熱のモデル化および管理

Import an Ansys Motor-CAD motor model in Simulink®. This example also contains a previously generated Simulink reduced-order thermal model (SROTM) of an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) with housing water jacket and self-ventilated cooling. You can download this model in MATLAB® or access it from MATLAB Central File Exchange and GitHub®.

この例では、熱依存性をもつ PMSM の非線形モデルを示します。PMSM の動作は、表形式の非線形鎖交磁束データによって定義されています。固定子巻線端子と回転子熱端子内で、モーターの損失が熱に変換されます。

この例では、スイッチング損失と伝導損失に基づき、絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT) 上の温度プロファイルの生成を示します。降圧コンバーターが 2 つあります。1 つのコンバーターでは、IGBT が Foster 熱モデルに連結されます。もう 1 つのコンバーターでは、IGBT が Cauer 熱モデルに連結されます。それぞれの熱モデルのパラメーターは、結果がほぼ同等になるように調整されます。シミュレーション時間 50 ms で、駆動周波数が 40 kHz から 20 kHz に変化し、伝導損失が増大してスイッチング損失が減少します。損失が変化すると、それに対応して IGBT の温度も変化します。

Model a simple induction hob system using Simscape™ Electrical™ libraries. This model focuses on the electromagnetic effect of the winding coils and the eddy current effect in the cooking pot.

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。

In this example you analyze the performance of a liquid cooling system for a three-phase inverter. You run detailed and reduced models (ROM) to find the steady-state temperatures and losses. You compute the optimal size of the heatsink that maximizes the inverter efficiency and minimizes lifetime cost.