基于PSPICE的三相交流电路仿真分析图文精.docx
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基于PSPICE的三相交流电路仿真分析图文精
文章编号:
1008-1402(200702-0149-03
基于PSPICE的三相交流电路仿真分析
①
姚齐国
1,2
朱 玲
2
(1.华中科技大学水电与数字化工程学院,湖北武汉430074;2.武汉工程大学电气信息学院,湖北武汉430073
摘 要:
PSPICE是一个通用的电路设计和分析软件.在建立硬件电路之前,借助PSPICE进行模拟分析,根据实际要求设置不同的参数,来分析电路是否合理、是否需要变更、估计元器件的变化对电路造成
的影响、分析一些较难测量的电路特性等等,从而得到一个合理的最优化电路,这样可以节省大量的时间和资金,使产品开发时间短、更新快.三相电路是日常工业用电和民用电的普遍供电方式,本文以三相电路为例,介绍PSPICE仿真分析的应用过程,具有一定的实用价值,对学习和掌握PSPICE有帮助作用.
关键词:
PSPICE;三相电路;仿真
中图分类号:
TP391.9 文献标识码:
A
1 PSPICE简介
随着计算机技术的发展,.、集成效率,提高设计成功率.而大规模集成电路的发展,使得原始的设计方法无论是从效率上还是从设计精度上已经无法适应当前电子工业的要求,采用计算机辅助设计来完成电路的设计已经势在必行.同时,计算机以及相关应用软件的迅速发展使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计速度
和质量的不可缺少的重要工具[1]
.
SPICE是美国加利福尼亚大学伯克利分校在1972年开发的通用电路分析程序.该程序自从问
世以来,在电工、电子领域得到了广泛的应用.它可以仿真和计算电路的性能,被国内外技术人员、专家、学者公认为是通用电路计算机仿真程序中最优秀的软件.在大学里,它是工科类学生必会的分析与设计电路的工具;在科研开发部门,它是产品从设计、试验到定型过程中不可缺少的工具.其版本
也在不断更新,功能不断完善[1,2]
.
PSPICE是SPICE家族中的一员,是Microsim公司于1984年推出的基于SPICE的电路设计、分析、优化软件,它不仅具有SPICE的所有功能,而且在
、、仿
.它不仅可以分析模拟电路,而且可以分析数字电路和数模混合电路,源文件既可以以文本形式输入,又可以以电路图输入.目前最新版本为PSPICE9.2,它包括以下8个子程序:
文件管理器DesignManager;电路图输入程序Schematics;电路仿真程序PspiceAΠD;输出绘图程序Probe;激励源编辑器StimulusEditor;模型参数提取程序Parts;电路优化工具Optimizer;文本编辑器TextEditor.其主要仿真分析功能有:
直流分析;交流小信号分析;瞬态分析;灵敏度分析;参数分析;
容差分析和温度分析等[3]
.本文仅以对称三相交流电路为例介绍PSPICE软件的使用过程.
2 三相交流电路的PSPICE仿真
2.1 绘制电路图
进入PSPICE子程序Schematics,创立一个新的文件,保存为sanxiang.sch文件,从DrawΠGetNew
Part中依次在analog.slb元件库里取出电阻和电感元件,从source.slb中取出电源元件,从port.slb中取出地节点,完成各元件的属性设置,其中电源的最大值VAMPL=311V,FREQ=50Hz,VOFF=0.1,DF=0,TD=1ms,然后在MarkersΠmarkvoltageΠlevel
①收稿日期:
2006-12-12
作者简介:
姚齐国(1966-,男,湖北公安县人,副教授,硕士.主要研究方向:
系统建模与仿真,优化运算与运行,电路理论分析与应
用,微机控制技术.
第25卷第2期 佳木斯大学学报(自然科学版 Vol.25No.2
2007 年03月 JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition
Mar. 2007
中取出电压探针,连线,组成图1所示的电路[3]
.
图1 实例电路图
2.2 仿真参数设置
对图1所示的电路,作瞬态分析.在
AnalysisΠsetup下,点中transient,并设置开始时间为1ms,结
束时间为30ms,然后点击AnalysisΠ,即开始运行仿真,,2.
TraceΠ
Add,然后选.如A相电源的电压波形和中线的电流波形分别如图3和图4所示.
图2 缺省设置时的输出波形图
2.3仿真分析
仿真结束后,系统自动生成6个相关文件,其
中output文件的部分内容如下:
……………………………………………
3SchematicsNetlist3
VV1 $N0001 0 DC 0 AC 311+SIN 0.1 311 50 1ms 0 0
V
V2 $N
0002 0 DC 0 AC 311
+SIN 0.1 311 50 1ms 0 -120VV3 $N0003 0 DC 0 AC 311+SIN 0.1 311 50 1ms 0 120
RR1 $N0001 $N0004 20RR2 $N0004 $N0005 50RR3 $N0002 $N0006 20RR4 $N0006 $N0007 50RR5 $N0003 $N0008 20RR6 $N0008 $N0009 50RR7 0 $N
0010 30LL1 $N0005 $N0010 1H IC=0LL2 $N0007 $N0010 1H IC=0L
L3 $N
0009 $N
0010 1H IC=0
……………………………………………
VOLTAGESOURCECURRENTSNAME CURRENTVV11.000E-10VV2- -DISSIPATION1.45E-04WATTSJOBCONCLUDEDTOTALJOBTIME.48
图3 A相电源的电压波形图
图4 中线的电流波形图
51佳木斯大学学报(自然科学版
2007年
从输出文件中可以知道,PSPICE自动对元件和节点编号,运行结束后,显示电路的有功功率为1.45x10-4
W,仿真用时为0.48秒.观察图2,可以
验证在对称三相电路中,负载中性点和电源中点是
等电位点;图3表明,在无阻尼(DF=0时,三相电源的电压是严格无衰减的正弦线;由图4知,对称三相电路的中线电流为零.这些仿真结果均与实际情况相符[4]
.
3 结束语
对电路设计而言,在建立硬件电路之前,借助PSPICE来进行模拟分析,就如同对所设计的电路进行搭试,然后用各种仪器来进行调整和测试一样,根据实际要求来设置不同的参数,分析电路是否合理,是否需要变更,估计元器件的变化对电路造成的影响,分析一些较难测量的电路特性等等,从而得到一个合理的最优化电路,这样可以节省大量的时间和资金,入,而且可以使产品开发时间短、,信号与系统进行辅助分析与设计,以及电子工程、信息工程和自动控制等领域具有重要的意义.三相电路是日常工业用电和民用电的普遍供电方式,对三相电路的仿真分析具有重要的实用价值,尤其是借助PSPICE对不对称三相电路在一相故障情况下的应用研究以及对称三相电路功率因数的提高是后续展开的课题.
在用PSPICE仿真分析中,绘制电路图时,应先取元件,后连线,而且图形文件的名字只能使用字母,否则,编译不能通过.仿真时,参数设置一定要恰当,不然,难以得到令人满意的波形.参考文献:
[1] 吴建强.Pspice仿真实践[M].哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版
社,2001,4.
[2] 李永平,董欣.Pspice[M].北京:
国防工业
].[M].北京:
国防工业出
.电路(第四版[M].北京:
高等教育出版社,2000,1.
Three’sSimulationandAnalysisBasedonPSPICE
YAOQi-guo
1,2
ZHULing
2
(1.Instituteofhydroelectricanddigitalengineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China;2.DepartmentofElectricityandCommunication,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430073,China
Abstract:
PSPICEisakindofgeneralcircuitdesignandanalysissoftware.Beforesettinguphardwarecircuit,withthehelpofPSPICE,wemayanaloganalyzethecircuit,andsetupdifferentparametersaccordingtopracticalrequire,analyzewhetheritisreasonableandneedstobemodified,andestimatetheeffectthatcauseofthecompo2nent’schange,aswellasanalyzesomecircuit’sspecificpropertywhichisdifficulttomeasure,andsoon.Sowewillgetareasonableandoptimalcircuit.Therefore,wemaysavealotoftimeandfund,aswellasshortthetimeofprod2uct’sdevelopmentandrenew.Threephasecircuitisageneralsupplypowermethodofindustryanddailylifecon2sume.ThisarticlehassomefunctionalvaluebysettingitasanexampletointroducethePSPICE’sapplyingprocess,anditwillbehelpfultolearnandgraspPSPICE.
KeyWords:
PSPICE;threephaseACcircuit;simulation
1
51第2期姚齐国,等:
基于PSPICE的三相交流电路仿真分析
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