Управляемый терморезистором вентилятор

Эта модель показывает, как фундаментальные тепловые, механические и электрические компоненты могут использоваться для моделирования управляемого терморезистором вентилятора. Теплогенерирующее устройство начинает производить 2 Вт в начальный момент времени, а затем через 40 секунд это увеличивается до 20 Вт. Поэтому терморезистор нагревается и его сопротивление уменьшается, тем самым увеличивая напряжение на опорных контактах ШИМ. Это увеличивает частоту ШИМ, которая, в свою очередь, увеличивает средний ток двигателя, и вентилятор ускоряется. Дополнительная скорость вентилятора увеличивает конвективное охлаждение устройства, замедляя увеличение температуры устройства.

Это системная модель, которая может использоваться для выбора соответствующей характеристики термистора. Коэффициент конвективной теплопередачи, используемый для моделирования номинального охлаждения (то есть, когда вентилятор не вращается), обычно определяется экспериментом. Зная различие температур и имея оценку площади устройства, может быть вычислен коэффициент теплопередачи. Коэффициент для вентиляторного охлаждения может затем быть оценен вращением двигателя на максимальной частоте вращения и снова измерением различия температур. Номинальный срок охлаждения также должен учитываться при вычислении коэффициента охлаждения вентилятора.

Блоки Controlled PWM Voltage и H-Bridge имеют два режима работы, а именно: Averaged и PWM. Поскольку это системная модель, и константы теплового времени измеряются в секундах, используется Усредненный режим работы. Режим PWM повторяет сигнал управления PWM, который обычно действует в нескольких килогерцах.

Модель

Результаты симуляции из Simscape Logging

Рисунок ниже показывает электрическое, механическое и тепловое поведение управляемого терморезистором двигателя. Когда температура термистора изменяется, изменяется напряжение, приложенное к двигателю, что изменяет скорость двигателя и конвективную теплопередачу от корпуса. Система достигает устойчивого состояния через короткий промежуток времени.