主要内容

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簡単な回路の作成とシミュレ，ション

はじめに

Simscape™电气™电力系统专业により,線形素子や非線形素子を含む電気回路の作成とシミュレーションを行うことができます。

この節では，以下を説明します。

  • Simscape电专用电源系统ラescブラリの調査。

  • Simscape电专用电源系统ラescブラリから簡単な回路を作成する方法の説明。

  • 金宝app®ブロックと回路の相互接続。

次の図に示す回路は，300公里の伝送線路に電力を供給する電力システムを表しています。この送電線は，その受電端で。回路ブレ，カ，により，送電線への電圧の印加を制御できます。単純化するために，3相のうの1相だけを示します。図に示すパラメ，タ，は，735 kVの電力システムに標準的なものです。

モデルを作成する回路

Simscape电专用电源系统ラescブラリを使用した電気回路の作成

グラフィカルユーザーインターフェイスで仿真软金宝app件の機能を使用し,さまざまな電気コンポーネントを相互に接続することができます。電気コンポ，ネントは，Simscape电专门的电力系统ラ插座ブラリ内でグル插座プ化されています。

  1. Simscape电专用电源系统のメ▪▪ンラ▪▪ブラリを開くには，MATLAB®コマンドプロンプトで次のように入力します。

    sps_lib

  2. 新しい空のモデルを開き，最初の回路を含め，circuit1として保存します。

  3. (Simscape)、(电气)、[专用电力系统]、(来源)ラ电子邮箱ブラリから，交流电压源ブロックを追加します。

  4. モデルを作成する回路に示す値に従って，交流电压源ブロックの振幅，位相，周波数のパラメ，タ，を設定します。

    正弦波電源に指定される振幅は,そのピーク値(この場合は424.4 e3 * sqrt(2)ボルト)です。

  5. このブロックの名前を交流电压源からVsに変更します。

  6. (Simscape)、(电气)、[专用电力系统]、(被动句)ラ@ @ブラリから并行RLC分支ブロックを追加し，モデルを作成する回路に示すようにパラメ，タ，を設定して，Z_eqという名前を付けます。

  7. 回路の抵抗Rs_eqは并行RLC分支ブロックから得ることができます。既に(circuit1)ウィンドウにある，并行RLC分支ブロックを複製します。分岐タプのパラメタとしてrを選択し，モデルを作成する回路に従い，パラメ，タ，rを設定します。

    ダイアログボックスが閉じると,LとCのコンポーネントが消え,アイコンが1つの抵抗になります。

  8. このブロックの名前をRs_eqにします。

  9. それぞれのコンポーネントのサイズを変更して,適切なブロックの出力から入力にラインをドラッグしてブロックを接続します。

  10. (Simscape)、(电气)、[专用电力系统]、(被动句)ラ@ @ブラリからPI剖面线ブロックを追加します。後で過渡状態のシミュレ，ションにおいて，回路ブレ，カ，を追加します。

    一様分布パラメーターR, L, Cが含まれる送電線のモデルでは,通常,送電線に沿った波動伝播時間に等しい遅れがあります。この遅れは,無限個の状態に対応するので,このモデルを線形システムとしてシミュレーションすることはできません。ただし,有限個の状態をもつ送電線は,送電線の部分的なセクションを表すπ型回路をいくつかカスケードすることでよく近似できます。

    π型回路は,rl系列分支と2つのC并联分支で構成されます。モデルの精度は，モデルを構成するπ型回路数に依存します。(Simscape)、(电气)、[专用电力系统]、(被动句)ラ@ @ブラリからPI剖面线ブロックを(circuit1)ウィンドウにコピ，し，そのパラメ，タ，をモデルを作成する回路に示すように設定し，単一セクションを指定します。

  11. 分流リアクトルは，。系列RLC分支ブロックを使用して分流リアクトルをモデル化できますが，モデルを作成する回路で指定されたクオリティファクターと無効電力の値に基づいて手動で計算を行い,RとLの値を指定する必要があります。

    この場合，分流リアクトルにより吸収される有効電力と無効電力を直接指定できる串联RLC负载ブロックを使用すると便利です。

    (Simscape)、(电气)、[专用电力系统]、(被动句)ラ@ @ブラリから串联RLC负载ブロックを追加します。このブロックの名前を110Mvar とします。このブロックのパラメーターを以下のように設定します。

    Vn

    424.4 e3 V

    fn

    60赫兹

    P

    110年e6/300 W(クオリティファクタ=300）

    QL

    110年e6var

    质量控制

    0

    容量性の無効電力が指定されていないため,ダイアログボックスを閉じるときに,コンデンサがブロックアイコンから消えます。この新しいブロックを図に示すように接続します。

  12. (Simscape)、(电气)、[专用电力系统]、[传感器和测量]ラ@ @ブラリから电压测量ブロックを追加します。U1という名前を付けます。その正の入力をノ，ドb1に，負の入力を新しい地面ブロックに接続します。

  13. U1で測定される電圧を観察するには，表示するシステムが必要です。

    范围ブロックを(circuit1)ウィンドウに追加します。電圧測定の出力に范围ブロックが直接接続されると，電圧がボルト単位で表示されます。ただし，電力システムの技術者は，正規化された量(pu単位系)の取り扱いに慣れています。電圧は,ボルト単位の値をシステムの定格電圧のピーク値に相当するベース電圧で割ることで変換され値を求めます。この場合，スケ，リングファクタ，Kは次の式で表されます。

    K ＝ 1 424.4 × 10 3. × 2

  14. 获得ブロックを追加し，そのゲ。その出力を范围ブロックに接続して，电压测量ブロックの出力を获得ブロックに接続します。下記に示すように，ノ，ドb2において，この電圧測定システムをコピ，します。

  15. (Simscape)、(电气)、[专用电力系统]ラ@ @ブラリからpowerguiブロックを追加します。このブロックの目的は，Powerguiブロックを使用したSimscape Electrical Specialized Power Systemsモデルのシミュレ，ションで説明します。

  16. シミュレ，ションを開始します。

  17. 范围ブロックを開き，ノ，ドb1とb2の電圧を観測します。

  18. シミュレーションが実行されている間に,Vsブロックのダイアログボックスを開いて,振幅を変えてみてください。その結果を2の范围ブロックで観測してください。振幅だけでなく，周波数と位相も変更できます。左マウスボタンでズームインの対象領域をボックスで囲み,范围ブロックにおいて波形を拡大できます。

電気回路に他の金宝appブロックを接続する

电压测量ブロックは，Simscape电电力系统专业のブロックと仿真软件のブロックとの間のインターフェイス金宝appとして動作します。上記に示すシステムの場合,電気システムから仿金宝app真软件システムにそのようなインターフェイスを実現しました。电压测量ブロックは，測定された電圧をS金宝appimulink信号に変換します。

同様に，(Simscape)、(电气)、[专用电力系统]、[传感器和测量]ラ@ @ブラリの电流测量ブロックを使用して，測定された電流をS金宝appimulink信号に変換できます。

金宝appSimulinkブロックから電気システムに接続することもできます。たとえば，可控电压源ブロックを使用して，次の図に示すように，電気回路に電圧を印加できます。

電気端子と接続ラ@ @ン

Simscape电电力系统专业のモデリング環境は,物理モデリングファミリの他の製品の場合と類似しています。そのブロックは，多くの場合S金宝appimulinkの標準の入力端子と出力端子>，および専用の電気端子の両方を備えています。

  • 金宝appSimulinkの標準端子>に接続するラesc escンは，方向のある信号線です。

  • 端子を接続するラaapl . exeンは，専用の電気的接続ラaapl . exeンです。これらのラインは無方向性で分岐可能ですが,金宝app仿真软件端子>あるいは標準の模型信号線に接続することはできません。

  • 金宝appSimulink端子>は他のS金宝appimulink端子にのみ接続でき，電気端子は他の電気端子にのみ接続できます。

  • 金宝app仿真软件信号を電気的接続に変換する場合や,その逆の変換を行う場合は,仿真软件端子と電気端子の両方を備えたSimscape电专业电力系统ブロックを使用する必要があります。

    Simscape电电力系统专业ブロックには,1つのタイプの端子のみを備えているものがあります。

電圧と電流の測定

电流测量ブロックを使って電流を測定する場合,電流の正の方向がブロックアイコンに示されます(正の電流は+端子から——端子に流れる)。同様に，电压测量ブロックを使って電圧を測定する場合，測定された電圧は-端子に対する+端子の電圧です。

コンデンサと▪▪ンダクタ▪▪を接続するときの基本原則

コンデンサ素子を,電圧源に接続する場合,あるいはインダクター素子と共に電流源と直列に接続する場合は特に注意してください。シミュレーションの開始時に,ブロック線図内に以下の2つの接続のいずれかがあれば,エラーメッセージが表示されます。

  1. 下記の2つの例のように,電圧源をコンデンサと並列に接続するか,あるいはコンデンサ素子と直列に接続している。

    この問題を解決するためには，電圧源とコンデンサの間に小さな抵抗を直列に追加します。

  2. 下記の例のように,電流源をインダクターと直列に,あるいは並列に接続されたインダクターと直列に接続している。

    この問題を解決するためには，。

Powerguiブロックを使用したSimscape电专业电力系统モデルのシミュレ，ション

Powerguiブロックは，Simscape电专业电力系统のモデル用の環境ブロックです。Simscape电电力系统专业ブロックの状態空間方程式を表す,等価な仿真软件回路の格納に使用されます。金宝appまた,定常状態とシミュレーション結果の解析用ツール,および詳細パラメーター設計用のツールも開きます。モデルにPowerguiブロックがない場合，シミュレ，ションを開始するとエラ，が返されます。

powerguiブロックをモデルで使用する方法の詳細にいては，powerguiを参照してください。