Inductor

Индуктор, включающий опциональные допуски, эксплуатационные пределы и поведение при отказе

Библиотека:
Simscape/Электрический/Пассивный

Описание

Блок Inductor позволяет вам модели линейные индуктивности, включая следующие эффекты:

Можно включать и отключать эти опции моделирования независимо друг от друга. Когда все дополнительные опции отключены, поведение компонента идентично работе блока Simscape™ library Inductor.

В самой простой форме Inductor блок моделирует линейную индуктивность, описанную следующим уравнением:

$V = L \frac{d I}{d t}$

где:

V - напряжение.
L является индуктивностью.
I - ток.
t время.

Чтобы смоделировать нелинейную индуктивность, используйте блок Nonlinear Inductor.

Допуски

Можно применить допуски к номинальному значению, заданному для параметра 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`) Гауссово распределение: L· (1 + tol· `randn` / nSigma)
`Apply maximum tolerance value`	L · (1 + tol)
`Apply minimum tolerance value`	L · (1 – tol)

В таблице,

L - Inductance значение параметров, номинальная индуктивность.
tol - дробный допуск, Inductance tolerance (%)/100.
nSigma - это значение, которое вы обеспечиваете для параметра Number of standard deviations for quoted tolerance.
rand и randn являются стандартными MATLAB^® функции для генерации равномерных и нормальных распределительных случайных чисел.

Примечание

Если вы выбираете Random tolerance опция и вы находитесь в режиме «Быстрый перезапуск», значение случайного допуска обновляется на каждой симуляции, если хотя бы одно между дробным допуском, tol или Number of standard deviations for quoted tolerance, nSigma, установлено на Run-time и определяется переменной (даже если вы не изменяете эту переменную).

Пределы работы

Индуктивности обычно оцениваются с конкретным током насыщения и, возможно, с максимально допустимым рассеиванием степени. Можно задать пределы работы в терминах этих значений, чтобы сгенерировать предупреждения или ошибки, если индуктор вращается вне своей спецификации.

При превышении рабочего предела блок может либо сгенерировать предупреждение, либо остановить симуляцию с ошибкой. Для получения дополнительной информации см. раздел «Эксплуатационные пределы».

Ошибки

Мгновенные изменения параметров индуктора являются нефизическими. Поэтому, когда блок Inductor входит в неисправное состояние, напряжения короткой схемы и разомкнутого замыкания переходят на свои неисправные значения в течение периода времени на основе этой формулы:

CurrentValue = FaultedValue – (FaultedValue – UnfaultedValue) · sech(∆ t/

где:

∆ t - это время с момента начала условия отказа.
- заданная пользователем временная константа, сопоставленная с переходом при отказе.

Для короткой схемы отказов проводимость пути короткой схемы также изменяется в соответствии с sech(∆ t/,) функция от небольшого значения (представляющего путь с разомкнутой схемой) до большого значения.

Блок может инициировать начало перехода отказа:

В определенное время
После того, как напряжение превысит максимально допустимое значение определенное количество раз
Когда ток превышает максимально допустимое значение для больше, чем определенный временной интервал

Можно включать или отключать эти триггерные механизмы отдельно, или использовать их вместе, если в симуляции требуется несколько триггерных механизмов. Когда включено несколько механизмов, первый механизм для запуска перехода отказа имеет приоритет. Другими словами, компонент отказывает не более одного раза в симуляции.

Можно также выбрать, выдавать ли значения при возникновении отказа, используя параметр Reporting when a fault occurs. Утверждение может принимать форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выдает значения.

Неисправимые индуктивности часто требуют, чтобы вы использовали локальный решатель с фиксированным шагом, а не решатель с переменным шагом. В частности, если вы моделируете переходы в неисправное состояние, которое включает короткие замыкания, MathWorks рекомендует использовать локальный решатель с фиксированным шагом. Для получения дополнительной информации см. «Создание оптимальных вариантов решателя для физической симуляции».

Переменные

Используйте Variables раздел блочного интерфейса, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для основных переменных до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Задать приоритет и Начальный целевой объект для основных переменных.

Переменная Inductor current позволяет вам задать высокоприоритетную цель для начального тока индуктивности в начале симуляции.

Порты

Сохранение

расширить все

`+` - Положительный терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с положительным контактом индуктора.

`-` - Отрицательный терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с отрицательным выводом индуктора.

Параметры

расширить все

Главный

`Inductance` - Номинальное значение индуктивности
`1e-6` H (по умолчанию)

Номинальное значение индуктивности. Значение индуктивности должно быть больше нуля.

`Tolerance (%)` - допуск индуктивности, в процентах
`20` (по умолчанию)

Допуск индуктивности, заданный в таблицах данных производителя.

`Tolerance application` - Выберите, как применить допуск во время симуляции
`None — use nominal value` (по умолчанию) | `Random tolerance` | `Apply maximum tolerance value` | `Apply minimum tolerance value`

Выберите способ применения допуска во время симуляции:

None — use nominal value - Блок не применяет допуск, он использует номинальное значение индуктивности.
Random tolerance - Блок применяет случайное смещение к значению индуктивности в пределах предела значения допуска. Для вычисления случайного числа можно выбрать Равномерное или Гауссово распределение с помощью параметра Tolerance distribution.
Apply maximum tolerance value - Индуктивность увеличивается на заданное значение процента допуска.
Apply minimum tolerance value - Индуктивность уменьшается на заданное процентное значение допуска.

`Tolerance distribution` - Выберите тип распределения
`Uniform` (по умолчанию) | `Gaussian`

Выберите тип распределения для случайных допусков:

Uniform - Равномерное распределение
Gaussian - Гауссовское распределение

Зависимости

Активируется, когда для параметра Tolerance application задано значение Random tolerance.

`Number of standard deviations for quoted tolerance` - Используется для вычисления Гауссова случайного числа
`4` (по умолчанию)

Количество стандартных отклонений для вычисления Гауссова случайного числа.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Tolerance distribution задано значение Gaussian.

`Series resistance` - Эквивалентное последовательное сопротивление индуктора
`0` `Ohm` (по умолчанию)

Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) индуктора, как иногда указано в таблицах данных производителя. Значение по умолчанию согласовано с блоком Inductor библиотеки Simscape Foundation. Если вы моделируете отказы, задайте положительное значение для этого параметра.

`Parallel conductance` - Параллельный путь утечки, сопоставленный с индуктором
`1e-9` `1/Ohm` (по умолчанию)

Параллельный путь утечки сопоставлен с индуктором. Симуляция некоторых схем может потребовать наличия небольшой параллельной проводимости. Можно также использовать этот параметр для моделирования потерь ядра индуктора.

Пределы работы

`Enable operating limits` - Выбор `Yes` чтобы включить отчетность при превышении операционных пределов
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Выберите Yes чтобы включить создание отчетов при превышении операционных пределов. Связанные параметры в разделе Operating Limits становятся видимыми, что позволяет вам выбрать метод отчетности и указать рабочие пределы с точки зрения степени и тока.

`Reporting when operating limits exceeded` - Выберите метод отчетности
`Warn` (по умолчанию) | `Error`

Выберите, что происходит при превышении рабочего предела:

Warn - Блок выдает предупреждение.
Error - Симуляция останавливается с ошибкой.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable operating limits задано значение Yes.

`Saturation current` - Ток насыщения индуктора
`1` `A` (по умолчанию)

Ток насыщения индуктора, как определено в таблицах данных производителя. Если ток превышает это значение, материал ядра входит в насыщение.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable operating limits задано значение Yes.

`Power rating` - Максимальное рассеивание степени в индуктивности
`1` `W` (по умолчанию)

Максимальное мгновенное рассеивание степени в элементах сопротивления и проводимости, сопоставленных с индуктором.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable operating limits задано значение Yes.

Ошибки

`Enable faults` - Выбор `Yes` чтобы включить моделирование отказов
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Выберите Yes чтобы включить моделирование отказов. Связанные параметры в разделе Faults становятся видимыми, что позволяет вам выбрать метод отчетности и задать механизм триггера (временный или поведенческий). Можно включить эти триггерные механизмы отдельно или использовать их вместе.

`Reporting when a fault occurs` - Выберите, выдавать ли утверждение, когда происходит отказ
`None` (по умолчанию) | `Warn` | `Error`

Выберите, выдавать ли утверждение, когда происходит отказ:

None - Блок не выдает утверждение.
Warn - Блок выдает предупреждение.
Error - Симуляция останавливается с ошибкой.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Location of fault node (% of total turns from - terminal)` - Процент оборотов в субпроводнике, который находится в контакте с - портом блока
`50` (по умолчанию)

На практике отказы возможны путем сегментации индуктора на два связанных субпроводника, соединенных последовательно. Индуктивность пропорциональна квадрату числа поворотов в соответствующем сегменте, и последовательное сопротивление каждого субиндуктора пропорционально количеству поворотов в каждом сегменте. Параллельная проводимость охватывает оба сегмента.

Этот параметр указывает процент поворотов, которые назначены субиндуктору, который находится в контакте с – портом блока. Остальные повороты присваиваются другому субпроводнику. Значение по умолчанию 50, что означает, что общая индуктивность разделена на два равных, связанных субиндуктора.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Faulted coupling factor` - Взаимная связь между двумя субпроводниками
`0.9999` (по умолчанию)

Неисправное значение для взаимной связи между двумя субиндукторами. Дифференциальные уравнения, регулирующие такую конструкцию, разрушаются в пределе совершенного соединения, поэтому связывание должно быть меньше единицы. Значение 0 соответствует отсутствию связи вообще между субпроводниками. Физически это соответствует отказу, который влияет на поток внутри ядра индуктора. Это может быть трещина в материале сердечника или обмотки, отходящие от сердечника.

Значение по умолчанию этого параметра также является внутренним значением, которое блок использует при вычислении неисправимой индуктивности в несовпадающем состоянии. Для нереализуемой индуктивности существует только одно решаемое уравнение, и это соответствует идеальному случаю совершенного взаимного взаимодействия.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Short-circuit turns` - Выберите, приводит ли отказ к короткому замыканию одного из сегментов
`No` (по умолчанию) | `To negative terminal` | `To positive terminal`

Выберите, результаты ли отказ в одном из сегментов субиндуктора с коротким замыканием:

No - Отказ не приводит к короткому замыканию.
To negative terminal - Отказ замыкает субпроводник, который находится в контакте с – портом блока.
To positive terminal - Отказ замыкает субпроводник, который находится в контакте с + портом блока.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Open-circuit at fault node` - Выберите, следует ли применить отказ разомкнутой цепи между сегментами
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Выберите, следует ли применить отказ разомкнутой цепи между двумя сегментами субпроводника. Значение по умолчанию является No. Даже при отказе разомкнутой схемы характеристики субиндукторов все еще могут быть связаны, в зависимости от значения параметра Faulted coupling factor:

Если коэффициент связи не равен нулю, субиндукторы гальванически изолированы друг от друга, но они все еще магнитно связаны. Физически это соответствует пропуску обмотки.
При нулевом коэффициенте связи субиндукторы гальванически и магнитно изолированы.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Ground fault` - Выберите, приводит ли отказ к короткому замыканию одного из сегментов
`No` (по умолчанию) | `Negative terminal side of fault node` | `Positive terminal side of fault node`

Выберите, существует ли в случае отказа путь для потока тока к узлу заземления:

No - Отказ не приводит к подключению к земле.
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 для параметра Open-circuit at fault node задано значение Yesнеобходимо указать, какая сторона (отрицательная или положительная) соединяется с землей. Если разомкнутой цепи нет, две опции ведут себя одинаково. Физически это соответствует поломке изоляции между обмотками и заземленным сердечником или шасси.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Conductance of faulted ground path` - Взаимная связь между двумя субпроводниками
`1` `1/Ohm` (по умолчанию)

Если существует отказ заземления, этот параметр представляет проводимость текущего пути к земле. Для примера, если путь к земле проходит через материал сердечника, задайте небольшое значение проводимости в зависимости от используемого материала сердечника. Для материала с высокой проводимостью сердечника или для шасси-шортов задайте более высокое значение проводимости.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Ground fault задано значение Negative terminal side of fault node или Positive terminal side of fault node.

`Fault transition time constant` - Временная константа для перехода в неисправное состояние
`1e-3` `s` (по умолчанию)

Временная константа, связанная с переходом в неисправное состояние, как описано в Faults.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Enable temporal fault trigger` - Выбор `Yes` чтобы включить запуск отказа на основе времени
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Выберите Yes для включения инициирования отказа на основе времени. Можно включить временные и поведенческие механизмы триггера отдельно или использовать их вместе.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Simulation time for a fault event` - Время до входа в неисправное состояние
`1` `s` (по умолчанию)

Установите время симуляции, в которое вы хотите, чтобы блок начал входить в состояние отказа.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable temporal fault trigger задано значение Yes.

`Enable behavioral fault trigger` - Выбор `Yes` чтобы включить запуск поведенческого отказа
`No` (по умолчанию) | `Yes`

Выберите Yes чтобы включить запуск поведенческого отказа. Можно включить временные и поведенческие механизмы триггера отдельно или использовать их вместе.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

`Maximum permissible voltage` - Порог напряжения для перехода от отказа
`100` `V` (по умолчанию)

Задайте порог напряжения для перехода от отказа. Если значение напряжения превышает этот порог определенное количество раз, заданное Number of events to fail when exceeding voltage значения параметров, то блок начинает входить в состояние отказа.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable behavioral fault trigger задано значение Yes.

`Number of events to fail when exceeding voltage` - Максимальное количество раз, когда напряжение превышает порог
1 (по умолчанию)

Поскольку физический механизм, лежащий в основе отказов на основе напряжения, зависит от одного или нескольких происходящих частичных событий разряда, этот параметр позволяет вам задать количество перерегулирований напряжения, которые индуктор может выдержать до начала перехода отказа. Обратите внимание, что блок не проверяет время, потраченное в условии перенапряжения, только количество переходов.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable behavioral fault trigger задано значение Yes.

`Maximum permissible current` - Токовый порог перехода к отказу
`1` `A` (по умолчанию)

Задайте текущий порог для перехода от отказа. Если текущее значение превышает этот порог дольше, чем значение параметров Time to fail when exceeding current, то блок начинает входить в состояние отказа.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable behavioral fault trigger задано значение Yes.

`Time to fail when exceeding current` - Максимальный промежуток времени, в течение которого ток превышает порог
`1` `s` (по умолчанию)

Установите максимальный промежуток времени, в течение которого ток может превысить максимально допустимое значение, не вызывая отказа.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable behavioral fault trigger задано значение Yes.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Capacitor | Fault | Mutual Inductor | Nonlinear Inductor | Resistor

Темы

Понижающий конвертер с отказами

Введенный в R2016a

Документация

Inductor

Описание

Допуски

Пределы работы

Ошибки

Переменные

Порты

Сохранение

+ - Положительный терминал электрический

- - Отрицательный терминал электрический

Параметры

Главный

Inductance - Номинальное значение индуктивности 1e-6 H (по умолчанию)

Tolerance (%) - допуск индуктивности, в процентах 20 (по умолчанию)

Tolerance application - Выберите, как применить допуск во время симуляции None — use nominal value (по умолчанию) | Random tolerance | Apply maximum tolerance value | Apply minimum tolerance value

Tolerance distribution - Выберите тип распределения Uniform (по умолчанию) | Gaussian

Зависимости

Number of standard deviations for quoted tolerance - Используется для вычисления Гауссова случайного числа 4 (по умолчанию)

Зависимости

Series resistance - Эквивалентное последовательное сопротивление индуктора 0 Ohm (по умолчанию)

Parallel conductance - Параллельный путь утечки, сопоставленный с индуктором 1e-9 1/Ohm (по умолчанию)

Пределы работы

Enable operating limits - Выбор Yes чтобы включить отчетность при превышении операционных пределов No (по умолчанию) | Yes

Reporting when operating limits exceeded - Выберите метод отчетности Warn (по умолчанию) | Error

Зависимости

Saturation current - Ток насыщения индуктора 1 A (по умолчанию)

Зависимости

Power rating - Максимальное рассеивание степени в индуктивности 1 W (по умолчанию)

Зависимости

Ошибки

Enable faults - Выбор Yes чтобы включить моделирование отказов No (по умолчанию) | Yes

Reporting when a fault occurs - Выберите, выдавать ли утверждение, когда происходит отказ None (по умолчанию) | Warn | Error

Зависимости

Location of fault node (% of total turns from - terminal) - Процент оборотов в субпроводнике, который находится в контакте с - портом блока 50 (по умолчанию)

Зависимости

Faulted coupling factor - Взаимная связь между двумя субпроводниками 0.9999 (по умолчанию)

Зависимости

Short-circuit turns - Выберите, приводит ли отказ к короткому замыканию одного из сегментов No (по умолчанию) | To negative terminal | To positive terminal

Зависимости

Open-circuit at fault node - Выберите, следует ли применить отказ разомкнутой цепи между сегментами No (по умолчанию) | Yes

Зависимости

Ground fault - Выберите, приводит ли отказ к короткому замыканию одного из сегментов No (по умолчанию) | Negative terminal side of fault node | Positive terminal side of fault node

Зависимости

Conductance of faulted ground path - Взаимная связь между двумя субпроводниками 1 1/Ohm (по умолчанию)

Зависимости

Fault transition time constant - Временная константа для перехода в неисправное состояние 1e-3 s (по умолчанию)

Зависимости

Enable temporal fault trigger - Выбор Yes чтобы включить запуск отказа на основе времени No (по умолчанию) | Yes

Зависимости

Simulation time for a fault event - Время до входа в неисправное состояние 1 s (по умолчанию)

Зависимости

Enable behavioral fault trigger - Выбор Yes чтобы включить запуск поведенческого отказа No (по умолчанию) | Yes

Зависимости

Maximum permissible voltage - Порог напряжения для перехода от отказа 100 V (по умолчанию)

Зависимости

Number of events to fail when exceeding voltage - Максимальное количество раз, когда напряжение превышает порог 1 (по умолчанию)

Зависимости

Maximum permissible current - Токовый порог перехода к отказу 1 A (по умолчанию)

Зависимости

Time to fail when exceeding current - Максимальный промежуток времени, в течение которого ток превышает порог 1 s (по умолчанию)

Зависимости

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Темы

Simscape Electrical документация

Поддержка

`+` - Положительный терминал
электрический

`-` - Отрицательный терминал
электрический

`Inductance` - Номинальное значение индуктивности
`1e-6` H (по умолчанию)

`Tolerance (%)` - допуск индуктивности, в процентах
`20` (по умолчанию)

`Tolerance application` - Выберите, как применить допуск во время симуляции
`None — use nominal value` (по умолчанию) | `Random tolerance` | `Apply maximum tolerance value` | `Apply minimum tolerance value`

`Tolerance distribution` - Выберите тип распределения
`Uniform` (по умолчанию) | `Gaussian`

`Number of standard deviations for quoted tolerance` - Используется для вычисления Гауссова случайного числа
`4` (по умолчанию)

`Series resistance` - Эквивалентное последовательное сопротивление индуктора
`0` `Ohm` (по умолчанию)

`Parallel conductance` - Параллельный путь утечки, сопоставленный с индуктором
`1e-9` `1/Ohm` (по умолчанию)

`Enable operating limits` - Выбор `Yes` чтобы включить отчетность при превышении операционных пределов
`No` (по умолчанию) | `Yes`

`Reporting when operating limits exceeded` - Выберите метод отчетности
`Warn` (по умолчанию) | `Error`

`Saturation current` - Ток насыщения индуктора
`1` `A` (по умолчанию)

`Power rating` - Максимальное рассеивание степени в индуктивности
`1` `W` (по умолчанию)

`Enable faults` - Выбор `Yes` чтобы включить моделирование отказов
`No` (по умолчанию) | `Yes`

`Reporting when a fault occurs` - Выберите, выдавать ли утверждение, когда происходит отказ
`None` (по умолчанию) | `Warn` | `Error`

`Location of fault node (% of total turns from - terminal)` - Процент оборотов в субпроводнике, который находится в контакте с - портом блока
`50` (по умолчанию)

`Faulted coupling factor` - Взаимная связь между двумя субпроводниками
`0.9999` (по умолчанию)

`Short-circuit turns` - Выберите, приводит ли отказ к короткому замыканию одного из сегментов
`No` (по умолчанию) | `To negative terminal` | `To positive terminal`

`Open-circuit at fault node` - Выберите, следует ли применить отказ разомкнутой цепи между сегментами
`No` (по умолчанию) | `Yes`

`Ground fault` - Выберите, приводит ли отказ к короткому замыканию одного из сегментов
`No` (по умолчанию) | `Negative terminal side of fault node` | `Positive terminal side of fault node`

`Conductance of faulted ground path` - Взаимная связь между двумя субпроводниками
`1` `1/Ohm` (по умолчанию)

`Fault transition time constant` - Временная константа для перехода в неисправное состояние
`1e-3` `s` (по умолчанию)

`Enable temporal fault trigger` - Выбор `Yes` чтобы включить запуск отказа на основе времени
`No` (по умолчанию) | `Yes`

`Simulation time for a fault event` - Время до входа в неисправное состояние
`1` `s` (по умолчанию)

`Enable behavioral fault trigger` - Выбор `Yes` чтобы включить запуск поведенческого отказа
`No` (по умолчанию) | `Yes`

`Maximum permissible voltage` - Порог напряжения для перехода от отказа
`100` `V` (по умолчанию)

`Number of events to fail when exceeding voltage` - Максимальное количество раз, когда напряжение превышает порог
1 (по умолчанию)

`Maximum permissible current` - Токовый порог перехода к отказу
`1` `A` (по умолчанию)

`Time to fail when exceeding current` - Максимальный промежуток времени, в течение которого ток превышает порог
`1` `s` (по умолчанию)

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®