Выполните анализ потерь мощности

В этом примере показано, как анализировать потери мощности и как смягчить переходное поведение рассеивания энергии. Анализ потерь мощности, с и без переходных процессов, полезен для определения, если компоненты действуют в рамках инструкций по безопасности и КПД.

Необходимое условие

Этот пример требует, чтобы симуляция регистрировала переменную в вашем MATLAB^® рабочая область. Модель в этом примере сконфигурирована, чтобы регистрировать данные Simscape™ для целой модели для целого времени симуляции.

Чтобы изучить, как определить, сконфигурирована ли модель, чтобы регистрировать данные моделирования, смотрите, Исследуют Настройку Логгирования Данных моделирования Модели.

Вычислите средние потери мощности для симуляции

Откройте модель. В командной строке MATLAB введите
```
model = 'ee_rectifier_power_dissipated';
open(model)
```
Симулируйте модель.
```
sim(model)
```
Логарифмическая переменная симуляции, которую называют simlog_ee_rectifier_power_dissipated, появляется в рабочей области.

Вычислите средние потери для целой симуляции 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 степени, чем другие диоды в выпрямителе.

Анализируйте различия в рассеивании энергии Используя мгновенное рассеивание энергии

Diode блокируется, у каждого есть переменная power_dissipated, которая измеряет мгновенное рассеивание энергии. Чтобы исследовать различия в средней степени, рассеянной диодами, просмотрите данные моделирования с помощью Проводника Результатов Simscape.

Откройте данные моделирования с помощью Проводника Результатов.
```
sscexplore(simlog_ee_rectifier_power_dissipated)
```
Просмотрите мгновенную степень, рассеянную диодами.
1. Расширьте узел Rectifier
2. Расширьте D1 через узлы D6
3. Нажмите power_dissipated узлы для диода D1, и затем Ctrl+click power_dissipated узлы для других пяти диодов.
4. В окне Results Explorer нажмите кнопку опций графика и установите Plot signals на Separate.
В начале симуляции существует различие в рассеивании энергии для каждого диода.
Более тщательно изучите в различиях. Наложите графики и изменение масштаба к началу симуляции.
1. В окне Results Explorer нажмите кнопку опций графика.
2. Включите опцию Limit time axis.
3. Для Stop time задайте 0.02.
4. Установите Plot signals на Overlay.
5. Нажмите OK.
Изменение рассеивания энергии происходит из-за переходного поведения в начале симуляции. Модель достигает устойчивого состояния во времени симуляции, t ⋍ 0,001 секунды.

Определите среднее рассеивание энергии только для диодов во время 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 степень, рассеянная диодами D3 и D6, превышает среднее значение для других диодов.

Выведите таблицу рассеяния максимальной мощности для каждого диода для целого времени симуляции.

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 рассеивание энергии для диодов D3 и D6 почти удваивает максимальное мгновенное рассеивание энергии для других диодов.

Смягчите переходные последствия в данных моделирования

Чтобы смягчить переходное рассеивание энергии в начале симуляции, используйте итоговое состояние симуляции, чтобы инициализировать новую симуляцию при установившихся условиях.

Сконфигурируйте модель, чтобы сохранить конечное состояние.
1. Откройте параметры конфигурации модели.
2. В панели Solver измените Stop time от 0.5 к 1e-3.
3. В панели Data Import/Export выберите эти опции:
  - Final States
  - Save final operating point
4. Нажмите Apply.
Запустите симуляцию.
Конечное состояние сохранено как переменная xFinal в рабочем пространстве MATLAB.
Сконфигурируйте модель, чтобы инициализировать использование xFinal в параметрах конфигурации модели.
1. В панели Data Import/Export :
  - Выберите опцию Initial state.
  - Измените значение параметров Initial state от xInitial к xFinal.
  - Очистите опцию Final states.
2. В панели Solver измените Stop time в 0.5.
3. Нажмите OK.
Запустите симуляцию.
Просмотрите данные из новой симуляции.
1. Нажмите кнопку Reload logged data в Проводнике Результатов Simscape.
2. Нажмите OK, чтобы подтвердить тот simlog_ee_rectifier_power_dissipated имя переменной, которое содержит записанные данные.
3. Чтобы видеть данные более ясно, перетащите легенду далеко от пиковых амплитуд.
График показывает, что симуляция больше не содержит переходный процесс.

Выведите таблицу рассеяния максимальной мощности для каждого диода для модифицированной симуляции.

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 рассеивание энергии для диодов D3 и D6 совпадает с максимальным мгновенным рассеиванием энергии для других диодов.

Документация