Mutual Inductor
Взаимная модель индуктора с номинальной индуктивностью дополнительные допуски к каждой обмотке, управляя пределами и отказами
Описание
Блок Mutual Inductor позволяет вам смоделировать взаимный индуктор (2D извилистый трансформатор) с номинальными допусками индуктивности к каждой обмотке. Модель включает следующие эффекты:
Можно включить и выключить эти опции моделирования друг независимо от друга.
В ненеработающем состоянии следующие уравнения описывают поведение блока Mutual Inductor:
где:
v1 и v2 являются напряжениями через первичную и вторичную обмотку, соответственно.
L1 и L2 являются индуктивностью первичной и вторичной обмотки.
R1 и R2 являются серийными сопротивлениями первичной и вторичной обмотки.
M является взаимной индуктивностью.
k является коэффициентом связи. Чтобы инвертировать одно из извилистых направлений, используйте отрицательную величину.
t время.
Параллельная проводимость помещается через + и – терминалы первичных и вторичных обмоток, так, чтобы iL1 = i1 – G1 v1, где G1 является параллельной проводимостью первичной обмотки и i1, был терминальным током в основное устройство. Подобные определения и уравнение применяются к iL2.
Допуски
Можно применить допуски отдельно к каждой обмотке. Таблицы данных обычно обеспечивают процент допуска для данного типа индуктора. Поэтому это значение является тем же самым для обеих обмоток. Таблица показывает, как блок применяет допуски к номинальному значению индуктивности и вычисляет индуктивность на основе выбранного параметра приложения допуска для обмотки, L1 tolerance application или L2 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 номинальной индуктивностью для первичной или вторичной обмотки, Inductance L1 или значения параметров Inductance L2.
tol является дробным допуском, 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 Mutual 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 Mutual Inductor позволяет вам выбрать, происходят ли отказы в первичной или вторичной обмотке. Блок моделирует неработающую обмотку как неработающий индуктор. Ненеработающая обмотка связывается с неработающей обмоткой. В результате фактические уравнения включают в общей сложности три двойных обмотки: два для неработающей обмотки и один для ненеработающей обмотки. Связь между первичными и вторичными обмотками задана параметром Coefficient of coupling.
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.
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.
Переменные Primary current и Secondary current позволяют вам задать высокоприоритетную цель для начального индуктора, текущего в соответствующей обмотке в начале симуляции.
Порты
Сохранение
развернуть все
1+
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил с первичной обмоткой положительный терминал.
1-
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил с первичной обмоткой отрицательный терминал.
2+
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил со вторичной обмоткой положительный терминал.
2-
электрический
Электрический порт сохранения сопоставил со вторичной обмоткой отрицательный терминал.
Параметры
развернуть все
Основной
Inductance L1 — Номинальное значение индуктивности в первичной обмотке
10
H (значение по умолчанию)
Номинальное значение индуктивности в первичной обмотке. Значение индуктивности должно быть больше нуля.
Inductance L2 — Номинальное значение индуктивности во вторичной обмотке
0.1 H (значение по умолчанию)
Номинальное значение индуктивности во вторичной обмотке. Значение индуктивности должно быть больше нуля.
Coefficient of coupling — Взаимная индуктивность, связывающаяся между обмотками
0.9 (значение по умолчанию)
Связь между первичными и вторичными обмотками. Этот коэффициент задает взаимную индуктивность. Чтобы инвертировать одно из извилистых направлений, используйте отрицательную величину.
Tolerance (%) — Допуск индуктора, в проценте
20 (значение по умолчанию)
Допуск индуктора, как задано в таблице данных производителя. Таблицы данных обычно обеспечивают процент допуска для данного типа индуктора. Поэтому это значение является тем же самым для обеих обмоток.
L1 tolerance application — Выберите, как применить допуск к первичной обмотке
None — use nominal value (значение по умолчанию) | Random tolerance | Apply maximum tolerance value | Apply minimum tolerance value
Выберите, как применить допуск в процессе моделирования к первичной обмотке:
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.
L1 tolerance distribution — Выберите тип распределения для первичной обмотки
Uniform (значение по умолчанию) | Gaussian
Выберите тип распределения для случайного допуска:
Зависимости
Enabled, когда параметр L1 tolerance application устанавливается на Random tolerance.
L1 number of standard deviations for quoted tolerance — Используемый для вычисления Гауссова случайного числа для первичной обмотки
4 (значение по умолчанию)
Количество стандартных отклонений для вычисления Гауссова случайного числа.
Зависимости
Enabled, когда параметр L1 tolerance distribution устанавливается на Gaussian.
L2 tolerance application — Выберите, как применить допуск к вторичной обмотке
None — use nominal value (значение по умолчанию) | Random tolerance | Apply maximum tolerance value | Apply minimum tolerance value
Выберите, как применить допуск в процессе моделирования к вторичной обмотке:
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.
L2 tolerance distribution — Выберите тип распределения для вторичной обмотки
Uniform (значение по умолчанию) | Gaussian
Выберите тип распределения для случайного допуска:
Зависимости
Enabled, когда параметр L2 tolerance application устанавливается на Random tolerance.
L2 number of standard deviations for quoted tolerance — Используемый для вычисления Гауссова случайного числа для вторичной обмотки
4
Количество стандартных отклонений для вычисления Гауссова случайного числа.
Зависимости
Enabled, когда параметр L2 tolerance distribution устанавливается на Gaussian.
Сопротивление
Series resistance, [R_primary R_secondary] — Эквивалентное серийное сопротивление первичной и вторичной обмотки
[0.001, 0.001]
Ohm (значение по умолчанию)
Эквивалентное серийное сопротивление первичной и вторичной обмотки в виде двухэлементного вектора. Первый номер соответствует первичной обмотке, второму номеру к вторичной обмотке. Для неработающей обмотки блок выделяет сопротивление каждому сегменту пропорционально количеству поворотов в том сегменте.
Parallel conductance, [G_primary G_secondary] — Параллельный путь к утечке сопоставлен с первичной и вторичной обмоткой
[1e-9,1e-9]
1/Ohm (значение по умолчанию)
Параллельный путь к утечке сопоставлен с первичной и вторичной обмоткой в виде двухэлементного вектора. Первый номер соответствует первичной обмотке, второму номеру к вторичной обмотке. Параллельные проводимости помещаются непосредственно через + и – терминалы первичной и вторичной обмотки, соответственно.
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 сетевой ток в первичные и вторичные обмотки превышает это значение, базовый материал вводит насыщение, и блок сообщает об операционном предельном нарушении. Таким образом, блок сравнивает предел с |i1 + i 2 |, где токи заданы как являющийся положительным, когда они в + узлы.
Зависимости
Enabled, когда параметр Enable operating limits устанавливается на Yes.
Power rating — Рассеяние максимальной мощности в индукторе
1 A (значение по умолчанию)
Максимальное мгновенное (общее) рассеивание энергии в сопротивлении и элементах проводимости сопоставлено со взаимным индуктором. Если общая степень (и включая первичную и включая вторичную обмотку) превышает этот номер, блок сообщает об операционном предельном нарушении.
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.
Faulted winding — Выберите обмотку, чтобы использовать для моделирования отказа
Primary (значение по умолчанию) | Secondary
Выберите, происходят ли отказы в первичной или вторичной обмотке.
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 неработающей обмотки
50
На практике отказы включены путем сегментации неработающей обмотки 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 – порт неработающей обмотки. Остающиеся повороты присвоены другому подындуктору. Значением по умолчанию является 50, что означает, что общая индуктивность неработающей обмотки разделена на два равных, двойных подындуктора.
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 – порт блока.
To positive terminal — Короткие схемы отказа подындуктор, который находится в контакте с + порт 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 все еще связаны, потому что они магнитным способом связываются даже в неработающем состоянии.
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 – порт блока, соединяется с землей.
Positive terminal side of fault node — Сторона, которая находится в контакте с + порт 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
0 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 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
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 Simulink® Coder™.
Введенный в R2017a
