전기 시스템

전기 시스템에 대한 추천 예제

전기 시스템의 모델링, 제어 및 시뮬레이션을 보여주는 예제를 살펴보십시오.

추천 예제

Simulink 및 Simscape의 RC 회로

이 예제는 두 가지 RC 회로 모델(Simulink® Input/Output 블록을 사용하는 모델과 Simscape™ 물리 네트워크를 사용하는 모델)을 보여줍니다.

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Simulink 및 Simscape의 종속 연결 RC 회로

이 예제는 두 가지 종속 연결 RC 회로 모델(Simulink® Input/Output 블록을 사용하는 모델과 Simscape™ 물리 네트워크를 사용하는 모델)을 보여줍니다.

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이 예제에서는 션트 모터의 모델을 보여줍니다. 션트 모터에서 계자 권선과 전기자 권선은 병렬로 연결됩니다. 등가 회로 파라미터는 전기자 저항 Ra = 110옴, 계자 저항 Rf = 2.46킬로옴, 역기전력 계수 Laf = 5.11입니다. 역기전력은 Laf*If*Ia*w로 주어지며, 여기서 If는 계자 전류, Ia는 전기자 전류, w는 회전자 속도(단위: 라디안/초)입니다. 회전자 관성 J는 2.2e-4kgm^2이고 회전자 감쇠 B는 2.8e-6Nm/(rad/s)입니다.

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영구 자석 DC 모터

이 모델은 Faulhaber Series 0615 DC Micromotor를 기반으로 합니다. 파라미터 값들은 1.5V로 변형한 모터에 맞추도록 설정됩니다. 모델은 이 파라미터들을 사용하여 제조업체가 명시한 무부하 속도, 무부하 전류 및 스톨 토크를 검증합니다.

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Lead-Acid Battery

Model a lead-acid battery cell using the Simscape™ language to implement the nonlinear equations of the equivalent circuit components. In this way, as opposed to modeling entirely in Simulink®, the connection between model components and the defining physical equations is more easily understood. For the defining equations and their validation, see Jackey, R. "A Simple, Effective Lead-Acid Battery Modeling Process for Electrical System Component Selection", SAE World Congress & Exhibition, April 2007, ref. 2007-01-0778.

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Lead-Acid Battery with Dashboard Blocks

Model a lead-acid battery cell using the Simscape™ language.

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결함이 있는 리튬이온 배터리 팩

이 예제는 다중 직렬 연결 셀로 구성된 배터리 팩을 효율적인 방식으로 시뮬레이션하는 방법을 보여줍니다. 또한 배터리 성능과 셀 온도에 미치는 영향을 확인하기 위해 셀 중 하나에 결함을 추가하는 방법도 보여줍니다. 효율성을 위해, 단순히 셀 모델을 직렬로 연결하여 동일한 직렬 연결 셀들을 모델링하지는 않습니다. 대신 단일 셀을 사용하며 단자 전압을 셀 개수만큼 확장합니다. Cell 10 Fault 서브시스템의 파라미터를 변경하여 용량과 개방회로 전압을 모두 감소시키고 저항 값을 증가시켜서 결함을 나타냅니다.

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Lithium-Ion Battery Pack with Fault Using Arrays

Simulate a battery pack that consists of multiple series-connected cells. It also shows how you can introduce a fault into one of the cells to see the impact on battery performance and cell temperatures. The battery pack is modeled in Simscape™ language by connecting cell models in series using arrays. You can represent the fault by defining different parameters for the faulty cell.

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리튬 배터리 셀 - 1개의 RC-분기 등가 회로

이 예제는 RC 분기가 하나 있는 등가 회로 모델의 요소를 구현하기 위해 Simscape™ 언어를 사용하여 리튬 셀을 모델링하는 방법을 보여줍니다. 정의 방정식 및 그에 대한 검증은 다음 자료를 참조하십시오. T. Huria, M. Ceraolo, J. Gazzarri, R. Jackey, "High Fidelity Electrical Model with Thermal Dependence for Characterization and Simulation of High Power Lithium Battery Cells," IEEE International Electric Vehicle Conference, March 2012.

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리튬 배터리 셀 - 2개의 RC-분기 등가 회로

이 예제는 RC 분기가 두 개 있는 등가 회로 모델의 요소를 구현하기 위해 Simscape™ 언어를 사용하여 리튬 셀을 모델링하는 방법을 보여줍니다. 정의 방정식 및 그에 대한 검증은 다음 자료를 참조하십시오. T. Huria, M. Ceraolo, J. Gazzarri, R. Jackey, "High Fidelity Electrical Model with Thermal Dependence for Characterization and Simulation of High Power Lithium Battery Cells," IEEE International Electric Vehicle Conference, March 2012.

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Lithium Pack Thermal Runaway

Model a thermal runaway in a lithium-ion battery pack. The model measures the cell heat generation, the cell-to-cell heat cascade, and the subsequent temperature rise in the cells, based on the design. The cell thermal runaway abuse heat is calculated using calorimeter data. Simulation is run to evaluate the number of cells that go into runaway mode, when just one cell is abused. To delay or cancel the cell-to-cell thermal cascading, this example models a thermal barrier between the cells.

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비선형 양극성 트랜지스터

이 모델은 Ebers-Moll 등가 회로를 기반으로 하는 비선형 양극성 트랜지스터의 구현을 보여줍니다. R1과 R2는 공칭 동작점을 설정하고, 소신호 이득은 대략 R3/R4 비에 따라 설정됩니다. 1uF 디커플링 커패시터는 1KHz에서 무시 가능한 임피던스를 나타내도록 선택되었습니다. 주파수 응답이 생성될 수 있도록 선형 모델이 구성되어 있습니다.

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Small-Signal Bipolar Transistor

The use of a small-signal equivalent transistor model to assess performance of a common-emitter amplifier. The 47K resistor is the bias resistor required to set nominal operating point, and the 470 Ohm resistor is the load resistor. The transistor is represented by a hybrid-parameter equivalent circuit with circuit parameters h_ie (base circuit resistance), h_oe (output admittance), h_fe (forward current gain), and h_re (reverse voltage transfer ratio). Parameters set are typical for a BC107 Group B transistor. The gain is approximately given by -h_fe*470/h_ie =-47. The 1uF decoupling capacitor has been chosen to present negligible impedance at 1KHz compared to the input resistance h_ie, so the output voltage should be 47*10mV = 0.47V peak.

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Band-Limited Op-Amp

How higher fidelity or more detailed component models can be built from the Foundation library blocks. The model implements a band-limited op-amp. It includes a first-order dynamic from inputs to outputs, and gives much faster simulation than if using a device-level equivalent circuit, which would normally include multiple transistors. This model also includes the effects of input and output impedance (Rin and Rout in the circuit), but does not include nonlinear effects such as slew-rate limiting.

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Finite-Gain Op-Amp

How higher fidelity or more detailed component models can be built from the Foundation library blocks. The Op-Amp block in the Foundation library models the ideal case whereby the gain is infinite, input impedance infinite, and output impedance zero. The Finite Gain Op-Amp block in this example has an open-loop gain of 1e5, input resistance of 100K ohms and output resistance of 10 ohms. As a result, the gain for this amplifier circuit is slightly lower than the gain that can be analytically calculated if the op-amp gain is assumed to be infinite.

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Op-Amp 회로 - 미분기

이 모델은 PID 제어기의 일부로 사용되기도 하는 미분기를 보여줍니다. 또한 일부 이상화된 회로에서 숫자형 시뮬레이션 문제가 어떻게 발생할 수 있는지를 보여줍니다. 모델은 커패시터 직렬 기생 저항을 디폴트 값인 1e-6옴으로 설정한 상태에서 실행됩니다. 이를 0으로 설정하면 경고가 발생하고 시뮬레이션이 매우 느려집니다. 자세한 내용은 사용자 안내서를 참조하십시오.

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OP-Amp 회로 - 반전 증폭기

이 모델은 표준 반전 op-amp 회로를 보여줍니다. 이득은 -R2/R1으로 지정되며, 값을 R1=1K옴 및 R2=10K옴으로 설정하면 0.1V의 피크 간 입력 전압이 1V의 피크 간 전압으로 증폭됩니다. Op-Amp 블록이 이상적인(무한 이득) 소자를 구현하므로 이 이득은 출력 부하에 관계없이 달성됩니다.

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OP-Amp 회로 - 비반전 증폭기

이 모델은 비반전 op-amp 회로를 보여줍니다. 이득은 1+R2/R1으로 지정되며, 값을 R1=1K옴 및 R2=10K옴으로 설정하면 0.1V의 피크 간 입력 전압이 1.1V의 피크 간 전압으로 증폭됩니다. Op-Amp 블록이 이상적인(무한 이득) 소자를 구현하므로 이 이득은 출력 부하에 관계없이 달성됩니다.

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Nonlinear Inductor

An implementation of a nonlinear inductor where the inductance depends on the current. For best numerical efficiency, the underlying behavior is defined in terms of a current-dependent flux. In order to differentiate the flux to get voltage, a magnetizing lag is included. Simulation results are relatively insensitive to this lag provided that it is at least an order of magnitude faster than the fastest frequency of interest. Parameters for the source and lag are defined in the MATLAB® workspace so that the expected voltage can be calculated analytically.

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전파 브리지 정류기

이 예제는 이상적인 AC 변압기와 전파 브리지 정류기를 보여줍니다. 이는 120V AC를 12V DC로 변환합니다. 변압기의 권수비는 14이며 전력공급을 8.6V RMS로 낮춥니다(즉, 8.6*sqrt(2) = 12V pk-pk). 그러면 전파 브리지 정류기와 커패시터의 조합이 이를 DC로 변환합니다. 저항기는 일반적인 부하를 나타냅니다.

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회로 차단기

이 예제는 회로 차단기를 모델링하는 방법을 보여줍니다. 전기기계 차단기 메커니즘이 1차 시정수를 사용하여 근사되며, 기계적 힘이 부하 전류에 비례한다고 가정합니다. 이 간단한 표현은 완전한 시스템의 대형 모델에 사용하기에 적합합니다. 20V 공급이 1초에 적용되면 회로 차단기 정격 전류를 초과하는 전류가 발생하여 차단기가 트립됩니다. 그런 다음 3초에 재설정(reset)이 눌리고 전압이 상승합니다. 그러면 차단기는 회로 차단기 정격 전류를 약간 초과할 때 트립됩니다.

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솔레노이드

이 예제는 스프링 복원력이 있는 솔레노이드를 보여줍니다. 솔레노이드는 플런저 위치 x에 따라 값 L이 달라지는 인덕턴스로 모델링됩니다. 시변 인덕턴스의 역기전력은 다음과 같습니다.

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Operating Point RLC Transient Response

The response of a DC power supply connected to a series RLC load. The goal is to plot the output voltage response when a load is suddenly attached to the fully powered-up supply. This is done using a Simscape operating point.

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