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熱のモデル化および管理
以下の例を使用して、熱の依存性およびネットワークをモデル化して管理する方法を学習します。
注目の例
Apply IGBT Switching Losses to Electrical Supply
Draw semiconductor switching losses from the electrical supply. Simscape™ Electrical™ contains models of individual semiconductor switching devices, sometimes referred to as discretes. Discrete ideal switching device models, such as the IGBT (Ideal, Switching) library block, apply switching losses to the thermal port by stepping the junction temperature at switching events. However, these blocks do not draw an equivalent amount of energy from the power supply at a switching event. If your circuit has a half-bridge structure, you can draw equivalent energy from the supply using a Half-Bridge (Ideal, Switching) block instead of using discretes. This example shows how to draw equivalent energy from discretes using a Probe block.
Import a Motor-CAD Thermal Model in Simulink and Simscape
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®.
熱モデルをもつ PMSM
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。
IGBT 熱損失の定量化
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。
Simple Induction Hob Simulation
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.
熱電冷却器としてのペルチェ素子の使用
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。
サーミスター制御ファン
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。
Optimize Liquid Cooling System of Inverter
Analyze the performance of a liquid cooling system for a three-phase inverter. To find the steady-state temperatures and losses, you first run detailed and reduced order models (ROM). Then you compute the optimal size of the heatsink that maximizes the inverter efficiency and minimizes the lifetime cost.
