エンコーダーと変換器

この例では、冷却モードで動作する、高温側の温度を 50℃に設定したペルチェ素子を示します。冷却モードでは、ペルチェ式セルのパフォーマンス係数 (COP) は、熱電冷却器 (TEC) を通じて伝達された熱の合計を入力電力で除算した値 COP = Qc/Pin に等しくなります。

この例では、永久磁石同期機 (PMSM) をベースとする電気牽引駆動装置において、回転子の速度を制御する方法を示します。高電圧バッテリーは、制御された三相コンバーターを通して FEM-Parameterized PMSM ブロックに電力を供給します。Rotational Friction ブロックが負荷を提供します。位置と速度の情報は、高忠実度リゾルバーを使用して取得されます。PMSM controller サブシステムには、外側の速度制御ループと内側の 2 つの電流制御ループをもつカスケード制御構造が含まれています。0.25 秒のシミュレーションの間に、回転子の速度要求は 0 rpm から 1000 rpm まで上昇します。

この例では、三相ブリッジ サイクロコンバーターを説明します。サイクロコンバーターは 36 個のサイリスタで構成されており、入力電圧の周波数を下げる機能があります。Control サブシステムは、サイクロコンバーターの実効値電圧制御を実装します。また、サイリスタ点弧用のパルス生成も行います。Visualization サブシステムには、シミュレーション結果を確認できるスコープが含まれています。シミュレーション時間 t は 1 秒です。Load1 が t = 0.75 秒でオンになると、負荷が増加します。

この例では、マイクロコントローラー ユニット (MCU) と物理システムの間のインターフェイスをモデル化する方法を示します。ここでは、マイクロコントローラーの GPIO、ADC、および DAC 接続を使用して、角運動が限定された DC モーターと接続負荷を制御します。ポテンショメーターのセンサーを介して、負荷角度を測定します。この測定値のキャリブレーションを行うため、最初に、フォトダイオードが LED からのゼロ角度の光パルスを検出するまで回転子の位置を上昇させます。キャリブレーションが完了したら、MCU は 0.1 Hz、45 度振幅の正弦波の生成を命令します。

このモデルでは、フライバック コンバーターを使用して 5 V DC 電源を 15 V DC の制御された電源にステップアップする方法を示します。変圧器の 1 次巻線にかかる時変電圧を作成することで、電圧を増大させます。変圧器によって電圧がステップアップされた後で、ダイオードによって電圧が整流されて DC に戻されます。出力電圧に対する閉ループ制御は、1 次側のスイッチング周波数を制御することで影響を受けます。

このモデルは、ひずみゲージと測定アンプをモデル化する方法を示します。ひずみゲージは、ホイートストン ブリッジの 1 つのレッグを形成し、このレッグが異なるアンプに接続されています。次に、2 番目のオペアンプを使用して、測定信号へのローパス フィルターを増幅して適用します。オペアンプはシステム レベルでモデル化され、開ループ帯域幅、ゲイン、最大スルー レートなどのパラメーターはユーザーが指定します。この回路では、ダイナミクスは主にローパス フィルターによって設定されます。オペアンプの帯域幅と最大スルー レートは、ステップ応答にほとんど影響しません。

このモデルは、基本の熱、機械、および電気コンポーネントを使用してサーミスタ制御ファンをモデル化する方法を示します。熱発生器は、時間ゼロで 2 W を生成し始め、これが 40 秒で 20 W まで増加します。このためサーミスタの温度が上昇するので、抵抗が減少し、PWM 基準ピンにかかる電圧が増加します。これにより PWM 周波数が増加し、その結果平均モーター電流が増加して、ファンが加速します。ファン速度の上昇によってデバイスの対流冷却が増大し、デバイスの温度上昇が緩和されます。