Simscape Electrical

MISE A JOUR IMPORTANTE

 

Simscape Electrical

Modélisez et simulez des systèmes électroniques, mécatroniques et électriques 

 

Simscape Electrical™ (anciennement SimPowerSystems™ et SimElectronics®) contient des bibliothèques de composants permettant de modéliser et de simuler des systèmes électroniques, mécatroniques et électriques. Il inclut des modèles de semi-conducteurs, de moteurs et des composants pour des applications comme les systèmes d'actionnement électromécanique, de réseaux intelligents et à énergie renouvelable. Vous pouvez utiliser ces composants pour évaluer les architectures de circuits analogiques, développer des systèmes mécatroniques dotés d'entraînements électriques et analyser la production, la conversion, la transmission et la consommation d'énergie électrique au niveau du réseau.

Simscape Electrical permet de développer des systèmes de contrôle et de tester les performances au niveau système. Vous pouvez paramétrer vos modèles à l'aide de variables et d'expressions MATLAB®, et concevoir des systèmes de contrôle pour vos systèmes électriques dans Simulink®. Vous pouvez intégrer des systèmes mécaniques, hydrauliques, thermiques et d'autres systèmes physiques dans votre modèle à l'aide de composants provenant de la famille de produits Simscape. Afin de déployer vos modèles vers d'autres environnements de simulation, dont les systèmes hardware-in-the-loop (HIL), Simscape Electrical supporte la génération de code C.

Simscape Electrical a été développé en collaboration avec la société Hydro-Québec de Montréal.

Dispositifs à semi-conducteurs

Examinez les caractéristiques de commutation, les pertes, le comportement au niveau du système et les effets thermiques.

Des modèles personnalisés au gré de vos besoins

Sélectionnez des modèles simples correspondant aux caractéristiques dynamiques voulues et bénéficiez de vitesses de simulation plus rapides. Ajoutez un modèle de charge non linéaire pour capturer des transitoires détaillés et prévoir les pertes. Saisissez les valeurs de la fiche technique directement dans votre modèle.

Modèles IGBT simplifiés et complets.

Prise en compte des effets thermiques

Spécifiez la manière dont le comportement d'un appareil change avec la température. Modélisez la génération de chaleur à l'intérieur de l'appareil. Établissez une connexion avec le réseau thermique pour modéliser le transfert de chaleur entre l'appareil et l'environnement, et évaluer les répercussions sur les performances. 

Régulateur de tension linéaire avec effets thermiques.

Réutilisation de SPICE

Convertissez des listes d'interconnexions de sous-circuits pour valeurs discrètes en composants Simscape™. Connectez votre modèle de circuit aux réseaux thermiques, aux appareils mécatroniques et aux algorithmes de contrôle. Évaluez et sélectionnez une architecture de circuit avant de procéder à une extraction parasite.

Conversion d'une liste d'interconnexions SPICE en blocs Simscape.

Moteurs et entraînements

Concevez des systèmes de contrôle et vérifiez l'incidence des non-linéarités et de la chaleur sur les performances du système.

Des modèles personnalisés au gré de vos besoins

Sélectionnez des modèles simples correspondant au comportement en régime permanent et atteignez des vitesses de simulation plus rapides. Ajoutez un flux non linéaire et de la saturation pour capturer des transitoires détaillés et prévoir les pertes. Saisissez les valeurs directement à partir de fiches techniques afin de les adapter à vos spécifications.

Contrôle de vitesse BLDC.

Prise en compte des effets thermiques

Spécifiez la manière dont le comportement d'un actionneur change avec la température. Modélisez la génération de chaleur à l'intérieur de l'actionneur. Établissez une connexion avec le réseau thermique pour modéliser le transfert de chaleur entre l'enroulement et l'environnement, et évaluer les répercussions sur les performances.

Régulateur de tension linéaire avec effets thermiques.

Réutilisation des données FEM

Importez des données à partir d'une analyse par éléments finis pour modéliser une liaison non linéaire des flux. Connectez votre modèle de circuit aux réseaux thermiques, aux appareils mécatroniques et aux algorithmes de contrôle. Vérifiez l'impact des non-linéarités sur le comportement du système. 

Importez des données de liaison des flux IPMSM à partir d'ANSYS Maxwell.

Réseaux d'alimentation

Analysez les performances dans les réseaux avec des composantes renouvelables, de l'électronique de puissance et des systèmes d'entraînement.

Production d'énergie électrique

Modélisez des générateurs avec des machines asynchrones et synchrones. Activez des effets non linéaires tels que la saturation. Ajoutez des sources d'énergie renouvelables, notamment des panneaux photovoltaïques, des éoliennes et des batteries pour le stockage de l'énergie.

Générateur asynchrone triphasé à turbine éolienne.

Transmission d'énergie électrique

Modélisez des lignes de transmission et câbles monophasés et multiphasés. Intégrez des transformateurs au comportement non linéaire provoqué par des effets tels que la saturation, les dimensions de noyau variables et l'hystérésis.

Alimentation test 13 nœuds IEEE.

Consommation électrique

Intégrez des redresseurs, des onduleurs et des convertisseurs présentant des topologies courantes, par exemple de type Buck et Boost. Établissez une connexion avec des commandes électriques à l'aide d'algorithmes de contrôle tels que le contrôle à flux orienté, le contrôle de vecteur et le contrôle de couple direct.

Topologie d'inversion du contrôle du convertisseur Buck-Boost.

Tolérance aux défaillances

Minimisez les pertes, les temps d'arrêt de l'équipement et les coûts en validant le design dans des conditions de défaillance.

Créez des designs fiables

Précisez les conditions dans lesquelles les composants pourraient tomber en panne. Modélisez les composants défectueux, tels qu'un circuit ouvert ou un court-circuit. Configurez automatiquement les défaillances pour valider efficacement votre design dans toutes les situations de défaillance.

Défaillance d'un MOSFET dans un convertisseur abaisseur.

Effectuez une maintenance prédictive

Générez des données d'apprentissage pour entraîner des algorithmes de maintenance prédictive. Validez des algorithmes au moyen de tests virtuels dans de nombreux scénarios. Réduisez les temps d'arrêt et les coûts de l'équipement en veillant à ce que l'entretien soit effectué aux intervalles appropriés. 

Détection de pannes multiclasses au moyen de données simulées.

Réduisez les pertes

Calculez l'énergie dissipée par ls composants électriques. Vérifiez que les composants d'un circuit fonctionnent dans leur zone d'opération sûre. Analysez automatiquement des événements spécifiques et des jeux de scénarios de test et post-traitez les résultats dans MATLAB®.  

Convertisseur de puissance solaire. 

Test virtuel

Vérifiez le comportement du système dans davantage de situations que ne le permettent les prototypes hardware.

Testez davantage de scénarios

Utilisez MATLAB pour automatiquement configurer votre modèle en vue des tests. Utilisez l'algorithme de commutation idéal permettant une simulation plus rapide et précise des composants d'électroniques de puissance. Exécutez des ensembles de tests ou des balayages de paramètres en parallèle sur votre PC ou sur un cluster d’ordinateurs.

Modèle d'avion électrique dans Simscape.

Prévoyez le comportement avec précision

Choisissez le mode de simulation continue, discrète ou en mode phaseur pour analyser les effets transitoires ou les amplitudes de tension. L'adaptation des paramètres s'effectue automatiquement pour correspondre aux données mesurées. Contrôlez les incréments et les tolérances automatiquement dans Simulink® pour garantir des résultats précis.

Simulation en mode phaseur dans des composants Simscape.

Automatisez les analyses

Effectuez des analyses de débit de charge pour déterminer les conditions en régime permanent. Utilisez l'analyse FFT pour analyser la qualité d'énergie de votre design. Utilisez MATLAB pour automatiser chaque étape de l'acquisition et du post-traitement des résultats de simulation.

Lancement d'un réseau à 29 bus et 7 centrales.

Déploiement de modèle

Utilisez des modèles pour l'ensemble du processus de développement, y compris le test des contrôleurs embarqués.

Exécution de tests sans prototype

Convertissez votre modèle en code C ou HDL pour tester les algorithmes de contrôle embarqués et le matériel du contrôleur au moyen de tests HIL hardware-in-the-loop. Effectuez la mise en service virtuelle en configurant des tests à l'aide d'un jumeau numérique de votre système de production.

Véhicule électrique configuré pour HIL.

Accélérez l'optimisation

Convertissez votre modèle en code C pour accélérer les simulations individuelles. Exécutez des tests en parallèle en déployant des simulations sur plusieurs cœurs d'une même machine, plusieurs machines dans un cluster informatique ou un cloud.

Identification des paramètres d'un supercondensateur.

Échangez avec d'autres équipes

Utilisez des composants et fonctionnalités avancés provenant de l'ensemble de la famille de produits Simscape sans avoir à acheter une licence pour chaque produit complémentaire Simscape. Partagez les modèles protégés avec des équipes externes pour éviter une exposition d'IP.

Travailler en mode restreint dans Simscape.

Plateforme Simscape

Exécutez les tests dans un environnement de simulation unique pour identifier les problèmes d'intégration.

Modélisez le système tout entier

Testez l'intégration de systèmes électriques, magnétiques, thermiques, mécaniques, hydrauliques, pneumatiques et autres dans un même environnement. Identifiez précocement les problèmes d'intégration et optimisez les performances du système.

Des modèles personnalisés au gré de vos besoins

À l'aide du langage Simscape basé sur MATLAB, vous pouvez définir des composants personnalisés qui capturent le niveau de fidélité approprié pour l'analyse que vous souhaitez réaliser. Augmentez votre efficacité en créant des assemblages réutilisables avec des interfaces et des paramétrages clairs.

Cellule de batterie avec domaine électrochimique personnalisé.

Intégrez des équipes de

Donnez la possibilité aux programmeurs software et aux designers hardware de collaborer dès le début du processus de conception. Utilisez la simulation pour découvrir pleinement l'espace de design dans sa globalité. Communiquez les exigences en utilisant une spécification exécutable pour le système tout entier.

Réseau électrique pour véhicules hybrides à répartiteur de puissance.

MATLAB et Simulink

Recherchez un design optimal plus rapidement en automatisant des tâches exécutées sur le modèle complet du système.

Automatisez toutes les tâches

Utilisez MATLAB pour automatiser n'importe quelle tâche, y compris l'assemblage des modèles, le paramétrage, les tests, l'acquisition des données et le post-traitement. Créez des applications pour les tâches usuelles en vue d'augmenter l'efficacité de l'ensemble de votre équipe technique.

Des commandes MATLAB qui automatisent la création de modèles. Les commandes MATLAB vous permettent d'automatiser la construction de modèles en ajoutant, paramétrant et supprimant des blocs et des connexions.

Optimisation du design du système

Utilisez Simulink pour relier algorithmes de contrôle, design hardware et traitement du signal dans un même environnement. Appliquez des algorithmes d'optimisation pour e la meilleur design d'ensemble pour votre système.

Trajectoire optimale d'un bras de robot. Les algorithmes d'optimisation servent à déterminer la trajectoire du bras d'un robot qui consomme le moins d'énergie électrique.

Raccourcissement des cycles de développement

Réduisez le nombre d'itérations de design avec des outils de vérification et de validation. Assurez-vous que les exigences au niveau du système sont respectées en les vérifiant en continu tout au long du cycle de développement.

Vérification continue des exigences d'un moteur. Des simulations définies et des étapes de post-traitement sont entièrement automatisées de sorte que les exigences du moteur puissent être vérifiées après chaque changement du design.

Nouveautés

Assistant de conversion SPICE

Convertissez des modèles SPICE en composants Simscape

Bibliothèque de contrôle étendue

Accélérez la modélisation en utilisant des composants d'algorithme préétablis et documentés

Formulation de la fréquence et du temps

Augmentez la vitesse de simulation concernant vos systèmes avec une seule fréquence de base

Visualisation des caractéristiques d'une batterie

Tracez les caractéristiques tension-charge pour les valeurs des paramètres d'un modèle de batterie

Valeurs prédéfinies d'un bloc Fuel Cell Stack

Modélisez une pile à combustible à oxydes solides (SOFC) de 3 kW ou 25 kW

Module Peltier

Modélisez la conversion entre énergie électrique et énergie thermique

Consultez les notes de version pour en savoir plus sur ces fonctionnalités et les fonctions correspondantes.

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