電気回路の分割

このセクションでは、電気回路の分割の一般的な動機について説明し、モデルでそれを使用するための実用的なガイドラインを示します。

電気回路分割を行う主な目的は、通常多数のスイッチを含む複雑なパワーエレクトロニクスおよび電力システムモデルの並列計算を可能にすることです。この利点を示すために、図1に示す2レベル・バックツーバックコンバータの例を使用します。

コンバータは理想スイッチを用いてモデル化され、制御可能なスイッチ（IGBT）と逆並列ダイオードの組み合わせが1つのスイッチとして表現されます。2レベル・バックツーバック・コンバータは、2つの三相2レベル・コンバータで構成され、各コンバータには6つのスイッチが含まれています。

各スイッチの順列は、線形時不変（LTI）状態空間行列で表されます。12個のスイッチを含む本回路の場合、順列の数は2 ¹² = 4096です。この場合、4096個の状態空間行列を保存する必要があります。これらの行列を保存するために必要なメモリ容量は、スイッチの数に応じて指数関数的に増加します。

回路が 2 つの回路に分割され、それぞれが別のプロセッサで実行されるか、同じプロセッサの別のコアで実行される場合、コアあたりのスイッチ順列の総数は 2 ⁶ = 64 となり、両方の回路に格納される行列の総数は 2x64 = 128 となります。これは、1 つの回路に必要な 4096 よりも大幅に少ない数です。

一方、回路のシミュレーションに必要な時間は、状態空間行列のサイズと密度に依存します。回路全体を分割すると、コアあたりの行列の数が減り、シミュレーション速度が向上します。

回路分割の詳細については、次のページを参照してください。

モデル分割コンポーネント

カップリング部品の配置とパラメータ化 - 理想的なトランスフォーマーベースのカップリング

カップリングコンポーネントの配置とパラメータ化 - TLMベースのカップリング

マルチHIL固有の回路分割

さらに、理想変圧器と TLM ベースのカップリングの違いを網羅した電気回路分割の概要は、ビデオ ナレッジベースおよびHIL 基礎コースの一部として提供されています。