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Bibliothèque Systèmes électriques
Explorez des exemples qui illustrent la modélisation, le contrôle et la simulation de systèmes électriques.
Sélection d՚exemples
Circuit RC dans Simulink et Simscape
Cet exemple présente deux modèles de circuit RC : l’un utilise des blocs d’entrée/sortie Simulink® et l’autre utilise des réseaux physiques Simscape™.
Circuit RC en cascade dans Simulink et Simscape
Cet exemple montre deux modèles de circuit RC en cascade : l’un utilise des blocs d’entrée/de sortie Simulink® et l’autre utilise des réseaux physiques Simscape™.
Moteur de type shunt
Cet exemple présente un modèle de moteur de type shunt. Sur un moteur de type shunt, les enroulements de champ et d'armature sont connectés en parallèle. Les paramètres du circuit équivalent sont la résistance d'armature Ra = 110 Ohms, la résistance de champ Rf = 2,46 KOhms et le coefficient de fcém Laf = 5,11. La fcém est fournie par Laf*If*Ia*w, où If correspond au courant de champ, Ia, au courant d'armature et w, à la vitesse du rotor en radians/s. L'inertie du rotor J est de 2,2e-4 kgm^2 et l'amortissement du rotor B est de 2,8e-6 Nm/(radian/s).
Moteur DC à aimants permanents
Ce modèle est basé sur un micromoteur DC de la gamme Faulhaber 0615. Les valeurs des paramètres sont définies pour correspondre au variant 1,5 V de ce moteur. Le modèle utilise ces paramètres pour vérifier la vitesse à vide, le courant à vide et le couple de calage indiqués par le fabricant.
Lead-Acid Battery
Model a lead-acid battery cell using the Simscape™ language to implement the nonlinear equations of the equivalent circuit components. In this way, as opposed to modeling entirely in Simulink®, the connection between model components and the defining physical equations is more easily understood. For the defining equations and their validation, see Jackey, R. "A Simple, Effective Lead-Acid Battery Modeling Process for Electrical System Component Selection", SAE World Congress & Exhibition, April 2007, ref. 2007-01-0778.
Lead-Acid Battery with Dashboard Blocks
Model a lead-acid battery cell using the Simscape™ language.
Bloc de batterie lithium-ion avec des défauts
Cet exemple montre comment simuler efficacement un bloc de batteries composé de plusieurs cellules connectées en série. Il montre également qu’il est possible d’introduire un défaut dans l’une des cellules pour déterminer son effet sur la performance de la batterie et la température des cellules. Par souci d’efficacité, les cellules identiques connectées en série ne sont pas simplement modélisées via la connexion de plusieurs modèles de cellule en série. Au lieu de cela, une seule cellule est utilisée et la tension aux bornes est augmentée en fonction du nombre de cellules. Le défaut est représenté par une modification des paramètres du sous-système Cell 10 Fault consistant à réduire la capacité et la tension à circuit ouvert et à augmenter les valeurs de résistance.
Lithium-Ion Battery Pack with Fault Using Arrays
Simulate a battery pack that consists of multiple series-connected cells. It also shows how you can introduce a fault into one of the cells to see the impact on battery performance and cell temperatures. The battery pack is modeled in Simscape™ language by connecting cell models in series using arrays. You can represent the fault by defining different parameters for the faulty cell.
Cellule de batterie au lithium - circuit équivalent à une branche RC
Cet exemple montre comment modéliser une cellule de batterie au lithium en utilisant le langage Simscape™ pour implémenter les éléments d’un modèle de circuit équivalent à une branche RC. Pour en savoir plus sur les équations de définition et leur validation, consultez l’article de T. Huria, M. Ceraolo, J. Gazzarri et R. Jackey. « High Fidelity Electrical Model with Thermal Dependence for Characterization and Simulation of High Power Lithium Battery Cells », IEEE International Electric Vehicle Conference, mars 2012.
Cellule de batterie au lithium - circuit équivalent à deux branches RC
Cet exemple montre comment modéliser une cellule de batterie au lithium en utilisant le langage Simscape™ pour implémenter les éléments d’un modèle de circuit équivalent à deux branches RC. Pour en savoir plus sur les équations de définition et leur validation, consultez l’article de T. Huria, M. Ceraolo, J. Gazzarri et R. Jackey. « High Fidelity Electrical Model with Thermal Dependence for Characterization and Simulation of High Power Lithium Battery Cells », IEEE International Electric Vehicle Conference, mars 2012.
Lithium Pack Thermal Runaway
Model a thermal runaway in a lithium-ion battery pack. The model measures the cell heat generation, the cell-to-cell heat cascade, and the subsequent temperature rise in the cells, based on the design. The cell thermal runaway abuse heat is calculated using calorimeter data. Simulation is run to evaluate the number of cells that go into runaway mode, when just one cell is abused. To delay or cancel the cell-to-cell thermal cascading, this example models a thermal barrier between the cells.
Transistor bipolaire non linéaire
Ce modèle présente l’implémentation d’un transistor bipolaire non linéaire sur la base du circuit d’Ebers-Moll équivalent. R1 et R2 définissent le point de fonctionnement nominal. Le gain en petits signaux est défini de manière approximative par le ratio R3/R4. Les condensateurs de découplage 1uF ont été retenus pour leur impédance négligeable à 1 KHz. Le modèle est configuré pour la linéarisation de manière à ce qu’une réponse en fréquence puisse être générée.
Small-Signal Bipolar Transistor
The use of a small-signal equivalent transistor model to assess performance of a common-emitter amplifier. The 47K resistor is the bias resistor required to set nominal operating point, and the 470 Ohm resistor is the load resistor. The transistor is represented by a hybrid-parameter equivalent circuit with circuit parameters h_ie (base circuit resistance), h_oe (output admittance), h_fe (forward current gain), and h_re (reverse voltage transfer ratio). Parameters set are typical for a BC107 Group B transistor. The gain is approximately given by -h_fe*470/h_ie =-47. The 1uF decoupling capacitor has been chosen to present negligible impedance at 1KHz compared to the input resistance h_ie, so the output voltage should be 47*10mV = 0.47V peak.
Band-Limited Op-Amp
How higher fidelity or more detailed component models can be built from the Foundation library blocks. The model implements a band-limited op-amp. It includes a first-order dynamic from inputs to outputs, and gives much faster simulation than if using a device-level equivalent circuit, which would normally include multiple transistors. This model also includes the effects of input and output impedance (Rin and Rout in the circuit), but does not include nonlinear effects such as slew-rate limiting.
Finite-Gain Op-Amp
How higher fidelity or more detailed component models can be built from the Foundation library blocks. The Op-Amp block in the Foundation library models the ideal case whereby the gain is infinite, input impedance infinite, and output impedance zero. The Finite Gain Op-Amp block in this example has an open-loop gain of 1e5, input resistance of 100K ohms and output resistance of 10 ohms. As a result, the gain for this amplifier circuit is slightly lower than the gain that can be analytically calculated if the op-amp gain is assumed to be infinite.
Op-Amp Circuit - Differentiator
A differentiator, such as might be used as part of a PID controller. It also illustrates how numerical simulation issues can arise in some idealized circuits. The model runs with the capacitor series parasitic resistance set to its default value of 1e-6 Ohms. Setting it to zero results in a warning and a very slow simulation. See the User's Guide for further information.
Circuit d’amplificateur opérationnel inverseur
Ce modèle présente un circuit d’amplificateur opérationnel inverseur standard. Le gain est égal à -R2/R1 et avec R1 = 1 000 ohms et R2 = 10 000 ohms, la tension d’entrée crête à crête de 0,1 V est amplifiée à 1 V crête à crête. Comme le bloc Op-Amp implémente un dispositif idéal (c’est-à-dire à gain infini), ce gain est obtenu quelle que soit la charge de sortie.
Circuit d’amplificateur opérationnel non inverseur
Ce modèle présente un circuit d’amplificateur opérationnel non inverseur. Le gain est égal à 1+R2/R1 et avec R1 = 1 000 ohms et R2 = 10 000 ohms, la tension d’entrée crête à crête de 0,1 V est amplifiée à 1,1 V crête à crête. Comme le bloc Op-Amp implémente un dispositif idéal (c’est-à-dire à gain infini), ce gain est obtenu quelle que soit la charge de sortie.
Nonlinear Inductor
An implementation of a nonlinear inductor where inductance depends on current. A tanh function defines the nonlinear flux-current relationship. The flux saturates for large currents, which can occur, for example, in iron core inductors.
Pont redresseur double alternance
Cet exemple présente un transformateur AC idéal associé à un pont redresseur double alternance. Il convertit 120 volts AC en 12 volts DC. Le transformateur a un rapport de spires égal à 14 et réduit l’alimentation à 8,6 volts rms, soit 8,6 * sqrt(2) = 12 volts crète à crète. Le pont redresseur double alternance avec condensateur la convertit ensuite en DC. La résistance représente une charge classique.
Disjoncteur
Cet exemple indique comment modéliser un disjoncteur. Le mécanisme du disjoncteur électromécanique est approximé par une constante de temps de premier ordre. L’hypothèse de base est que la force mécanique est proportionnelle au courant de charge. Cette représentation simplifiée peut être utilisée dans un modèle de plus grande envergure représentant un système complet. Lorsque l'alimentation en 20 V est appliquée à une seconde, le courant obtenu dépasse le courant nominal du disjoncteur. Par conséquent, le disjoncteur se déclenche. La touche de réinitialisation est alors actionnée à trois secondes et la tension augmente. Le disjoncteur se déclenche alors juste au-delà du courant nominal du disjoncteur.
Solénoïde
Cet exemple présente un solénoïde à rappel par ressort. Le solénoïde est modélisé sous forme d’inductance dont la valeur L dépend de la position x du plongeur. La force contre-électromotrice correspondant à une inductance variable dans le temps est donnée par la formule suivante :
Operating Point RLC Transient Response
The response of a DC power supply connected to a series RLC load. The goal is to plot the output voltage response when a load is suddenly attached to the fully powered-up supply. This is done using a Simscape operating point.
