Модель взаимного индуктора с дополнительными допусками номинальной индуктивности для каждой обмотки, рабочими пределами и отказами
Simscape / Электрический / Пассивный / Трансформаторы
Блок взаимной индуктивности позволяет моделировать взаимную индуктивность (двухобмоточный трансформатор) с номинальными допусками индуктивности для каждой обмотки. Модель включает следующие эффекты:
Эти опции моделирования можно включать и выключать независимо друг от друга.
В ненарушенном состоянии поведение блока взаимного индуктора описывается следующими уравнениями:
kL1L2
где:
v1 и v2 - напряжения на первичной и вторичной обмотках соответственно.
L1 и L2 - индуктивности первичной и вторичной обмоток.
R1 и R2 являются последовательными сопротивлениями первичной и вторичной обмоток.
М - взаимная индуктивность.
k - коэффициент сцепления. Для изменения одного из направлений намотки на противоположное используйте отрицательное значение.
t - время.
Параллельная проводимость располагается поперек + и - выводов первичной и вторичной обмоток, так что iL1 = i1 - G1v1, где G1 - параллельная проводимость первичной обмотки, а i1 - это ток выводов в первичной обмотке. Аналогичные определения и уравнения применяются к iL2.
Допуски можно применять отдельно для каждой обмотки. В листах данных обычно указывается процент допуска для данного типа индуктора. Поэтому это значение одинаково для обеих обмоток. Таблица показывает, как блок применяется, терпимость к номинальной индуктивности оценивает, и вычисляет индуктивность на основе отобранной возможности применения терпимости для обмотки, применения терпимости L1 или применения терпимости L2.
| Выбор | Значение индуктивности |
|---|---|
| L |
| Равномерное распределение: L· (1 - tol + 2· tol· Гауссово распределение: L· (1 + tol· |
| L· (1 + tol) |
| L· (1 - tol) |
В таблице:
L - номинальная индуктивность для первичной или вторичной обмотки, Индуктивность L1 или Индуктивность значение параметра L2.
tol - дробный допуск, допуск (% )/100.
nSigma - это значение, указанное для параметра Количество стандартных отклонений для приведенного допуска.
rand и randn являются стандартными функциями MATLAB ® для генерации равномерных и нормальных случайных чисел распределения.
Примечание
При выборе Random tolerance и вы находитесь в режиме «Быстрый перезапуск», случайное значение допуска обновляется при каждом моделировании, если хотя бы одно из значений между дробным допуском, tol или числом стандартных отклонений для приведенного допуска, nSigma, имеет значение Run-time и определяется переменной (даже если эта переменная не изменяется).
Индукторы обычно оцениваются определенным током насыщения и, возможно, максимально допустимым рассеянием мощности. Можно задать рабочие пределы в терминах этих значений, чтобы генерировать предупреждения или ошибки, если индуктор управляется вне его спецификации.
При превышении рабочего предела блок может либо выдать предупреждение, либо остановить моделирование с ошибкой. Дополнительные сведения см. в разделе Параметры рабочих пределов.
Мгновенные изменения параметров индуктора нефизичны. Следовательно, когда блок взаимных индукторов входит в неисправное состояние, напряжения короткого замыкания и разомкнутого замыкания переходят к своим неисправным значениям в течение периода времени, основанного на следующей формуле:
CurrentValue = FaultedValue – (FaultedValue – UnfaultedValue) · sech(∆t/start)
где:
∆t начала состояния неисправности наступило время.
start- определяемая пользователем постоянная времени, связанная с переходом на отказ.
Для отказов короткого замыкания проводимость тракта короткого замыкания также изменяется в соответствии с sech(∆t/start) функция от малого значения (представляющая путь разомкнутой цепи) до большого значения.
Блок взаимной индуктивности позволяет выбрать, возникают ли неисправности в первичной или вторичной обмотке. Блок моделирует неисправную обмотку как неисправный индуктор. Неразвернутая обмотка соединена с неисправной обмоткой. В результате, фактические уравнения включают в себя в общей сложности три соединенных обмотки: две для неисправной обмотки и одна для неисправной обмотки. Связь между первичной и вторичной обмотками определяется параметром коэффициента связи.
Блок может инициировать начало перехода отказа:
В определенное время
После того, как напряжение превысит максимально допустимое значение, несколько раз
При превышении тока максимально допустимого значения более чем на определенный интервал времени
Эти триггерные механизмы можно включать или отключать отдельно или использовать вместе, если при моделировании требуется несколько триггерных механизмов. Если активизировано несколько механизмов, приоритет имеет первый механизм, инициирующий переход к отказу. Другими словами, компонент выходит из строя не более одного раза при моделировании.
С помощью параметра Reporting when a fault можно также выбрать, выдавать ли утверждение при возникновении сбоя. Утверждение может иметь форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выдает утверждение.
Отказывающие индукторы часто требуют использования локального решателя с фиксированным шагом, а не решателя с переменным шагом. В частности, при моделировании переходов в неисправное состояние, включающее короткие замыкания, MathWorks рекомендует использовать локальный решатель с фиксированным шагом. Дополнительные сведения см. в разделе Выбор оптимального решателя для физического моделирования.
Раздел «Переменные» интерфейса блока используется для установки приоритетов и начальных целевых значений для переменных блока перед моделированием. Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.
Переменные Первичный ток (Primary current) и Вторичный ток (Secondary current) позволяют указать высокоприоритетную цель для начального тока индуктора в соответствующей обмотке в начале моделирования.