điện áp đặt trên van. Bài giải: a. Tính các thông số để lựa chọn van. Từ công thức: 43
  15. ỨNG DỤNG PSIM Mồ PHỒNG VẢ GIẢI BẢI TẬP ĐIỆN TỬ CÒNG SUẤT 2 V2 u2 ud. n = 24.3,14 = 26,6 = = V n 2V2 2V2 = V 2 u 2 = V 2 .26,6 = 37,6 V Ut — k u Ungmax Trong đó, ku là hệ số dự trữ về điện áp của tiristo: ku = l,5-i-2,5, lấy ku = 2 UT > 2.75,36 = 150,72 V Dòng điện trung bình qua van: h — ki-h Trong đó, k] là hệ số dự trữ về dòng điện của tiristo, k| = 1,5 -s- 4, lấy k ,= 3 Do đó: 1T > k , . l d = 3.5 = 15/1 Vậy chọn van theo hai điều kiện: UT > 150,72 V /T > 15 A b. Sơ đồ nguyên lý, dạng điện áp trên tải và dạng điện áp đặt trên van.
  16. Phán II. ỨNG DỤNG PHẤN MẾM PSIM Mô PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ CỒNG SUẤT - Sơ đò nguyên lý: - Dạng điện áp đặt trên tải và điện áp đặt trên van: u2 -u2 0 01 'IJ2 0 03 0 04 0 05 Tbne (s) B ài 3: Cho sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha dùng điôt cấp cho tài điện một chiều. Điện áp nguồn cấp cho bộ chỉnh lưu có trị hiệu dụng Ư2 = 60 V, f = 50 Hz. Dòng điện được nan thẳng Id = 65 A. 45
  17. ỪNG DỤNG PSIM Mồ PHỒNG VẢ GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT a. Tính các điện áp rơi do: - Điện cảm nguồn Lc = 0,1 mH. - Mỗi điôt có điện áp rơi thuận là (0,5 + 0,001i) V. - Điện trờ của nguồn và dây nối là 0,002 n . b. Vẽ sơ đồ và mô phỏng dạng điện áp trên tải và dòng điện qua tải. Bài giải: a. Tính các điện áp rơi Trên điện cảm nguồn: 2 Xr.ỈH2.2.7ĩ.50.0,1.10- 3 .65 Aơ = -Ù Ẹ L Í = --- ^ --------------------------- -- 1,3 V n n - Trong sơ đồ cầu lúc nào cũng có 2 điôt cùng dẫn dòng, do đó điện áp rơi trên điôt là: 2AUD = 2(0,5 + 0,001i) = 2(0,5 + 0,001.65) = 1,13 V - Điện áp rơi trên điện trờ nguồn và dây nối: u = ld. R = 65.0,002 = 0,13 V - Điện áp chỉnh lưu lí tường: 2 V2 . u2 2 V2 . 60 ưd = _ 2= _ = 54 V n n - Điện trờ tài điện một chiều: ud 54 R = 1 1 = 1 1 = 0,83 ũ *d b. Sơ đồ nguyên lý và dạng điện áp, dòng điện qua tài. - Sơ đồ nguyên lý:
  18. P h án II. ỨNG DỤNG PHẤN MỂM PSIM Mô PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬCÕNG SUẤT - Dạng điện áp và dòng điện trên tải: 0 02 003 0.04 005 Tone ($) Bài 4: Cho sơ đồ ba bộ chinh lưu cầu một pha dùng điôt, được nuôi bàng nguồn điện ba pha. Giả thiết rằng: - Điện áp rơi trên mỗi điôt là AUd = 0.5 V - Dòng điện tài Id = 50 A - Trị trung bình cùa điện áp tài Ud = 300 V 47
  19. ỨNG DỤNG PSIM Mô PHỎNG VẢ GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT a. Tính trị hiệu dụng cùa điện áp pha thứ cấp Ư2 - b. Tính trị trung bình và trị hiệu dụng của dòng điện chạy ừong mỗi điôt. c. V ẽ sơ đồ nguyên lý, m ô phòng dạng điện áp trên tải và dòng điện dây sơ cấp ÌB- Bài giải: a. Tính trị hiệu dụng điện áp pha thứ cấp. Trị tức thời cùa điện áp tài bằng tồng điện áp ra cùa 3 cầu một pha: u d = u 2a ~ u 2b ~ u 2c ud = V2Ư2 Ịsinỡ —sin j - sin(ớ —47ĩ / 3 )| = 2V2U2sin8 Trị trung bình mỗi cầu một pha tạo ra trên tải bàng 1/3 cùa trị trung bình điện áp tải, do đó: Uq _ 2 V 2 u2 ud.n + 67rAUD - 2. AUd -» ư 2 3 71 6 V2 300.3,14 + 6. n. 0,5 = 112 V 6 V2 b. Tính trị trung bình và trị hiệu dụng của dòng điện qua mỗi điôt. Mỗi điôt dẫn dòng tài trong nửa chu kỳ. - Trị trang bình của dòng điện qua mỗi điôt: Id 50 ltb= 2 = 2 = 2 5 A Trị hiệu dụng cùa dòng điện qua điôt: c. Sơ đô nguyên lý, mô phòng dạng điện áp trên tải và dòng điện dây sơ cấp iB 48
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
5=>2