Выполнение анализа потери мощности

В этом примере показано, как анализировать потери мощности и как смягчить переходное рассеяние мощности. Анализ потерь мощности с переходными процессами и без них полезен для определения того, работают ли компоненты в соответствии с рекомендациями по безопасности и эффективности.

Предпосылка

В этом примере требуется переменная журнала моделирования в рабочей области MATLAB ®. Модель в этом примере сконфигурирована для регистрации Simscape™ данных для всей модели в течение всего времени моделирования.

Сведения о том, как определить, настроена ли модель для регистрации данных моделирования, см. в разделе Изучение конфигурации регистрации данных моделирования модели.

Расчет средних потерь мощности для моделирования

Откройте модель. В командной строке MATLAB введите
```
model = 'ee_rectifier_power_dissipated';
open(model)
```
Моделирование модели.
```
sim(model)
```
Переменная журнала моделирования с именем simlog_ee_rectifier_power_dissipated, появляется в рабочей области.

Рассчитайте средние потери для всего моделирования для каждого из диодов в модели.

rectifierLosses = ee_getPowerLossSummary(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier)

rectifierLosses =

  6×2 table

                                  LoggingNode                                  Power 
    _______________________________________________________________________    ______

    'ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D6'                               52.222
    'ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D3'                               52.222
    'ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D4'                               52.194
    'ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D5'                               52.194
    'ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D1'                               52.194
    'ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D2'                               52.194

В среднем диоды D3 и D6 рассеивают больше мощности, чем другие диоды в выпрямителе.

Анализ различий в рассеянии мощности с использованием мгновенного рассеяния мощности

Каждый из диодных блоков имеет переменную power_dissipated, измеряющую мгновенное рассеяние мощности. Чтобы исследовать различия в средней мощности, рассеиваемой диодами, просмотрите данные моделирования в обозревателе результатов Simscape.

Откройте данные моделирования с помощью обозревателя результатов.
```
sscexplore(simlog_ee_rectifier_power_dissipated)
```
Просмотрите мгновенную мощность, рассеиваемую диодами.
1. Разверните узел Выпрямитель
2. Раскройте D1 через D6 узлы
3. Щелкните значок power_dissipated узлы для диодных D1, а затем Ctrl + щелкните значокpower_dissipated узлы для других пяти диодов.
4. В окне «Обозреватель результатов» нажмите кнопку «Параметры печати» и установите для параметра «Сигналы печати» значение Separate.
В начале моделирования существует разница в рассеянии мощности для каждого диода.
Присмотритесь к различиям. Наложение графиков и зумирование до начала моделирования.
1. В окне «Обозреватель результатов» нажмите кнопку «Параметры печати».
2. Включите опцию Ограничить ось времени (Limit time axis).
3. Для параметра «Время остановки» укажите значение 0.02.
4. Установка для сигналов графика значения Overlay.
5. Нажмите кнопку ОК.
Изменение рассеяния мощности обусловлено переходным поведением в начале моделирования. Модель достигает устойчивого состояния во время моделирования, t ⋍ 0,001 секунды.
Определите среднее рассеяние мощности только для диодов в течение интервала, который содержит переходное поведение.
```
rectifierLosses = ee_getPowerLossSummary(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier,0,1e-3)
```
```
rectifierLosses =

  6×2 table

     LoggingNode       Power  
    ______________    ________

    'Rectifier.D3'      174.88
    'Rectifier.D6'      174.88
    'Rectifier.D4'     0.27539
    'Rectifier.D5'     0.27539
    'Rectifier.D1'     0.12482
    'Rectifier.D2'    0.032017
```
Средняя мощность, рассеиваемая диодами D3 и D6, превышает среднюю мощность для других диодов.

Выведите таблицу максимального рассеяния мощности для каждого диода за все время моделирования.

pd_D1_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D1.power_dissipated.series.values);
pd_D2_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D2.power_dissipated.series.values);
pd_D3_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D3.power_dissipated.series.values);
pd_D4_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D4.power_dissipated.series.values);
pd_D5_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D5.power_dissipated.series.values);
pd_D6_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D6.power_dissipated.series.values);

diodes = {'D1';'D2';'D3';'D4';'D5';'D6'};
PowerMax = [pd_D1_max;pd_D2_max;pd_D3_max;pd_D4_max;pd_D5_max;pd_D6_max];

T = table(PowerMax,'RowNames', diodes)

T =

  6×1 table

          PowerMax
          ________

    D1    166.45  
    D2    166.45  
    D3    339.54  
    D4    166.45  
    D5    166.45  
    D6    339.54

Максимальное мгновенное рассеяние мощности для диодов D3 и D6 почти вдвое превышает максимальное мгновенное рассеяние мощности для других диодов.

Смягчение переходных эффектов в данных моделирования

Для уменьшения переходного рассеяния мощности в начале моделирования используйте конечное состояние моделирования для инициализации нового моделирования в установившихся условиях.

Настройте модель для сохранения конечного состояния.
1. Откройте параметры конфигурации модели.
2. На панели «Решатель» измените время остановки с 0.5 в 1e-3.
3. На панели Импорт/экспорт данных (Data Import/Export) выберите следующие параметры.
  - Конечные состояния
  - Сохранить конечную рабочую точку
4. Нажмите кнопку «Применить».
Запустите моделирование.
Конечное состояние сохраняется как переменная xFinal в рабочей области MATLAB.
Настройте модель для инициализации с помощью xFinal в параметрах конфигурации модели.
1. На панели Импорт/экспорт данных:
  - Выберите параметр Начальное состояние (Initial state).
  - Изменение значения параметра начального состояния с xInitial кому xFinal.
  - Снимите флажок Конечные состояния.
2. На панели «Решатель» измените время остановки на 0.5.
3. Нажмите кнопку ОК.
Запустите моделирование.
Просмотрите данные из нового моделирования.
1. Нажмите кнопку Перезагрузить записанные данные в обозревателе результатов Simscape.
2. Нажмите кнопку ОК, чтобы подтвердить, что simlog_ee_rectifier_power_dissipated имя переменной, содержащей записанные данные.
3. Для более четкого просмотра данных щелкните и перетащите легенду от пиковых амплитуд.
График показывает, что моделирование больше не содержит переходный процесс.

Выведите таблицу максимального рассеяния мощности для каждого диода для модифицированного моделирования.

pd_D1_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D1.power_dissipated.series.values);
pd_D2_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D2.power_dissipated.series.values);
pd_D3_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D3.power_dissipated.series.values);
pd_D4_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D4.power_dissipated.series.values);
pd_D5_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D5.power_dissipated.series.values);
pd_D6_max = max(simlog_ee_rectifier_power_dissipated.Rectifier.D6.power_dissipated.series.values);

diodes = {'D1';'D2';'D3';'D4';'D5';'D6'};
PowerMax = [pd_D1_max;pd_D2_max;pd_D3_max;pd_D4_max;pd_D5_max;pd_D6_max];

T = table(PowerMax,'RowNames', diodes)

T =

  6×1 table

          PowerMax
          ________

    D1    166.45  
    D2    166.45  
    D3    166.45  
    D4    166.45  
    D5    166.45  
    D6    166.45

Максимальное мгновенное рассеяние мощности для диодов D3 и D6 совпадает с максимальным мгновенным рассеянием мощности для других диодов.

Документация