서미스터로 제어되는 팬
이 모델은 기본적인 열 컴포넌트, 기계 컴포넌트, 전기 컴포넌트를 사용하여 서미스터로 제어되는 팬을 모델링하는 방법을 보여줍니다. 열 발생 장치가 시간 0에서 2와트를 생성하기 시작하고 40초 후에 20와트로 증가합니다. 이에 따라 서미스터가 가열되면서 저항이 감소하며, 이는 PWM 기준 핀의 양단 간 전압을 높입니다. 이로 인해 PWM 주파수가 증가하고, 결과적으로 평균 모터 전류가 증가하여 팬 속도가 빨라집니다. 팬 속도가 빨라지면 장치의 대류 냉각이 증가하여 장치의 온도 상승이 완화됩니다.
이것은 적절한 서미스터 특성을 선택하는 데 사용할 수 있는 시스템 수준 모델입니다. 공칭 냉각 모델링(예: 팬이 작동하지 않을 때)에 사용되는 대류 열 전달 계수는 보통 실험을 통해 결정됩니다. 온도 차이와 장치 면적 추정값을 알면 열 전달 계수를 계산할 수 있습니다. 그런 다음 모터를 최대 RPM으로 작동시켰을 때의 온도 차이를 다시 측정하면 팬을 통한 냉각의 계수를 추정할 수 있습니다. 이 공칭 냉각 항을 팬 냉각 계수를 계산할 때 함께 반영하기만 하면 됩니다.
Controlled PWM Voltage 블록과 H-Bridge 블록에는 평균 모드와 PWM 모드라는 2가지 동작 모드가 있습니다. 이 모델은 시스템 수준 모델이고 열 시정수는 초 단위로 측정되기 때문에 평균 모드가 사용됩니다. PWM 모드는 PWM 제어 신호를 재현하며 일반적으로 몇 킬로헤르츠에서 동작합니다.
모델
Simscape 기록의 시뮬레이션 결과
아래 플롯은 서미스터로 제어되는 모터의 전기적, 기계적, 열적 동작을 보여줍니다. 서미스터의 온도가 변화함에 따라 모터에 적용되는 전압이 변하고, 이로 인해 모터의 속도와 케이스 표면의 대류 열 전달이 바뀝니다. 시스템은 짧은 시간이 지난 후 정상 상태에 도달합니다.
실시간 시뮬레이션의 결과
이 예제는 Intel® 3.5 GHz i7 멀티코어 CPU가 탑재된 Speedgoat Performance 실시간 타깃 머신에서 테스트되었습니다. 이 모델은 실시간으로 300마이크로초의 스텝 크기로 실행할 수 있습니다.
참고 항목
Thermistor | DC Motor | Controlled PWM Voltage | H-Bridge
