Inductor
Индуктор включая дополнительный допуск, операционные пределы и поведение отказа
Описание
Блок Inductor позволяет вам линейные индукторы модели, включая следующие эффекты:
Можно включить и выключить эти опции моделирования друг независимо от друга. Когда все дополнительные опции выключены, поведение компонента идентично библиотеке Simscape™ Foundation блок Inductor.
В его самой простой форме блок Inductor моделирует линейный индуктор, описанный следующим уравнением:
где:
Чтобы смоделировать нелинейный индуктор, используйте блок Nonlinear Inductor.
Допуски
Можно применить допуски к номинальной стоимости, вы предусматриваете параметр Inductance. Таблицы данных обычно обеспечивают процент допуска для данного типа индуктора. Таблица показывает, как блок применяет допуски и вычисляет индуктивность на основе выбранной опции Tolerance application.
| Опция | Значение индуктивности |
|---|
None — use nominal value
| L |
Random tolerance
| Равномерное распределение: L· (1 – tol + 2 · tol · rand) Распределение Гаусса: L· (1 + tol · randn / nSigma) |
Apply maximum tolerance value
| L· (1 + tol) |
Apply minimum tolerance value
| L· (1 – tol) |
В таблице,
L является значением параметров Inductance, номинальной индуктивностью.
tol является дробным допуском, Inductance tolerance (%)/100.
nSigma является значением, вы предусматриваете параметр Number of standard deviations for quoted tolerance.
rand и randn стандартные функции MATLAB® для генерации случайных чисел равномерного и нормального распределения.
Примечание
Если вы выбираете Random tolerance опция и вы находитесь в режиме "Fast Restart", случайное значение допуска обновляется на каждой симуляции, если по крайней мере один между дробным допуском, tol, или Number of standard deviations for quoted tolerance, nSigma, установлен во Время выполнения и задан с переменной (даже если вы не изменяете ту переменную).
Работа пределами
Индукторы обычно оцениваются с особым текущим насыщением, и возможно допустимое рассеивание энергии имеющее. Можно задать операционные пределы в терминах этих значений, чтобы сгенерировать предупреждения или ошибки, если индуктор управляется вне его спецификации.
Когда операционный предел превышен, блок может или сгенерировать предупреждение или остановить симуляцию с ошибкой. Для получения дополнительной информации смотрите Операционный Предельный раздел параметров.
Отказы
Мгновенные изменения в параметрах индуктора являются нефизическими. Поэтому, когда блок Inductor вводит неработающее состояние, короткую схему и переход напряжений разомкнутой цепи к их неработающим значениям в течение времени на основе этой формулы:
CurrentValue = FaultedValue – (FaultedValue – UnfaultedValuesech(∆t / τ)
где:
∆t время начиная с начала условия отказа.
τ пользовательская постоянная времени, сопоставленная с переходом отказа.
Для отказов короткой схемы проводимость пути к короткой схеме также изменяется согласно sech(∆t / τ), функционируют от маленького значения (представляющий путь разомкнутой цепи) к большому значению.
Блок может инициировать запуск перехода отказа:
В определенное время
После того, как напряжение превышает максимальное допустимое значение определенное число времен
Когда текущий превышает максимальное допустимое значение для дольше, чем определенный временной интервал
Можно включить или отключить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе, если больше чем один триггерный механизм требуется в симуляции. Когда больше чем один механизм включен, первый механизм, который инициирует переход отказа, более приоритетен. Другими словами, компонент перестал работать не больше, чем однажды на симуляцию.
Можно также выбрать, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит, при помощи параметра Reporting when a fault occurs. Утверждение может принять форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выпускает утверждение.
Индукторы Faultable часто требуют, чтобы вы использовали фиксированный шаг локальный решатель, а не решатель переменного шага. В частности, если вы моделируете переходы к неработающему состоянию, которые включают короткие замыкания, MathWorks рекомендует, чтобы вы использовали фиксированный шаг локальный решатель. Для получения дополнительной информации смотрите Делающий Оптимальный Выбор Решателя для Физической Симуляции (Simscape).
Переменные
Используйте раздел Variables интерфейса блока, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках (Simscape).
Переменная Inductor current позволяет вам задать высокоприоритетную цель для начального индуктора, текущего в начале симуляции.
Порты
Сохранение
развернуть все
+ — Положительный терминал
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил с индуктором положительный терминал.
- — Отрицательный терминал
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил с индуктором отрицательный терминал.
Параметры
развернуть все
Основной
Inductance — Номинальное значение индуктивности
1e-6
H (значение по умолчанию)
Номинальное значение индуктивности. Значение индуктивности должно быть больше нуля.
Tolerance (%) — Допуск индуктора, в проценте
20
Допуск индуктора, как задано на таблице данных производителя.
Tolerance application — Выберите, как применить допуск в процессе моделирования
None — use nominal value (значение по умолчанию) | Random tolerance | Apply maximum tolerance value | Apply minimum tolerance value
Выберите, как применить допуск в процессе моделирования:
None — use nominal value — Блок не применяет допуск, он использует номинальное значение индуктивности.
Random tolerance — Блок применяет случайное смещение к значению индуктивности в пределе значения допуска. Можно выбрать Uniform или Распределение Гаусса для вычисления случайного числа при помощи параметра Tolerance distribution.
Apply maximum tolerance value — Индуктивность увеличена на заданное процентное значение допуска.
Apply minimum tolerance value — Индуктивность уменьшена заданным процентным значением допуска.
Tolerance distribution — Выберите тип распределения
Uniform (значение по умолчанию) | Gaussian
Выберите тип распределения для случайного допуска:
Зависимости
Enabled, когда параметр Tolerance application устанавливается на Random tolerance.
Number of standard deviations for quoted tolerance — Используемый в вычислении Гауссова случайного числа
4
Количество стандартных отклонений для вычисления Гауссова случайного числа.
Зависимости
Enabled, когда параметр Tolerance distribution устанавливается на Gaussian.
Series resistance — Эквивалентное серийное сопротивление индуктора
0 Ohm (значение по умолчанию)
Эквивалентное серийное сопротивление (ESR) индуктора, как иногда задано на таблицах данных производителя. Значение по умолчанию сопоставимо с библиотекой Simscape Foundation блок Inductor. Если вы моделируете отказы, задаете положительное значение для этого параметра.
Parallel conductance — Параллельный путь к утечке сопоставлен с индуктором
1e-9
1/Ohm (значение по умолчанию)
Параллельный путь к утечке сопоставлен с индуктором. Симуляция некоторых схем может потребовать присутствия маленькой параллельной проводимости. Можно также использовать этот параметр, чтобы смоделировать потери ядра индуктора.
Работа пределами
Enable operating limits — Выберите Yes позволять сообщить, когда операционные пределы превышены
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes позволять сообщить, когда операционные пределы превышены. Связанные параметры в разделе Operating Limits становятся видимыми, чтобы позволить вам выбрать метод создания отчетов и задать операционные пределы в терминах степени и текущий.
Reporting when operating limits exceeded — Выберите метод создания отчетов
Warn (значение по умолчанию) | Error
Выберите то, что происходит, когда операционный предел превышен:
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable operating limits устанавливается на Yes.
Saturation current — Текущее насыщение индуктора
1 A (значение по умолчанию)
Текущее насыщение индуктора, как задано в таблицах данных производителя. Если ток превышает это значение, базовый материал вводит насыщение.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable operating limits устанавливается на Yes.
Power rating — Рассеяние максимальной мощности в индукторе
1 W (значение по умолчанию)
Максимальное мгновенное рассеивание энергии в сопротивлении и элементах проводимости сопоставлено с индуктором.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable operating limits устанавливается на Yes.
Отказы
Enable faults — Выберите Yes включить моделирование отказов
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes включить моделирование отказов. Связанные параметры в разделе Faults становятся видимыми, чтобы позволить вам выбрать метод создания отчетов и задать триггерный механизм (временный или поведенческий). Можно включить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Reporting when a fault occurs — Выберите, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит
None (значение по умолчанию) | Warn | Error
Выберите, выпустить ли утверждение, когда отказ происходит:
None — Блок не выпускает утверждение.
Warn — Блок выдает предупреждение.
Error — Симуляция останавливается с ошибкой.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Location of fault node (% of total turns from - terminal) — Процент поворотов в подындукторе, который находится в контакте с – порт блока
50
На практике отказы включены путем сегментации индуктора в два двойных подындуктора, соединенные в ряду. Индуктивность пропорциональна квадрату количества поворотов в соответствующем сегменте, и серийное сопротивление каждого подындуктора пропорционально количеству поворотов в каждом сегменте. Параллельная проводимость охватывает оба сегмента.
Этот параметр указывает на процент поворотов, которые присвоены подындуктору, который находится в контакте с портом – блока. Остающиеся повороты присвоены другому подындуктору. Значением по умолчанию является 50, что означает, что общая индуктивность разделена на два равных, двойных подындуктора.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Faulted coupling factor — Взаимная связь между этими двумя подындукторами
0.9999
Неработающее значение для взаимной связи между этими двумя подындукторами. Дифференциальные уравнения, управляющие такой конструкцией, терпят неудачу в пределе совершенной связи, таким образом, связь должна быть меньше единицы. Значение 0 не соответствует никакой связи вообще между подындукторами. Физически, это соответствует отказу, который влияет на поток в ядре индуктора. Это могло быть трещиной в базовом материале или обмотками, уходящими от ядра.
Значением по умолчанию этого параметра является также внутреннее значение использование блока при вычислении faultable индуктора в ненеработающем состоянии. Для unfaultable индуктора существует только одно уравнение, решаемое, и это соответствует идеальному случаю совершенной взаимной связи.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Short-circuit turns — Выберите, приводит ли отказ к одному из закорачиваемых сегментов
No (значение по умолчанию) | To negative terminal | To positive terminal
Выберите, приводит ли отказ к одному из закорачиваемых сегментов подындуктора:
No — Отказ не производит короткое замыкание.
To negative terminal — Короткие схемы отказа подындуктор, который находится в контакте с портом – блока.
To positive terminal — Короткие схемы отказа подындуктор, который находится в контакте с портом + блока.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Open-circuit at fault node — Выберите, применить ли отказ разомкнутой цепи между сегментами
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите, применить ли отказ разомкнутой цепи между двумя сегментами подындуктора. Значением по умолчанию является No. Даже с отказом разомкнутой цепи, характеристики подындукторов могут все еще быть связаны, в зависимости от значения параметра Faulted coupling factor:
Если связывающимся фактором не является нуль, подындукторы гальваническим образом изолируются друг от друга, но они все еще магнитным способом связываются. Физически, это соответствует перерыву в обмотке.
С нулевым фактором связи гальваническим образом и магнитным способом изолируются подындукторы.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Ground fault — Выберите, приводит ли отказ к одному из закорачиваемых сегментов
No (значение по умолчанию) | Negative terminal side of fault node | Positive terminal side of fault node
Выберите, существует ли в случае отказа путь для текущего, чтобы течь к наземному узлу:
No — Отказ не приводит к связи с землей.
Negative terminal side of fault node — Сторона, которая находится в контакте с портом – блока, соединяется с землей.
Positive terminal side of fault node — Сторона, которая находится в контакте с портом + блока, соединяется с землей.
Если параметр Open-circuit at fault node устанавливается на Yes, необходимо задать, какая сторона (отрицательный или положительный) соединяется с землей. Если нет никакой разомкнутой цепи, эти две опции ведут себя так же. Физически, это соответствует отказу в изоляции между обмотками и основанным ядром или шасси.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Conductance of faulted ground path — Взаимная связь между этими двумя подындукторами
1 1/Ohm (значение по умолчанию)
Если существует замыкание на землю, этот параметр представляет проводимость текущего пути к земле. Например, если путь к земле через базовый материал, то задайте маленькое значение проводимости в зависимости от базового используемого материала. Для очень проводящего базового материала или для коротких замыканий шасси, задайте более высокое значение проводимости.
Зависимости
Enabled, когда параметр Ground fault устанавливается на Negative terminal side of fault node или Positive terminal side of fault node.
Fault transition time constant — Постоянная времени для перехода к неработающему состоянию
1e-3
s (значение по умолчанию)
Постоянная времени, сопоставленная с переходом к неработающему состоянию, как описано в Отказах.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Enable temporal fault trigger — Выберите Yes включить основанное на времени инициирование отказа
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes включить основанное на времени инициирование отказа. Можно включить временные и поведенческие триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Simulation time for a fault event — Время прежде, чем войти дало сбой состояние
1 s (значение по умолчанию)
Установите время симуляции, в котором вы хотите, чтобы блок начал вводить состояние отказа.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable temporal fault trigger устанавливается на Yes.
Enable behavioral fault trigger — Выберите Yes включить поведенческое инициирование отказа
No (значение по умолчанию) | Yes
Выберите Yes включить поведенческое инициирование отказа. Можно включить временные и поведенческие триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable faults устанавливается на Yes.
Maximum permissible voltage — Порог напряжения, чтобы дать сбой переход
100 V (значение по умолчанию)
Задайте порог напряжения к переходу отказа. Если значение напряжения превышает этот порог определенное число времен, заданных значением параметров Number of events to fail when exceeding voltage, то блок начинает вводить состояние отказа.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable behavioral fault trigger устанавливается на Yes.
Number of events to fail when exceeding voltage — Максимальное количество времен напряжение превышает порог
1 (значение по умолчанию)
Поскольку физический механизм, лежащий в основе основанных на напряжении отказов, зависит от одного или нескольких частичных появлений событий выброса, этот параметр позволяет вам определять номер перерегулирований напряжения, которым может противостоять индуктор, прежде чем переход отказа начинается. Обратите внимание на то, что блок не проверяет время, проведенное в условие повышенного напряжения, только количество переходов.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable behavioral fault trigger устанавливается на Yes.
Maximum permissible current — Текущий порог, чтобы дать сбой переход
1 A (значение по умолчанию)
Задайте текущий порог к переходу отказа. Если текущее значение превышает этот порог для дольше, чем значение параметров Time to fail when exceeding current, то блок начинает вводить состояние отказа.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable behavioral fault trigger устанавливается на Yes.
Time to fail when exceeding current — Максимальный отрезок времени ток превышает порог
1 s (значение по умолчанию)
Установите максимальный отрезок времени, что ток может превысить максимальное допустимое значение, не инициировав отказ.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable behavioral fault trigger устанавливается на Yes.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Введенный в R2016a
