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自動車の電気システム

この例では、Simulink® と Simscape™ Power Systems™ を使用して、自動車の電気システムのシミュレーションを実行する方法を示します。

図 1: 自動車の電気システム

システム コンポーネント

シミュレートするシステムは、いくつかのコンポーネントで構成されています。主動力源はオルタネーターのシャフトを駆動する内燃 (IC) エンジンです。オルタネーターは、AC 電力を生成します。3 つのダイオードは、オルタネーターから生成された AC 電流をオルタネーターの界磁に適用される DC 電流に整流します。インジケーター ランプは、システムがオンの状態のときにオルタネーターで電力が生成されていないと点灯します。整流器ブリッジは、AC 電力を DC 電力に変換します。DC 母線には、平滑化コンデンサ、電圧センサー、バッテリー、および車両荷重が接続されます。

オルタネーターは、3 相同期機であり、DC 母線電圧を制御できるように、その界磁電流が調整されます。これは、Synchronous Machine Round Rotor モデルを使用してシミュレートされます。

オルタネーターの 3 相 AC 出力は、自動車バッテリーを充電し、自動車の電気システムのバランスを取るために必要な DC 電圧を提供するために、6 パルス整流器ブリッジに送られます。

システムの動作

IC エンジンがオフのときは、オルタネーターの界磁巻線にバッテリーから電流が供給されます。インジケーター ランプはオンになります。

IC エンジンが稼動すると、オルタネーターでの電圧の生成が開始され、3 つのダイオードを介してオルタネーターの界磁巻線に電流が送られます。インジケーター ランプはオフに切り替わります。

DC 母線電圧が電圧の上限 (このモデルでは 14.5 V) に達すると、オルタネーターの界磁に流れる電流がバイパスされます。その結果、DC 母線電圧は低下します。電圧の下限 (このモデルでは 13.5 V) に達すると、3 つのダイオードが界磁巻線に再び接続されます。