Đề tài Phân tích và mô phỏng thiết bị chỉnh lưu bằng Matlab
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
PHẦN 1: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ CHỈNH LƯU 2
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THYRISTOR 3
1.1 Cấu tạo và ký hiệu 3
1.2 Nguyên lý hoạt động và đặc tính vôn-ampe 3
1.3 Đặc tính động 7
Chương 2: THIẾT BỊ CHỈNH LƯU 10
2.1 Khái niệm chung 10
2.2 Tính chất của điện áp chỉnh lưu và dòng điện chỉnh lưu 10
2.3 Thiết bị chỉnh lưu tia m pha 12
2.4 Thiết bị chỉnh lưu cầu 3 pha 20
2.5 Thiết bị chỉnh lưu cầu 1 pha 25
2.6 Tóm lược các loại thiết bị chỉnh lưu cầu 29
Chương 3: PHÂN TÍCH DÒNG ĐIỆN CHỈNH LƯU P XUNG 30
3.1 Chỉnh lưu trong chế độ dòng điện gián đoạn 30
3.2 Dòng điện chỉnh lưu p xung không có diode V0 34
3.3 Dòng điện chỉnh lưu p xung có diode V0 37
3.4 Điều kiện để dòng điện chỉnh lưu liên tục 39
3.5 Hiện tượng trùng dẫn 40
Chương 4: XÂY DỰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG
THIẾT BỊ CHỈNH LƯU 46
4.1 Mục đích mô phỏng 46
4.2 Mô phỏng thiết bị chỉnh lưu bằng chương trình viết từ m file 46
4.3 Mô phỏng thiết bị chỉnh lưu bằng Simulink 53
PHẦN 2: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 68
Chương 1: CHỈNH LƯU TIA 1 PHA 69
1.1 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 69
1.2 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 71
Chương 2: CHỈNH LƯU TIA 2 PHA 73
2.1 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 73
2.2 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 76
2.3 Hiện tượng trùng dẫn 78
Chương 3: CHỈNH LƯU TIA 3 PHA 79
3.1 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 79
3.2 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 82
3.3 Hiện tượng trùng dẫn 84
Chương 4: CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA 86
4.1 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 86
4.2 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 89
4.3 Hiện tượng trùng dẫn 91
Chương 5: CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA 92
5.1 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 92
5.2 Thiết bị chỉnh lưu không có diode V0 97
5.3 Hiện tượng trùng dẫn 100
KẾT LUẬN 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO 104
0 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=600 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=24 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=128(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink Kết quả mô phỏng chế độ nghịch lưu phụ thuộc Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W) Thông số tải: Eư=-160 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=1200 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=128 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=257(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 3.2 Thiết bị chỉnh lưu có diod V0 Giả sử tồn tại nhịp V0 (qk>piV0) 3.2.1 Dòng điện chỉnh lưu gián đoạn Nhịp V1 Nhịp V0 Nhịp 0 Nhịp V2 Nhịp V0 Nhịp 0 Nhịp V3 Nhịp V0 Nhịp 0 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=150 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=600 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=8 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=167(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 3.2.2 Dòng điện chỉnh lưu liên tục Nhịp V1 Nhịp V0 Nhịp V2 Nhịp V0 Nhịp V3 Nhịp V0 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=80 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=450 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=53 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=187(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 3.3 Hiện tượng trùng dẫn Nhịp V1 Nhịp V2 Nhịp V3 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0.02 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=50 (V); Rư=5 (W); Lư=0.2 (H). Góc mở van: a=600 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=10 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=101(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink Chương 4 CHỈNH LƯU CẦU MỘT PHA Đặt 4.1 Thiết bị chỉnh lưu không có diod V0 4.1.1 Dòng điện chỉnh lưu gián đoạn Nhịp V1V2 Nhịp 0 Nhịp V3V4 Nhịp 0 Kết quả mô phỏng chế độ chỉnh lưu Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=150 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=600 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=11 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=173(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=311(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink Kết quả mô phỏng chế độ nghịch lưu phụ thuộc Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=-110 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=1200 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=19 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=-71(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=311(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 4.1.2 Dòng điện chỉnh lưu liên tục Nhịp V1V2 Nhịp V3V4 Kết quả mô phỏng chế độ chỉnh lưu Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=80 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=450 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=30 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=140(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=311(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink Kết quả mô phỏng chế độ nghịch lưu phụ thuộc Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=-160 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=1200 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=30 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=-99(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=311(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 4.2 Thiết bị chỉnh lưu có diod V0 Giả sử tồn tại nhịp V0 (qk>piV0) 4.2.1 Dòng điện chỉnh lưu gián đoạn Nhịp V1V2 Nhịp V0 Nhịp 0 Nhịp V3V4 Nhịp V0 Nhịp 0 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=150 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=600 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=11 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=173(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=311(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 4.2.1 Dòng điện chỉnh lưu liên tục Nhịp V1V2 Nhịp V0 Nhịp V3V4 Nhịp V0 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=80 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=300 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=52 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=184(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=311(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 4.3 Hiện tượng trùng dẫn Nhịp V1V2 Nhịp V3V4 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0.02 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=50 (V); Rư=5 (W); Lư=0.2 (H). Góc mở van: a=600 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=6 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=82(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=311(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink Chương 5 CHỈNH LƯU CẦU BA PHA Đặt 5.1 Thiết bị chỉnh lưu không có diod V0 5.1.1 Dòng điện chỉnh lưu gián đoạn Nhịp V1V6 Nhịp 0 Nhịp V1V2 Nhịp 0 Nhịp V3V2 Nhịp 0 Nhịp V3V4 Nhịp 0 Nhịp V5V4 Nhịp 0 Nhịp V5V6 Nhịp 0 Kết quả mô phỏng chế độ chỉnh lưu Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=200 (V); Rư=2 (W); Lư=0.002 (H). Góc mở van: a=600 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=38 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=279(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink Kết quả mô phỏng chế độ nghịch lưu phụ thuộc Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=-110 (V); Rư=2 (W); Lư=0.002 (H). Góc mở van: a=1200 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=2.8 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=-104(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 5.1.2 Dòng điện chỉnh lưu liên tục Nhịp V1V6 Nhịp V1V2 Nhịp V3V2 Nhịp V3V4 Nhịp V5V4 Nhịp V5V6 Kết quả mô phỏng chế độ chỉnh lưu Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=100 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=600 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=78 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=257(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink Kết quả mô phỏng chế độ nghịch lưu phụ thuộc Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=-200 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=1000 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=55 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=-89(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 5.2 Thiết bị chỉnh lưu có diod V0 Giả sử tồn tại nhịp V0 (qk>piV0) 5.2.1 Dòng điện chỉnh lưu gián đoạn Nhịp V1V6 Nhịp V0 Nhịp 0 Nhịp V1V2 Nhịp V0 Nhịp 0 Nhịp V3V2 Nhịp V0 Nhịp 0 Nhịp V3V4 Nhịp V0 Nhịp 0 Nhịp V5V4 Nhịp V0 Nhịp 0 Nhịp V5V6 Nhịp V0 Nhịp 0 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W). Thông số tải: Eư=0 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H). Góc mở van: a=850 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=46 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=93(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 5.2.2 Dòng điện chỉnh lưu liên tục Nhịp V1V6 Nhịp V0 Nhịp V1V2 Nhịp V0 Nhịp V3V2 Nhịp V0 Nhịp V3V4 Nhịp V0 Nhịp V5V4 Nhịp V0 Nhịp V5V6 Nhịp V0 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0 (H); Rk=0 (W) Thông số tải: Eư=0 (V); Rư=2 (W); Lư=0.02 (H) Góc mở van: a=850 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=46 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=93(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink 5.3 Hiện tượng trùng dẫn Nhịp V1V6 Nhịp V1V2 Nhịp V3V2 Nhịp V3V4 Nhịp V5V4 Nhịp V5V6 Kết quả mô phỏng Thông số nguồn: U=220 (V); f=50 (Hz); Lk=0.02 (H); Rk=0 (W) Thông số tải: Eư=50 (V); Rư=5 (W); Lư=0.2 (H) Góc mở van: a=750 Dòng điện chỉnh lưu trung bình Id=8 (A) Điện áp chỉnh lưu trung bình Ud=89(V) Điện áp ngược cực đại đặt lên van Uv=539(V) Dạng sóng Mô phỏng từ chương trình Mô phỏng từ Simulink KẾT LUẬN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu, chúng em đã hệ thống lại toàn bộ kiến thức và mô phỏng được các thiết bị chỉnh lưu bằng công cụ lập trình Matlab & Simulink có xét đến ảnh hưởng của điện kháng Lk, điện trở Rk của nguồn điện xoay chiều và ảnh hưởng của diode V0 trong thiết bị chỉnh lưu. Tuy nhiên còn 2 trường hợp mà đề tài chưa xét đến: Khi xét đến ảnh hưởng của điện cảm Lk, ta bỏ qua ảnh hưởng của diode V0 và điện trở Rk, khi xét đến ảnh hưởng của diode V0, ta bỏ qua ảnh hưởng của điện cảm Lk. Từ đề tài này, trên cơ sở những hiểu biết về lý thuyết Điện Tử Công Suất và Matlab & Simulink ta có thể phân tích và mô phỏng bất kỳ một thiết bị Điện Tử Công Suất nào khác. Đề tài có thể được dùng làm tài liệu học tập, tham khảo cho sinh viên các khóa sau và dùng để phân tích, đánh giá sơ bộ các thiết bị chỉnh lưu trước khi bắt tay vào công việc thiết kết lắp mạch cụ thể. Mặc dù đã dành rất nhiều thời gian và công sức, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Đoàn Quang Vinh cho đề tài này, nhưng đề tài cũng khó tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bài giảng môn học Điện Tử Công Suất của thầy Đoàn Quang Vinh 2. Điện Tử Công Suất – tác giả Nguyễn Bính – NXB Khoa Học & Kỹ Thuật – Hà Nội năm 2000 3. Điện Tử Công Suất Tập 1– tác giả Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh – NXB Khoa Học & Kỹ Thuật – Hà Nội năm 2005 4. Điện Tử Công Suất – tác giả Đỗ Xuân Tùng, Trương Tri Ngộ - NXB Xây Dựng –Hà Nội năm 1999 5. Matlab & Simulink Dành Cho Kỹ Sư Điều Khiển Tự Động – tác giả Nguyễn Phùng Quang - NXB Khoa Học & Kỹ Thuật – Hà Nội năm 2004.
File đính kèm:
- de_tai_phan_tich_va_mo_phong_thiet_bi_chinh_luu_bang_matlab.doc
- BaocaoTotnghiep.ppt
- BaocaoTotnghiep_Tuan sua.doc
- chuong_1.doc
- chuong_2.doc
- chuong_3.doc
- chuong_4.doc
- chuong_4_mohinhSimulink.doc
- huong dan su dung phan mem.doc
- mucluc.doc
- Nhiem vu.doc