Модель взаимной индуктивности с номинальными необязательными допусками для каждой обмотки, рабочих пределов и отказов
Simscape / Электрический / Пассивный / Трансформаторы
Блок Mutual Inductor позволяет вам смоделировать взаимный индуктор (трансформатор с двумя обмотками) с номинальными допусками индуктивности для каждой обмотки. Модель включает следующие эффекты:
Можно включать и отключать эти опции моделирования независимо друг от друга.
В нереализованном состоянии следующие уравнения описывают поведение Mutual Inductor блоков:
где:
v1 и v2 - это напряжения на первичной и вторичной обмотках, соответственно.
L1 и L2 являются индуктивностью первичной и вторичной обмотки.
R1 и R2 являются последовательными сопротивлениями первичной и вторичной обмотки.
M является взаимной индуктивностью.
k - коэффициент связи. Чтобы обратить одно из направлений обмотки назад, используйте отрицательное значение.
t время.
Параллельная проводимость расположена между + и - клеммами первичной и вторичной обмоток, так что iL1 = i1 - G1 v1, где G1 является параллельной проводимостью первичной обмотки, и i1 является терминальным током в первичную. Подобные определения и уравнения применяются к iL2.
Для каждой обмотки можно применить допуски отдельно. Таблицы данных обычно обеспечивают процент допуска для данного типа индуктора. Поэтому это значение является одинаковым для обеих обмоток. Таблица показывает, как блок применяет допуски к номинальному значению индуктивности и вычисляет индуктивность на основе выбранной опции применения допуска для обмотки, L1 tolerance application или L2 tolerance application.
Опция | 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, Inductance L1 или Inductance L2 значение параметров.
tol - дробный допуск, 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).
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».
Мгновенные изменения параметров индуктора являются нефизическими. Поэтому, когда блок Mutual 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 Mutual Inductor позволяет вам выбрать, происходят ли отказы в первичной или вторичной обмотке. Блок моделирует неисправную обмотку как неисправную индуктивность. Неотключенная обмотка соединена с неисправной обмоткой. В результате фактические уравнения включают в себя в общей сложности три сопряженные обмотки: две для неисправной обмотки и одна для несовпадающей обмотки. Связь между первичной и вторичной обмотками определяется параметром Coefficient of coupling.
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».
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.
Переменные Primary current и Secondary current позволяют вам задать высокоприоритетную цель для начального тока индуктивности в соответствующей обмотке в начале симуляции.
Fault | Inductor | Three-Winding Mutual Inductor | Variable Inductor