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사용자 지정 컴포넌트가 있는 브레이턴 사이클(가스 터빈)

이 예제에서는 브레이턴 사이클을 기반으로 하는 가스 터빈 보조 동력 장치(APU)를 모델링합니다. Compressor 블록과 Turbine 블록은 Simscape™ Foundation Gas 라이브러리를 기반으로 하는 사용자 지정 컴포넌트입니다. 시스템에 입력되는 파워는 연소기로 주입되는 열로 표현되며 실제 연소 화학 반응은 모델링되지 않습니다. 압축기와 터빈이 단일 축으로 연결되어 터빈의 파워가 압축기를 구동합니다. APU는 배기 스트림을 더욱 확장하여 출력 파워를 생성하는 자유 터빈입니다.

3개의 PID 제어기는 축 속도, 터빈 입구 온도, 압축기 서지 마진을 조절합니다. 축 속도 변화, 서지 마진 변화, APU 베인 개방 변화라는 3가지 시나리오에 대해 시스템 입력이 정의되어 있습니다. 첫 번째 시나리오를 실행하면 압축기 맵에 일반적인 작동 라인이 생성됩니다. 두 번째와 세 번째 시나리오를 실행하면 최대 파워 출력과 최대 전역 효율이 발생하는 위치가 표시됩니다.

모델

Controller 서브시스템

스코프의 시뮬레이션 결과

Simscape 기록 결과 애니메이션

다음 그림은 온도-엔트로피 다이어그램에서의 시간에 따른 브레이턴 사이클의 애니메이션을 보여줍니다. 그림의 5개 사이클 포인트는 각각 "T,s 1"에서 "T,s 5"까지 레이블이 지정된 센서 측정값에 대응합니다.

Simscape 기록의 시뮬레이션 결과