Mutual Inductor

Модель взаимной индуктивности с номинальными необязательными допусками для каждой обмотки, рабочих пределов и отказов

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Пассивный / Трансформаторы

  • Mutual Inductor block

Описание

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:

v1=L1diL1dt+MdiL2dt+iL1R1

v2=L2diL2dt+MdiL1dt+iL2R2

M=kL1L2

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.

Допуски

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.

ОпцияЗначение 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 - 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).

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 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 – (FaultedValueUnfaultedValue) · 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».

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.

Переменные Primary current и Secondary current позволяют вам задать высокоприоритетную цель для начального тока индуктивности в соответствующей обмотке в начале симуляции.

Порты

Сохранение

расширить все

Электрический порт сопоставлен с положительным контактом первичной обмотки.

Электрический порт сопоставлен с отрицательным выводом первичной обмотки.

Электрический порт сопоставлен с положительным контактом вторичной обмотки.

Электрический порт сопоставлен с отрицательным выводом вторичной обмотки.

Параметры

расширить все

Главный

Номинальное значение индуктивности в первичной обмотке. Значение индуктивности должно быть больше нуля.

Номинальное значение индуктивности во вторичной обмотке. Значение индуктивности должно быть больше нуля.

Муфта между первичной и вторичной обмотками. Этот коэффициент задает взаимную индуктивность. Чтобы обратить одно из направлений обмотки назад, используйте отрицательное значение.

Допуск индуктивности, заданный в таблицах данных производителя. Таблицы данных обычно обеспечивают процент допуска для данного типа индуктора. Поэтому это значение является одинаковым для обеих обмоток.

Выберите способ применения допуска во время симуляции к первичной обмотке:

  • 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.

Выберите тип распределения для случайных допусков:

  • Uniform - Равномерное распределение

  • Gaussian - Гауссовское распределение

Зависимости

Активируется, когда для параметра L1 tolerance application задано значение Random tolerance.

Количество стандартных отклонений для вычисления Гауссова случайного числа.

Зависимости

Активируется, когда для параметра L1 tolerance distribution задано значение Gaussian.

Выберите способ применения допуска во время симуляции к вторичной обмотке:

  • 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.

Выберите тип распределения для случайных допусков:

  • Uniform - Равномерное распределение

  • Gaussian - Гауссовское распределение

Зависимости

Активируется, когда для параметра L2 tolerance application задано значение Random tolerance.

Количество стандартных отклонений для вычисления Гауссова случайного числа.

Зависимости

Активируется, когда для параметра L2 tolerance distribution задано значение Gaussian.

Сопротивление

Эквивалентное последовательное сопротивление первичной и вторичной обмотки, заданное как двухэлементный вектор. Первое число соответствует первичной обмотке, второе число - вторичной обмотке. Для обмотки с отказом блок выделяет сопротивление каждому сегменту пропорционально количеству поворотов в этом сегменте.

Параллельный путь утечки сопоставлен с первичной и вторичной обмотками, заданный как двухэлементный вектор. Первое число соответствует первичной обмотке, второе число - вторичной обмотке. Параллельные проводимости расположены непосредственно на клеммах + и - первичной и вторичной обмотки, соответственно.

Пределы работы

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.

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.

Ток насыщения индуктора, как определено в таблицах данных производителя. Если ток сети в первичную и вторичную обмотки превышает это значение, материал ядра входит в насыщение, и блок сообщает о нарушении рабочих пределов. То есть блок сравнивает предел с |<reservedrangesplaceholder1>1 + i 2 |, где токи заданы как положительные, когда они находятся в узлах +.

Зависимости

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

Максимальное мгновенное (полное) рассеивание степени в элементах сопротивления и проводимости, сопоставленных с взаимной индуктивностью. Если общая степень (включая и первичную, и вторичную обмотку) превышает это количество, блок сообщает о нарушении рабочих пределов.

Зависимости

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

Ошибки

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.

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.

Выберите, происходят ли отказы в первичной или вторичной обмотке.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

На практике отказы возможны путем сегментации обмотки отказа 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 назначаются субиндуктору, который находится в контакте с - портом неисправной обмотки. Остальные повороты присваиваются другому субпроводнику. Значение по умолчанию 50, что означает, что общая индуктивность испорченной обмотки разделена на два равных, связанных субпроводника.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

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.

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 связаны, потому что они магнитно связаны даже в неисправном состоянии.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение Yes.

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.

Если происходит 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.

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

Зависимости

Активируется, когда для параметра Enable faults задано значение 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 ®

.
Введенный в R2017a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте