zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Điện-Điện tử-Viễn thông

Đồ án: Khai thác phần mềm PSIM - Mô phỏng mạch điện tử công suất

Chia sẻ: Nguyễn Hồng Thanh | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:90

Báo xấu

328
lượt xem 90
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với kết cấu nội dung gồm 4 chương, đồ án "Khai thác phần mềm PSIM - Mô phỏng mạch điện tử công suất" trình bày tổng quan về một số phần mềm mô phỏng mạch điện tử công suất, giới thiệu về phần mềm PSIM, ứng dụng phần mềm PSIM mô phỏng mạch chỉnh lưu có điều khiển,... Với các bạn chuyên ngành Điện - Điện tử thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án: Khai thác phần mềm PSIM - Mô phỏng mạch điện tử công suất

Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam L Ờ I NÓI Đ Ầ U Trong nh ững năm g ầ n đây, mô hình hóa tr ở thành ph ươ ng pháp r ấ t hi ệ u qu ả trong nghiên c ứ u khoa h ọc, trong th ực t ế s ản xu ất cũng nh ư trong ph ục v ụ gi ảng d ạy và họ c t ậ p. Trên thị trường thế giới cũng đã xuất hiện rất nhiều phần mềm Thiết kế Mô phỏng mạch điện tử công suất. Có thể PSPICE, TINA, MATLAB, SIMSEN, SUCCES, kể ra các phần mềm như : PSIM … Các phần mềm này chính là công cụ để giúp các kỹ sư, các nhà sản xuất tối ưu hóa công việc của mình, từ đó tạo ra những sản phẩm điện tử chính xác, đáng tin cậy và giá thành thấp. Ở nhi ề u tr ườ ng Đ ạ i Họ c và Cao Đẳ ng vi ệ c mô phỏ ng m ạ ch điệ n t ử còn nhi ề u khó khăn vì thi ế u v ề trang thi ết b ị th ực hành. Nhi ề u thi ế t b ị mô ph ỏ ng cũ, s ố l ượ ng module ít nên không đáp ứ ng đ ượ c h ế t các nhu c ầ u v ề gi ả ng d ạ y và h ọ c t ậ p. Đ ồ án môn hoc v ớ i đ ề tài: “Khai thác ph ầ n m ề m PSIM mô ph ỏ ng m ạ ch đi ệ n t ử công su ấ t”. V ớ i nh ữ ng m ục tiêu sau: Gi ớ i thi ệ u v ề ph ần m ềm và ứ ng d ụ ng c ủ a ph ầ n m ề m PSIM Giúp sinh viên s ử d ụ ng ph ầ n m ềm này đ ể hi ể u rõ h ơ n lý thuy ế t đã h ọ c. Ph ụ c v ụ cho m ục đích nghiên c ứ u,h ọ c t ậ p đ ể nâng cao trình độ c ủ a b ả n thân. Đ ồ án đ ượ c trình bày thành 5 ch ươ ng:
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Ch ươ ng 1: T ổ ng quan v ề m ột s ố ph ần m ềm mô ph ỏ n gm ạ ch đi ệ n t ử công su ấ t. Ch ươ ng 2: Gi ớ i thi ệu v ề ph ần m ềm PSIM. Ch ươ ng 3: ứng d ụng ph ần m ềm PSIM mô phỏ ng m ạ ch ch ỉ nh l ưu có điề u khi ể n Ch ươ ng 4: K ết lu ận và đ ề xu ấ t. Trong quá trình làm đ ồ án, v ớ i s ự tìm tòi và nghiên c ứ u c ủ a b ả n thân, đ ặ c bi ệ t là s ự giúp đỡ r ấ t nhi ệ t tình c ủ a th ầ y giáo Nguy ễ n Đ ắ c Nam chúng em đã hoàn thành đ ồ án này. Do ki ế n th ức còn h ạ n ch ế không tránh kh ỏ i nh ững thi ếu xót. Em r ấ t mong nh ận đ ượ c s ự đóng góp ý ki ế n c ủ a các th ầ y cô và các b ạ n đ ể đồ án c ủ a chúng em hoàn thi ệ n h ơ n. Em xin chân thành c ả m ơn! 2
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1. Giới thiệu về điện tử công suất Điện tử công suất (ĐTCS) là công nghệ biến đổi điện năng từ dạng này sang dạng khác trong đó các phần tử bán dẫn công suất đóng vai trò trung tâm.Bộ biến đổi điện tử công suất còn được gọi là bộ biến đổi tĩnh (static converter) để phân biệt với các máy điện truyền thống (electric machine) biến đổi điện dựa trên nguyên tắc biến đổi điện từ trường. Hiện nay rất nhiều thiết bị biến đổi công suất được đề xuất để phục vụ những yêu cầu ngày càng cao của cuộc sống. ĐTCS đã giúp cho việc sử dụng điện năng một cách hiệu quả, các linh kiện điện tử công suất được sử dụng trong quá trình biến đổi cũng như điều khiển công suất: hiệu quả cao và tổn hao thấp trong lò cao tần, truyền tải điện DC. Các thiết bị ĐTCS mới hiện nay được cải tiến phát triển để nâng cao hiệu suất hơn nữa việc sử dụng năng lượng. ĐTCS đóng vai trò quan trọng trong các mô hình công nghệ và được thiết kế để điều khiển năng lượng. Dòng điện điện áp và đặc tính đóng ngắt của các linh kiện bán dẫn liên tục được hoàn thiện, phạm vi ứng dụng ngày càng được mở rộng như trong chiếu sáng, bộ nguồn, điều khiển động cơ, tự động hóa công nghiệp, giao thông, lưu trữ năng lượng, truyền tải điện đi xa. Hiệu suất cao và đặc điểm điều khiển chặt chẽ đã giúp cho ĐTCS có lợi thế hơn nhiều trong điều khiển động cơ so với các hệ thống điều khiển cơ điện và điện tử trước đây. Ngoài ra ĐTCS còn được ứng dụng trong truyền tải điện DC (VHDC), trạm biến đổi công suất, hệ thống truyền tải AC mềm dẻo flexible ac transmission system (FACTS), và bù công suất staticvar compensators (SVC). Trong truyền tải sử dụng biến đổi DC/AC, bộ lọc tích cực, biến đổi tần số. Cuộc cách mạng đầu tiên trong ĐTCS bắt đầu vào năm 1948 với việc phát minh ra silicon transistor tại phòng thí nghiệm Bell Telephone Laboratories bởi Bardeen, Bratain, and Schockley. Phần lớn công nghệ điện tử tiên tiến ngày nay dựa trên phát minh này, các mô hình microelectronics cũng được phát triển từ linh kiện bán dẫn này. Cuộc cách mạng thứ hai bắt đầu với việc phát triển của Thyristor trong công nghiệp bởi hãng General Electric Company vào năm 1958. Đây là khởi đầu của kỷ nguyên mới của ĐTCS. Từ đó đến nay có rất nhiều các linh kiện bán dẫn cũng như công nghệ biến đổi được đề xuất và ứng dụng. Sử dụng các bộ biến đổi công suất trong hệ thống điện, trong giao thông, trong luyện kim cũng như các lĩnh vực công nghiệp khác đã tạo đà phát triển kinh tế rất lớn. Ví dụ ở Mỹ hiện nay có 70% năng lượng điện sử dụng được biến đổi từ các bộ biến đổi công suất. Kỹ thuật biến đổi là ngành khoa học trẻ và đã đạt được thành công rất lớn, tuy nhiên ngày càng Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 3
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam nhiều bài toán được đặt ra ở phía trước, nó đòi hởi sự phát triển hơn nữa cả về lý thuyết lẫn thực tế kỹ thuật biến đổi. 2. Đối tượng nghiên cứu của Điện tử công suất. ĐTCS chủ yếu nghiên cứu về các bộ biến đổi công suất và các bộ khóa điện tử công suất lớn. a. Bộ chỉnh lưu Chỉnh lưu là quá trình biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành năng lượng dòng điện một chiều. Chỉnh lưu là thiết bị điện tử công suất được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế.  Mạch chỉnh lưu được chia thành nhiều loại : Theo số pha cấp cho mạch van : một pha, hai pha, ba pha, sáu pha … Theo loại van bán dẫn trong mạch : mạch van dùng toàn diot (mạch chỉnh lưu không điều khiển) ; mạch van dùng toàn tiristo ( mạch chỉnh lưu có điều khiển) ; mạch van dùng diot và tiristo ( mạch chỉnh lưu bán điều khiển ) Theo sơ đồ mắc các van với nhau : sơ đồ hình tia và sơ đồ hình cầu b. Bộ biến đổi xung áp một chiều Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 4
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Bộ biến đổi điện áp một chiều dùng để biến đổi điện áp một chiều có trị trung bình không thay đổi được thành điện áp một chiều có trị trung bình thay đổi được .  Phân loại bộ biến đổi xung áp một chiều Dựa vào cách mắc khoá điện tử : bộ biến đổi xung áp nối tiếp và bộ biến đổi xung áp song song. Dựa vào điện áp đầu ra của bộ xung áp : bộ xung áp có điện áp đầu ra nhỏ hơn điện áp đầu vào ; bộ biến đổi xung áp có điện áp đầu ra lớn hơn điện áp đầu vào Tuỳ vào dấu điện áp : bộ biến đổi xung áp không đảo chiều và bộ biến đổi xung áp có đảo chiều. c. Bộ nghịch lưu ( biến tần ) Bộ nghịch lưu được dùng để biến đổi điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều. Bộ nghịch lưu là phần tử chính trong các bộ nguồn UPS ,biến tần gián tiếp.  Đặc điểm của bộ nghịch lưu : Điện áp xoay chiều ngõ ra có trị hiệu dụng và tần số thay đổi được Nếu độ lớn của bộ nghịch lưu là không đổi thì điện áp ngõ ra được điều chỉnh bằng cách thay đổi trị trung bình của nguồn một chiều. Điện áp xoay chiều ngõ ra thực tế không phải là tín hiệu sin chuẩn mà luôn có những thành phần sóng hài bậc cao ,các sóng hài bậc cao có thể được giảm bớt bằng kĩ thuật đóng ngắt. Nếu nguồn DC có trị trung bình không đổi thì trị hiệu dụng của điện áp ngõ ra có thể thay đổi được bằng cách thay đổi độ lớn của bộ nghịch lưu Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 5
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam  Ưng dụng bộ nghịch lưu : Bộ nghịch lưu được dùng làm thiết bị biến đổi trong biến tần gián tiếp, đây là một ứng dụng quan trọng và rộng rãi nhất của bộ nghịch lưu. Dùng làm nguồn điện xoay chiều trong gia đình, nguồn điện liên tục UPS. Dùng bù nhiễu công suất phản kháng.  Các phương pháp điều khiển bộ nghịch lưu : Phương pháp điều chế độ rộng xung ( PWM ) Phương pháp PWM tối ưu Phương pháp điều rộng ( bộ nghịch lưu áp một pha ) Phương pháp điều biên (Sixstep)  Biến tần : Biến tần dùng để biến đổi tần số điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng và tần số không đổi thành điện áp xoay chiều có tần số và trị hiệu dụng thay đổi được. Biến tần gồm 2 loại : biến tần gián tiếp và biền tần trực tiếp Biến tần được sử dụng rộng rãi trong điều khiển tốc độ động cơ xoay chiều theo phương pháp điều khiển tần số . Ngoài việc thay đổi tần số biến tần còn thay đổi tổng số pha .Với sự có mặt của biến tần ta có thể dùng động cơ ba pha trong lưới điện một pha. Ngoài ra bộ biến tần còn được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuật nhiệt điện ,trong trường hợp này bộ biến tần dùng để cung cấp năng luợng cho các lò phản ứng . d. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều :  Bộ biến đổi điện áp xoay chiều dùng để biến đổi điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng không đổi thành điện áp xoay chiều có trị hiệu dụng thay đổi được . Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 6
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam  Bộ biến đổi điện áp xoay chiều được điều khiển bằng hai phương pháp : điều khiển pha và điều khiển tỷ lệ thời gian .  Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thường được sử dụng để điều khiển công suất tiêu thụ của tải như trong hệ thống điều khiển nhiệt độ lò ,trong các máy nước nóng ,bếp điện ,điều khiển tốc độ động cơ quạt gió ,máy bơm và đặc biệt dùng làm thiết bị hạn chế dòng khởi động cho động cơ. 3. Ứng dụng của điện tử công suất Điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại. Có thể kể đến các ngành kỹ thuật mà trong đó có những ứng dụng tiêu biểu của các bộ biến đổi bán dẫn công suất như truyền động điện, giao thông đường sắt, nấu luyện thép, gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhôm từ quặng mỏ, các quá trình điện phân trong công nghiệp hóa chất, trong rất nhiều các thiết bị công nghiệp và dân dụng khác nhau...Trong những năm gần đây công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn công suất đã có những tiến bộ vượt bậc và ngày càng trở nên hoàn thiện dẫn đến việc chế tạo các bộ biến đổi ngày càng nhỏ gọn, nhiều tính năng và sử dụng ngày càng dễ dàng hơn. 4. Mô phỏng điện tử công suất Trong thực tế,để nghiên cứu khoa học thì chúng ta phải mua sắm các trang thiết bị thí nghiệm với chi phí lớn.Trong khi nền kinh tế nước ta đang kém phát triển,không đủ kinh phí để mua sắm các trang thiết bị đắt tiền đó.Để có thể nghiên cứu khoa học, giảng dạy được thì chúng ta cần phải có một công cụ nghiên cứu hữu hiệu nào đó, trong số đó phải kể đến phương pháp mô phỏng.Phương pháp mô phỏng là phương pháp thay cho việc nghiên cứu một đối tượng cụ thể thì chúng ta xây dựng mô hình hóa của đối tượng đó và tiến hành nghiên cứu.Sau khi thu được kết quả thì chúng ta đem kết quả đó ra kiểm chứng với kết quả thực nghiệm.Thông qua kết quả thu được chúng ta có thể rút ra được kết quả của quá trình nghiên cứu. Để thuận tiện cho quá trình mô phỏng ĐTCS, hiện nay đã có rất nhiều những phần mềm mô phỏng ĐTCS như : PSPICE, TINA, MATLAB, SIMSEN, SUCCES, PSIM… Các phần mềm này chính là công cụ để giúp các kỹ sư, các nhà sản xuất tối ưu hóa công việc của mình, từ đó tạo ra những sản phẩm điện tử chính xác, đáng tin cậy và giá thành thấp. Trong các phần mềm này thì PSIM là một công cụ mạnh mẽ,chuyên dụng cho việc mô phỏng ĐTCS. Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 7
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Dưới đây là bài viết giới thiệu về một số phần mềm mô phỏng ĐTCS thường được sử dụng rộng rãi hiện nay. CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1.1 Phần mềm TINA (Toolkit for Interative Netword Analysis) 1.1.1. Giới thiệu phần mềm TINA TINA 7 là 1 trong những gói phần mềm mạnh nhất hiện nay để phân tích, thiết kế, mô phỏng tín hiệu số, tương tự, VHDL và kết hợp các mạch điện tử hay các mạch in của chúng. Bạn cũng có thể phân tích RF, các mạch quang điện, kiểm tra và gỡ lỗi các ứng dụng vi điều khiển và vi xử lý. Một tính năng đặc biệt của phần mềm là cho phép bạn đưa mạch ra thực tế thông qua cổng USB được điều khiển bởi phần cứng TINAlabII. Các kỹ sư điện tử nhận thấy rằng phần mềm TINA có nhiều ưu điểm như: dễ sử dụng, đây là 1 công cụ hiệu quả cao, trong khi các giảng viên thì đáng giá cao những tính năng của phần mềm trong môi trường đào tạo. Phần mềm được xây dựng với nhiều Phần tương tác với nhau, người thiết kế có thể vẽ mạch bằng sơ đồ nguyên lý và chuyển sang dạng mạch in, quan sát mạch in dưới dạng 3D và xuất ra tập tin hình ảnh để gởi đến nhà sản xuất… Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 8
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Sự tương tác cao, đầy đủ tính năng và dễ sử dụng đã làm cho phần mềm TINA chiếm ưu thế hơn các phần mềm Thiết kế mạch khác hiện nay… 1.1.2. Yêu cầu cấu hình máy Để sử dụng được phần mềm TINA, bạn phải có cấu hình máy tính tối thiểu như sau:  CPU Pentium II hoặc cao hơn.  64 MB bộ nhớ (RAM).  Ổ cứng còn trống ít nhất 100 MB.  Ổ CDROM.  Màn hình màu SVGA.  Hệ điều hành: Windows 9x, Windows NT/ME/XP, Windows 2000. - Khởi động TINA : Từ thanh Start lần lượt chọn: Start > Programs > Tina Tina.exe. Bấm vào Biểu tượng trên Desktop: Lưu ý: Sử dụng phím F1 để có thể xem Hướng dẫn theo các chủ đề. Cài đặt Tina: B1 : Giải nén, tiến hành cài đặt B2 : Mở thư mục crack, chạy file PCBKey.exe để lấy mã đăng ký. B3 :Chạy phần mềm, nhập mã đăng ký 1.1.3. Đặc điểm của TINA Đặc điểm của các mô phỏng trong TINA là chúng được xây dựng theo bản chất hoạt động vật lý bán dẫn thể hiện bằng các phương trình với nhiều tham số đặc trưng, do đó mô hình mô phỏng rất sát đặc tính VônAmpe thực của chủng loại đó. Vì vậy để đưa vào mạch một bóng bán dẫn cụ thể cần phải biết khá nhiều tham số của nó, điều này không phải lúc nào cũng biết được. Để dễ dàng cho người sử dụng, thư viện của TINA có sẵn hàng trăm loại bóng thông dụng trên thị trường với các tham số chuẩn do nhà chế tạo cung cấp. Phần mềm TINA có nhiều ưu điểm như: dễ sử dụng, đây là 1 công cụ hiệu quả cao. Phần mềm được xây dựng với nhiều phần tương tác với nhau, người thiết kế có thể vẽ mạch bằng sơ đồ nguyên lý và chuyển sang dạng mạch in, quan sát mạch in dưới dạng 3D và xuất ra tập tin hình ảnh để gởi đến nhà sản xuất… Sự tương tác cao, đầy đủ tính năng và dễ sử dụng đã làm cho phần mềm TINA chiếm ưu thế hơn các phần mềm thiết kế mạch khác hiện nay… Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 9
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam 1.1.4. Các cửa sổ chính Cửa sổ chính của phần mềm TINA Hình 1.1. Giao diện chính của phần mềm TINA Menu Bar: Trình đơn hiển thị các danh sách lệnh The Curosr or Pointer: Con trỏ được sử dụng để lựa chọn các lệnh và chỉnh sửa sơ đồ nguyên lý. Bạn chỉ có thể di chuyển con trỏ bằng con chuột máy tinh. Phụ thuộc và các chế độ hoạt động mà con trỏ có các định dạng sau: hình mũi tên trong cửa sổ chính của chương trình ,hình cây bút khi bạn thực hiện nối dây ,hình bàn tay khi bạn trỏ vào linh kiện hoặc đang đưa linh kiện vào cửa sổ chính. The Schematic window: cửa sổ làm việc chính của chương trình, cho phép chỉnh sửa, mô phỏng sơ đồ nguyên lý của mạch trực tiếp. Cửa sổ này thực tế là một bản vẽ lớn. Bạn có thể di chuyển thanh cuộn nếu vùng soạn thảo vượt quá màn hình chính. The Toolbar: Thanh công cụ. Bạn có thể chọn hầu hết các lệnh để chỉnh sửa mạch trên Thanh công cụ này. Lưu ý rằng các lệnh trên Thanh công cụ cũng nằm trong Trình đơn hoặc có thể sử dụng bằng các phím tắt. Chúng ta sẽ cùng đi vào chi tiết các lệnh trên Thanh công cụ. Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 10
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Mở một tập tin sơ đồ nguyên lý sẵn có trong máy tính (.TSC hoặc .SCH), mở một Marco (.TSM) Lưu sơ đồ nguyên lý đang sử dụng. Bạn sẽ thuận lợi hơn nếu thường xuyên lưu trữ lại mạch đang làm nhằm tránh tình trạng mất dữ liệu khi máy tính tắt đột xuất. Đóng sơ đồ nguyên lý đang sử dụng. Sao chép các linh kiện hoặc các chữ được lựa chọn. Dán các linh kiện hoặc chữ đã sao chép vào nơi cần dùng. Khi nút này được nhấn vào, bạn có thể sử dụng con trỏ để di chuyển các linh kiện, dây nối hoặc các chữ, thuận lợi trong việc sắp xếp lại sơ đồ nguyên lý theo ý muốn. Lấy thêm 1 bản sao của linh kiện trước đó mà bạn đã chọn với cùng các tham số. Sử dụng nút lệnh này để vẽ dây nối cho sơ đồ nguyên lý Thêm các chú thích vào sơ đồ nguyên lý hay kết quả phân tích. Cho phép cắt 2 dây dẫn chéo qua hoặc nối với nhau. Đảo chiều một góc 900 các linh kiện được lựa chọn. Lấy đối xứng các linh kiện được lựa chọn. Phím tắt: [CTRLL] hoặc [*]. Hiển thị cửa sổ chính ở dạng lưới hoặc không. Phóng to sơ đồ nguyên lý để có thể nhìn rõ các linh kiện. Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 11
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Bạn có thể thay đổi tỷ lệ phóng to theo ý muốn từ 10% đến 200%. Lựa chọn danh sách các Chế độ Mô phỏng: Chế độ DC. Chế độ AC. Chế độ mô phỏng tức thời lặp lại liên tục. Chế độ mô phỏng tức thời không lặp lại. Bạn có thể điều chỉnh thời gian mô phỏng trong phần Analysis Transient. Chế độ Số. Chế độ VHDL Nếu nút lệnh này được chọn, chương trình sẽ cho phép hiển thị trình trạng lỗi của linh kiện, ta có thể thay đổi tình trạng lỗi của từng linh kiện trong bản Thuộc tính (Properties Editor). Chuyển đổi sơ đồ nguyên lý sang dạng 3 chiều hoặc 2 chiều. Phím nóng: [F6]. Đây là một đặc điểm nổi bật ở phần mềm. TINA phiên bản 7 mà các phiên bản cũ hay các phần mềm khác không thể thực hiện được. Ở chế độ này, các linh kiện được hiển thị một cách sống động, giúp người sử dụng quan sát mạch trực quan hơn Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 12
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Chuyển đổi giữa dạng 2D hoặc 3D Chuyển sơ đồ nguyên lý trực tiếp sang mạch in. Tìm kiếm các linh kiện. Một hộp thoại Tìm kiếm sẽ hiện lên cho phép bạn tìm các linh kiện theo tên như mong muốn. Tuy nhiên chương trình có hạn chế là không thể hiện trước hình dạng linh kiện mà ta lựa chọn nên gây rất nhiều khó khăn cho người sử dụng. Bạn cũng có thể lựa chọn các linh kiện trong danh sách này. Đây là danh sách các linh kiện đầy đủ nhất của chương trình. The Component Bar: Thanh linh kiện. Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 13
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Các thanh linh kiện được sắp xếp thành một nhpms. Mỗi khi bạn lựa chọn một nhóm, các linh kiện trong nhóm đó sẽ xuất hiện trên thanh công cụ. Khi bạn nhấn chuột trái vào linh kiện mong muốn, con trỏ sẽ đổi sang hình bàn tay và bạn có thể bỏ linh kiện vào mạch. Bạn có thể quay hoặc đảo chiều các linh kiện trước khi đưa vào mạch bằng cách sử dụng các phím [+/] quay 900 và phím [*]: lấy đối xứng. Khi đã hiệu chỉnh xong các hướng của linh kiện, bạn nhấn chuột trái một lần nữa để đặt linh kiện vào mạch. Find Component Tool: công cụ giúp bạn tìm kiếm nhanh các linh kiện bằng tên có trong cơ sở dữ liệu của phần mềm. Open Files Tab: thẻ mở các tệp tin. Bạn có thể mở nhiều mạch hoặc nhiều phần của một mạch (Marco) cùng một lúc, và công cụ này dùng để chuyển đổi giữa các tệp tin đã được mở. Chỉ cần nhấn chuột vào thẻ để chuyển đến mạch bạn cần. The TINA Task Bar: thanh tác vụ nằm phía dưới của màn hình, có chức năng cung cấp nút tắt cho các dụng cụ đo khác nhau hay các máy ảo sử dụng trong chương trình. Khi các máy ảo được nhấn hoạt thì sẽ xuất hiện một cửa sổ mới tương ứng với mỗi loại. Bạn chọn nút CLOCK để đặt cửa sổ chính của chương trình luôn nằm phía dưới các cửa sổ máy ảo khác. Điều này thuận lợi cho việc quan sát mô phỏng. Tuy nhiên bạn cũng có thể làm ngược lại bằng cách chọn UNCLOCK (không xóa). The Help Line: phần trợ giúp nằm ở phía dưới cùng của cửa sổ có chức năng cung cấp những dòng giải thích ngắn gọn hoặc các phím tắt khi bạn di chuyển con trỏ qua các nút lệnh. 1.2. Phần mềm PSPICE (Power Simulation Program with Intergrated Circuit Emphases) 1.2.1. Tổng quan về PSPICE PSPICE là phần mềm mô phỏng mạch điện điện tử trường Đại học tổng hợp California ở Berkeley sáng tạo ra. Hiện nay PSPICE được xem là một trong những phần mềm mô phỏng mạch điện điện tử mạnh và phổ biến trên thế giới. PSPICE được phát triển bởi hãng MicroSim, là một trong những phiên bản thương mại được phát triển từ Spicevaf trở thành phần mềm mô phỏng phổ biến nhất trên thế giới. Pspice cho hép chúng ta mô phỏng các thiết kế trước khi di vào xây dựng phần cứng. Chương trình mô phỏng cho phép chúng ta quan sát họa động của mạch cũng như những thay đổi của các tín hiệu đầu vào hoặc các giá trị của các thành phần trong mạch điện. Do đó có thể kiểm tra lại các thiết kế để xem chúng có chạy đúng trong thực tế hay không. Pspice chỉ mô phỏng và tiền hành các phép đo kiểm tra chứ không phải là phần thiết kế của mạch điện… Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 14
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam 1.2.2.Đặc điểm của PSPICE Có thể nói rằng trong lĩnh vực mô phỏng mạch điện tử PSPICE cũng thông dụng như MATLAB trong mô phỏng hệ thống tự động. Phần mềm này cho phép người dùng thiết lập mô hình phần tử của mình theo định hướng nghiên cứu riêng, mở ra khả năng rộng lớn cho các chuyên gia trong lĩnh vực điện tử công suất. Đây là sản phẩm mới nhất, nhằm tổng hợp các giai đoạn thiết kế chế tạo mạch điện tử: xây dựng mạch nguyên lý, mô phỏng, chuyển mạch nguyên lý mạch sang mạch in, đổ sang máy làm mạch in... Thư viện của PSPICE rất lớn, lên đến hàng chục nghìn linh kiện điện tử, bóng bán dẫn, vi mạch IC của rất nhiều hãng trên thế giới, vì vậy rất thuận lợi khi thiết kế hay khảo sát mạch sử dụng các linh kiện có sẵn trong thư viện và xây dựng các mô hình riêng, tự thiết lập thư viện riêng phục vụ mục đích của mình. Giống như TINA, trong PSPICE có sẵn rất nhiều loại nguồn điện để người khảo sát sử dụng (nguồn điện áp, dòng điện một chiều, nguồn điện hình sin, dạng sóng theo hàm mũ, nguồn tín hiệu điều chế tần số) và 4 nguồn phụ thuộc cơ bản. Ngoài ra còn có công tắc điện tử được điều khiển bằng điện áp hoặc bằng dòng điện. Các phân tích chính là đặc tính truyền đạt, đặc tính tần số, điểm làm việc một chiều, đặc tính động. Trong mô phỏng mạch điện tử công suất quan trọng nhất là phân tích động (Transient analysis). Trong PSPICE chế độ phân tích này thường tốn thời gian tính của PC, khi mạch phức tạp hoặc thời gian khảo sát lớn, dung lượng của file dữ liệu này có thể lên đến hàng trăm MB. Vì vậy khi chương trình đang chạy ta có thể tạm dừng chương trình để theo dõi và kiểm tra sơ bộ nếu thấy không đạt thì ngắt hẳn chương trình để sửa đổi.. 1.2.3. Cài đặt PSPICE Chọn biểu tượng chạy file setup Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 15
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Chọn Next Chọn Next Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 16
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Hệ thống đang cài đặt Chọn Fnish Hình 1.2 Giao diện của phần mềm PSPICE 1.2.4 Các tính năng của Pspice Pspice được đưa ra thị trường nhiều phiên bản khác nhau, mỗi phiên bản cung cấp các tính năng khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu khách hàng. Pspice A/D là chương trình dùng để mô phỏng các mạch điện tương tự và số. Các tính năng chính của Pspice A/D: Phân tích xoay chiều, một chiều, quá độ : Tính năng này cho phép chúng ta kiểm tra các đáp ứng cảu mạch điện khi được cung cấp đầu vào khác nhau. Cụ thể : Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 17
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Phân tích một chiều ( DC Analysis ): Cho phép xác định điện áp định mức và trị số dòng điện cho tất cả các nút của mạch bằng cách quét toàn bộ giá trị của điện áp trong một khoảng do người dùng định nghĩa. Điều này có ý nghĩa khi muốn xác định đường đặc tính của các mạch điện có chứa các phần tử phi tuyến như: diode, transistor,.. hoặc muốn xác định điện thế định mức của các mạch khuếch đại Phân tích quá độ ( Transient Analysis ) : nhằm dự đoán các trạng thái của mạch khi có các sự kiện quá độ xảy ra Phân tích xoay chiều ( AC Analysis ) : mô phỏng hồi đáp tần số của mạch điện, tức là ta có thể quan sát được các trạng thái của mạch điện khi tần số của nguồn điện thay đổi trong một dãy cho trước. Dựa vào đó đó ta có thể tìm thấy tần số cộng hưởng của mạch Phân tích tham số, độ nhạy, giá trị giới hạn : với những tính năng này chúng ta có thể quan sát những biến đổi của mạch điện khi thay đổi các giá trị của các thành phần của nó Phân tích thời gian của các mạch số cho phép tìm ra sự cố về thời gian xuất hiện khi kết nối các tín hiệu có tần số thấp trong quá trình truyền dẫn tín hiệu Pspice A/D cũng cung cấp các mô hình hóa về các ứng xử của các thiết bị tương tự và số, vì vậy chúng ta có thể mô tả các hàm chức năng của mạch điện sử dụng các biểu thức và hàm toán học. Do đó có thể xây dựng và phân tích các đặc tính phức tạp của thiết bị thông qua mô hình toán học. Các mô hình hóa được xây dựng trong Pspice A/D không chỉ là các điện trở, điện cảm, điện dung mà còn có các mô hình sau : Mô hình dây dẫn, bao gồm độ trễ, độ dội, tổn hao, tán xạ và tạp âm Mô hình của cuộn dây từ phi tuyến, bao gồm độ bão hòa và từ trễ Mô hình của MOSFET Mô hình của transisitor trường có cực điều khiển cách ly IGBT MOSFET Mô hình của các phần số với vào ra tương tự 1.3. Ph ần mềm Matlab / Simulink 1.3.1. Tổng quan về Matlab / Simulink Matlab là từ viết tắt của Matrix Laboratory, Matlab là một ngôn ngữ lập trình cấp cao dạng thông dịch, nó là môi trường tính toán số được thiết kế bởi công ty MathWorks. Matlab cho phép thực hiện các phép tính toán số, ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu diễn thông tin (dưới dạng 2D hay 3D), thực hiện các thuật toán và giao tiếp với các chương Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 18
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam trình của các ngôn ngữ khác một cách dễ dàng. Matlab là phần mềm được phổ cập ở mức độ toàn cầu. Hiện nay ở nước ta, Matlab cũng khá quen thuộc trong lĩnh vực điều khiển và tự động hóa. 1.3.2. Đặc điểm của Matlab/Simulink Matlab mới cho phép thâm nhập vào lĩnh vực điện tử công suất (Power electronic). Đây là phần mềm bổ sung của mục “power system blockset” nằm trong phần simulink. Trong đó đưa ra mô hình các phần tử bán dẫn là: tiristo, điôt, GTO, MOSFET và ideal switch. Tất cả các phần tử này đều được mô phỏng như một mạch gồm điện trở mắc nối tiếp điện cảm khi ở trạng thái dẫn dòng điện, còn khi không dẫn dòng thì tương ứng đứt mạch (tổng trở bằng vô hạn), ngoài ra luôn có mạch RC đấu song song. Bằng cách ghép từng hình theo một sơ đồ cụ thể nào đó, có thể thiết lập một thư viện các mạch điện tử công suất theo ý muốn (thí dụ như mạch chỉnh lưu cầu hoặc mạch băm xung,…) Phần mềm mô phỏng bằng Simulink rất thuận lợi khi cần phân tích và khảo sát ở khía cạnh hệ thống, nhất là với hệ thống kín, ở đó mạch điện tử công suất chỉ là một khối của hệ thống. Trong simulink, các van được mô phỏng hoặc như một khoá lý tưởng, hoặc như một điện trở hai trạng thái. Như vậy, phần tử bán dẫn mô phỏng không phản ánh chính xác đặc tính Vônampe của chúng nữa song điều đó không ảnh hưởng đến bản chất của hệ thống được nghiên cứu, mặt khác lại giảm được đáng kể thời gian tính máy. Lưu ý rằng trong simulink, các xung điều khiển cho các van là tín hiệu mức logic 0/1, không phải là điện áp điều khiển hay dòng điều khiển cho van nên không cần chú ý về phương diện cách ly giữa lực và điều khiển. 1.3.3. Cài đặt matlab/simulink Chạy file Setup Chọn Install marually without using the internet sau đó ấn Next Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 19
Đồ án môn học: ĐTCS – TĐĐ GVHD: Th.s Nguyễn Đắc Nam Điền đầy đủ thông tin vào thẻ connection settings rồi ấn Ok Chọn Yes rồi ấn Next Chọn I need to create a Mathword account sau đó ấn Next Nhóm 2 _ Lớp TĐ1Đ12 trang 20

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.