Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
- Название:OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей
- Автор:
- Жанр:
- Издательство:ДМК Пресс, Питер
- Год:2008
- Город:Москва, Санкт-Петербург
- ISBN:978-5-9706-0009-2
- Рейтинг:
- Избранное:Добавить в избранное
-
Отзывы:
-
Ваша оценка:
Дж. Кеоун - OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей краткое содержание
Это руководство по работе в программе OrCAD Pspice предназначено для всех, кто знаком с основными разделами электротехники. При постепенном усложнении задач объясняются все необходимые аспекты работы в OrCAD Pspice, что позволяет творчески применять их при дальнейшем анализе электрических и электронных схем и устройств. Рассмотрение материала начинается с анализа цепей постоянного тока, продолжается анализом цепей переменного тока, затем переходит к различным разделам полупроводниковой электроники. Информация изложена таким образом, чтобы каждый, кто изучал или изучает определенный раздел электротехники, мог сразу же использовать OrCAD Pspice на практике. Больше внимания, чем в других книгах по этой теме, уделяется созданию собственных моделей и использованию встроенных моделей схем в OrCAD Pspice.
На прилагаемом к книге DVD вы найдете демонстрационную версию программы OrCAD PSpice Student Edition 9, которой можно пользоваться свободно. Кроме того, на диске размещена версия OrCAD 10.5 Demo Release, с которой можно работать в течение 30 дней после установки на компьютер.
OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей - читать онлайн бесплатно ознакомительный отрывок
Интервал:
Закладка:
Исправление коэффициента мощности в трехфазных цепях
На рис. 2.36 компонентами, показанными справа, представлен трехфазный двигатель, включенный по схеме треугольника. Компоненты R 1, и L 1— это, соответственно, сопротивление и индуктивность двигателя «на фазу». Другие фазы имеют те же значения компонентов.
Рис. 2.36. Трехфазный двигатель, подключенный по схеме треугольника
В каждую из линий трехфазной сети включены резисторы, понижающие линейное напряжение. Во входной файл включены команды, обеспечивающие вывод различных напряжений и токов. Он показан в составе выходного файла на рис. 2.37.
Circuit for Power-Factor correction
VAB 12 2 AC 240V 0
VBC 20 0 AC 240V - -120
VCA 10 1 AC 240V 120
RS1 12 1 0.01
RS2 20 2 0.01
RS3 10 0 0.01
RA 1 3 0.01
RB 2 4 0.01
RC 0 5 0.01
R1 3 2B 2.5
R2 5 0С 2.5
R3 4 1A 2.5
L1 1A 3 9.28MH
L2 2B 5 9.28MH
L3 0С 4 9.28MH
.AC LIN 1 60HZ 60HZ
.PRINT AC I(RA) IP(RA)
.PRINT AC I(RB) IP(RB)
.PRINT AC I(RC) IP(RC)
.PRINT AC I(R1) IP(R1)
.PRINT AC I(R2) IP(R2)
.PRINT AC I(R3) IP(R3)
.PRINT AC V(1A, 2B) VP(1A,2B)
.PRINT AC V(2B,0C) VP(2B,0C)
.PRINT AC V(0C,1A) VP(0С,1А)
.OPT NOPAGE
.END
FREQ I(RA) IP(RA)
6.000E+01 9.615E+01 -8.402E+01
FREQ I(RB) IP(RB)
6.000E+01 9.615E+01 1.560E+02
FREQ I(RC) IP(RC)
6.000E+01 9.615E+01 3.598E+01
FREQ I(R1) IP(R1)
6.000E+01 5.551E+01 -1.140E+02
FREQ I(R2) IP(R2)
6.000E+01 5.551E+01 5.981E+00
FREQ I(R3) IP(R3)
6.000E+01 5.551E+01 1.260E+02
FREQ V(1A,2B) VP(1A,2B)
6.000E+01 3.220E+02 -1.316E+02
FREQ V(2B,0C) VP(2B,0C)
6.000E+01 3.220E+02 -1.157E+01
FREQ V(0C,1A) VP(0С,1А)
6.000E+01 3.220E+02 1.084E+02
Рис. 2.37. Выходной файл для анализа схемы на рис. 2.36
Обратите внимание на порядок следования индексов в каждой инструкции. Для каждого пассивного элемента индексы находятся в соответствии с направлениями токов, показанными на рис. 2.36. Векторная диаграмма токов и напряжений показана на рис. 2.38. Угол между напряжением фазы V(1a, 2b) и током фазы I(R1) равен: 3,22+51,23=54,45°. Ток отстает от напряжения на 54,45°. Косинус этого угла — коэффициент мощности
pf = cos(-54,45°) = 0,581.
Рис. 2.38. Векторная диаграмма токов и напряжений в схеме на рис. 2.36
Мы собираемся улучшить коэффициент мощности, включив в схему батарею конденсаторов, как показано на рис. 2.39. Изменим входной файл, чтобы показать присутствие конденсаторов. После выполнения анализа на PSpice результаты должны быть такими, как показано на рис. 2.40.
Рис. 2.39. Схема питания трехфазного двигателя с конденсаторами для исправления коэффициента мощности
Circuit for Power-Factor correction
VAB 12 2 AC 240V 0
VBC 20 0 AC 240V -120
VCA 10 1 AC 240V 120
RS1 12 1 0.01
RS2 20 2 0.01
RS3 10 0 0.01
RA 1 3 0.01
RB 2 4 0.01
RC 0 5 0.01
R1 3 2B 2.5
R2 5 0C 2.5
R3 4 1A 2.5
L1 1a 3 9.28mH
L2 2b 5 9.28mH
L3 0c 4 9.28mH
C1 la 2b 150uF
C2 2b 0c 150uF
C3 0c 1a 150uF
.AC LIN 1 60HZ 60HZ
.PRINT AC I(RA) IP(RA) I(C1) IP(C1)
.PRINT AC I(RB) IP(RB) I(C2) IP(C2)
.PRINT AC I(RC) IP(RC) I(C3) IP(C3)
.PRINT AC I(R1) IP(R1)
.PRINT AC I(R2) IP(R2)
.PRINT AC I(R3) IP(R3)
.PRINT AC V(1A,2B) VP(1A,2B)
.PRINT AC V(2B, 0C) VP(2B,0C)
.PRINT AC V(0C,1A) VP(0С,1A)
.OPT NOPAGE
.END
FREQ I(RA) IP(RA) I(C1) IP(C1)
6.000E+01 9.257E+01 -9.335E+01 2.152E+01 -6.090E+01
FREQ I(RB) IP(RB) I(C2) IP(C2)
6.000E+01 9.257E+01 1.467E+02 2.152E+01 5.910E+01
FREQ I(RC) IP(RC) I(C3) IP(C3)
6.000E+01 9.257E+01 2.665E+01 2.152E+01 1.791E+02
FREQ I(R1) IP(R1)
6.000E+01 4.749E+01 -1.470E+02
FREQ I(R2) IP(R2)
6.000E+01 4.749E+01 -2.704E+01
FREQ I(R3) IP(R3)
б.000E+01 4.749E+01 9.296E+01
FREQ V(1A,2B) VP(1A,2B)
6.000E+01 3.806E+02 -1.509E+02
FREQ V(2B,0C) VP(2B,0C)
6.000E+01 3.806E+02 -3.090E+01
FREQ V(0С,1A) VP(0С,1A)
6.000E+01 3.806E+02 8.910E+01
Рис. 2.40. Выходной файл с результатами анализа схемы на рис. 2.39
Мы видим, что каждый из линейных токов уменьшился после включения в схему конденсаторов с 92,64 до 75,51 А. Уменьшение тока сопровождается улучшением коэффициента мощности. Коэффициент мощности найдем по прежней методике. Напряжение фазы примем равным V(1a, 2b)=230∠2,26° В, ток фазы найдем (косвенно) из тока I(RA)=75,52∠-72,2° А. Так как это линейный ток, соответствующий ток фазы имеет величину
при фазовом угле –42,2°. Этот угол мы получили, прибавив 30° к углу линейного тока. И величина и угловые значения справедливы для симметричной нагрузки. Угол коэффициента мощности равен 2,26°+42,2°=44,46°. Коэффициент мощности:
pf = cos (-44,46°) = 0,581Р = 0,71.
При несимметричных нагрузках применяется другой подход к нахождению тока фазы, при котором складываются ток в одной фазе нагрузки и соответствующий ток в конденсаторе. Таким образом, складывая I(R1) и I(С1), мы получаем:
I ( R 1) + I ( C 1) = 53,53∠-52,19° + 13,02∠92,226° = 43,6∠-42,18° A.
в соответствии с предыдущими вычислениями. В отсутствие конденсаторов коэффициент мощности составлял 0,58.
В случае необходимости можно легко выполнить анализ на PSpice с другими значениями емкости для сравнения.
Трехфазный выпрямитель
На рис. 2.41 показан трехфазный выпрямитель, соединенный в звезду. Все фазные напряжения имеют максимальное значение 10 В при частоте 60 Гц. Схема обеспечивает режим без пауз тока в нагрузке. Входной файл:
Three-Phase Rectifier
v1 1 0 sin(0 10V 60Hz 0 0 0)
v2 2 0 sin(0 10V 60Hz 0 0 -120)
v3 3 0 sin(0 10V 60Hz 0 0 120)
DA 1 4 D1
DB 2 4 D1
DC 3 4 D1
RL 4 0 100
.MODEL D1 D
.TRAN 0.1us 33.33ms
.PROBE
.END
Рис. 2.41. Трехфазный выпрямитель
Выполните анализ, воспользовавшись программой Probe, и проверьте результаты, показанные на рис. 2.42. Затем удалите графики напряжений и получите график тока нагрузки I(RL). Убедитесь, что он изменяется между минимальным значением 43,5 мА и максимальным значением 92,3 мА.
Рис. 2.42. Форма напряжений в схеме на рис. 2.41, полученная в программе Probe
Команда .MODEL используется, чтобы описать диод. Диод один из многих приборов, поддерживаемых PSpice. Имя DI определяется нашим выбором, но буква D в начале обозначения требуется всегда и не может быть заменена другой. Команды, вводящие три одинаковых диода, устанавливают, что DA, DB и DC основаны на том же самом типе диода, который мы применяли ранее для DI. Для других примеров обратитесь к приложению В.
Читать дальшеИнтервал:
Закладка:
