exponenta event banner

Обмотка

Электромагнитный преобразователь с потерями омического и магнитного потоков

  • Библиотека:
  • Simscape/Электрическая/Пассивная

  • Winding block

Описание

Блок обмотки представляет собой электромагнитный преобразователь с сопротивлением обмотки и сопротивлением утечке. Этот блок можно использовать в качестве базового компонента для построения пользовательских трансформаторов. Идеальный электромагнитный преобразователь см. в разделе Электромагнитный преобразователь.

При подаче положительного тока через электрические порты блока через магнитные выводы индуцируется положительная магнитомоторная сила (MMF).

F = Ni

Где:

  • - ММФ на магнитных клеммах блока

  • N - число витков обмотки

  • i - ток, проходящий через обмотку;

При подаче положительного изменяющегося во времени потока на магнитные выводы блока на электрические выводы блока наводится отрицательное напряжение.

v = −Ndϕdt+N2Rldidt+Rwi

Где:

  • λ - поток через магнитные выводы блока

  • i - ток через электрические клеммы блока,

  • ℛl - нежелательность утечки

  • Rw - сопротивление обмотки

  • - магнитодвигательная сила на магнитных клеммах блока

  • v - падение напряжения на электрических клеммах блока;

На этом рисунке показана эквивалентная схема для блока.

На диаграмме, фмп соответствует потоку основного пути, а λ - суммарному потоку. Начальное условие для суммарного потока можно задать на вкладке блока Переменные (Variables).

Ошибки

Мгновенные изменения параметров обмотки нефизичны. Следовательно, когда блок обмотки 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 – (FaultedValueUnfaultedValue) · 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 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.

Можно также выбрать, выдавать ли утверждение при возникновении сбоя, используя параметр Reporting when a fault. Утверждение может иметь форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выдает утверждение.

Для неисправных обмоток часто требуется использовать локальный решатель с фиксированным шагом, а не решатель 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.

Переменные

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.

Порты

Сохранение

развернуть все

Электрический консервационный порт, связанный с положительным выводом блока.

Электрический порт сохранения, связанный с отрицательным выводом блока.

Порт магнитной экономии, связанный с северным терминалом блока.

Порт магнитной защиты, связанный с южным выводом блока.

Параметры

развернуть все

Главный

Количество витков провода на обмотке трансформатора.

Потеря питания в обмотке.

Потеря магнитного потока в обмотке. Если не требуется моделировать утечку внутри блока обмотки, установите для этого параметра значение inf.

Параллельный путь утечки, моделирование некоторых цепей может потребовать наличия небольшой параллельной проводимости.

Тепловой порт

Следует ли моделировать тепловой порт обмотки. Тепловой порт сообщает о потерях сопротивления обмотки.

Температура, для которой указаны параметры обмотки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Thermal port значение Model.

Коэффициент α в уравнении, связывающем сопротивление с температурой, как описано в Тепловой модели для блоков привода. Значение по умолчанию - медь.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Thermal port значение Model.

Значение тепловой массы обмотки. Тепловая масса - это энергия, необходимая для повышения температуры на один градус.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Thermal port значение Model.

Ошибки

Включить ли моделирование неисправностей. Связанные параметры в разделе Ошибки становятся видимыми, позволяя выбрать метод отчетности и указать механизм триггера (временной или поведенческий). Можно включить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.

Отказы разрешаются путем сегментирования неисправной обмотки на два соединенных друг с другом субиндуктора, соединенных последовательно. Индуктивность пропорциональна квадрату числа витков в соответствующем сегменте, а последовательное сопротивление каждого субиндуктора пропорционально числу витков в каждом сегменте. Параллельная проводимость охватывает оба сегмента.

Этот параметр указывает процент витков, назначенных субиндуктору, контактирующему с портом - неисправной обмотки. Остальные витки назначаются другому субиндуктору. Значение по умолчанию: 50, что означает, что общая индуктивность неисправной обмотки делится на два равных связанных субиндуктора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable fails значение Yes.

Укажите, следует ли выдавать утверждение при возникновении ошибки:

  • None - Блок не выдает утверждение.

  • Warn - Блок выдает предупреждение.

  • Error - Моделирование прекращается с ошибкой.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable fails значение Yes.

Выберите, приводит ли отказ к короткому замыканию одного из сегментов субиндуктора:

  • No - Неисправность не приводит к короткому замыканию.

  • To negative terminal - Неисправность приводит к короткому замыканию субиндуктора, который находится в контакте с портом - блока.

  • To positive terminal - Неисправность приводит к короткому замыканию субиндуктора, который находится в контакте с + портом блока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable fails значение Yes.

Выберите, следует ли применить отказ разомкнутой цепи между двумя сегментами субиндуктора. Даже при разомкнутом замыкании характеристики субиндукторов все еще связаны, потому что они магнитно связаны даже в неисправном состоянии.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable fails значение Yes.

Выберите, существует ли в случае неисправности путь для протекания тока в направлении наземного узла:

  • No - Неисправность не приводит к подключению к земле.

  • Negative terminal side of fault node - Сторона, контактирующая с - портом блока, соединена с землей.

  • Positive terminal side of fault node - Сторона, контактирующая с + портом блока, соединена с землей.

Если параметр Open-circuit at fault node имеет значение Yes, необходимо указать, какая сторона (отрицательная или положительная) соединена с землей. Если разомкнутая цепь отсутствует, две опции ведут себя аналогично. Физически это соответствует разрыву изоляции между обмотками и заземленным сердечником или каркасом.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable fails значение Yes.

Проводимость текущего пути к земле. Например, если путь к заземлению проходит через материал сердцевины, то задайте небольшое значение проводимости в зависимости от используемого материала сердцевины. Для материала сердечника с высокой проводимостью или для короткозамкнутых каркасов укажите более высокое значение проводимости.

Зависимости

Для включения этого параметра установите для параметра Ground fault значение Negative terminal side of fault node или Positive terminal side of fault node.

Постоянная времени, связанная с переходом в неисправное состояние, как описано в разделе Отказы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable fails значение Yes.

Включение инициирования отказов на основе времени. Можно включить временные и поведенческие триггерные механизмы по отдельности или использовать их вместе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable fails значение Yes.

Установите время моделирования, в которое блок должен начать входить в состояние отказа.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable temporal fault trigger значение Yes.

Включить ли инициирование поведенческого сбоя. Можно включить временные и поведенческие триггерные механизмы по отдельности или использовать их вместе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Enable fails значение Yes.

Пороговое значение напряжения для перехода к отказу. Если значение напряжения превышает это пороговое значение определенное количество раз, определяемое числом событий, которые должны выйти из строя при превышении значения параметра напряжения, то блок начинает входить в состояние отказа.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Включить триггер поведенческого сбоя значение Yes.

Количество перепадов напряжения, которые может выдержать индуктор до начала перехода отказа. Этот блок не проверяет время, затраченное в состоянии перенапряжения, а только количество переходов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Включить триггер поведенческого сбоя значение Yes.

Текущее пороговое значение для перехода к отказу. Если текущее значение превышает это пороговое значение в течение более длительного времени, чем время отказа при превышении текущего значения параметра, то блок начинает входить в состояние отказа.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Включить триггер поведенческого сбоя значение Yes.

Максимальный промежуток времени, в течение которого ток может превысить максимально допустимое значение без возникновения неисправности.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Включить триггер поведенческого сбоя значение Yes.

Примеры модели

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2018a