TLMカップリング部品の推奨場所

このセクションでは、いくつかの一般的な使用例を通じて、TLM カップリング コンポーネントを配置するための最適な場所を決定するための一般的なロジックを示します。

注: TyphoonSimのようなオフラインシミュレータは、シミュレーションにおいて可変のシミュレーションステップを使用するため、リアルタイム制約は考慮されません。そのため、オフラインシミュレーションでは、固定時間枠内で計算性能を向上させるためにモデルを分割する必要がないため、モデル分割は不要です。以下の説明はすべて、リアルタイム/VHILシミュレーションにのみ関連しています。

カップリングコンポーネントの位置を決定することは、シミュレーションの安定性と精度を維持するために非常に重要です。このステップは簡単な場合もありますが、より困難なユースケースもあります。より良い結果を得るには、カップリング要素は、モデルの信号ダイナミクスが低い位置に配置する必要があります。

これらは一般的なルールです。カップリング部品を常に理想的な位置に配置できるとは限りません。TLMカップリングでは、選択したカップリングタイプに応じて、回路内にインダクタまたはコンデンサが追加されます。そのため、既存のインダクタ(またはコンデンサ)を回路から取り外し、その場所にTLMカップリング部品を配置することをお勧めします。TLMカップリング部品で電圧を測定することは推奨されません。以下の例では、一般的な回路分割パターンをいくつか示します。

注: TLMのインダクタンス(容量)が比較的大きい場合は、双線形離散化法の使用を推奨します。それ以外の場合は、台形離散化法を使用できます。

単相誘導TLM結合 - 基本的な使用例

このパターンは、既存のインダクタを誘導性TLMリンクに置き換える基本原理を示しています。このパターンは、モデルに他の要素と直列に接続されたインダクタが含まれている場合、あらゆる状況で使用できます。この場合、インダクタは、置き換えられる要素と同じインダクタンスを持つ誘導性TLM単相コアカップリングに置き換えることができます。例えば、図1では、インダクタL1_2がTLMカップリングに置き換えられています。

1誘導性TLM結合 - 例1
図2 2つのインダクタを、置き換えたインダクタのインダクタンスの合計に等しい対応するインダクタンスを持つ単一の誘導性TLM結合に置き換えることができることを示しています。もちろん、直列に接続されている限り、3つ、4つ、またはそれ以上のインダクタを置き換えることができます。また、1つのインダクタを2つの部分に「分割」することもできます。最初の部分は回路に残し、もう1つの部分はTLM結合に組み込まれます。もちろん、「新しい」インダクタのインダクタンスとTLM結合のインダクタンスの合計は、元のインダクタのインダクタンスと同じである必要があります。
2誘導性TLM結合 - 例2

単相容量性TLM結合 - 基本的な使用例

容量性TLM結合素子は、誘導性TLM結合素子と同様に使用できます。唯一の違いは、コンデンサを他の素子と並列に接続する必要があることです。図3は、コンデンサC1C2をC1C2の合計に等しい容量を持つ容量性TLMリンクに置き換えた例を示しています。

3容量性TLM結合の例

単相TLMカップリング - 変圧器の使用例

トランスの隣でTLM結合素子を使用する場合、目的はトランス巻線の1つでインダクタを分割することです。次に、変更された巻線の隣に誘導性TLM結合素子を配置します。結合インダクタンスと「新しい」巻線インダクタンスの合計は、元の巻線インダクタンスと同じである必要があります。図4は、分離する必要がある元の回路を示しています。前述のように、二次巻線インダクタンスLはL/2に低減できます。次に、誘導性TLM結合素子をトランス巻線の隣に追加します。対応するTLMインダクタンスもL/2である必要があります。説明した手順を図5に示します。

4変圧器 - オリジナル回路
5変圧器 - 分離回路

三相TLMカップリング

三相 TLM 結合は、単相 TLM 結合に基づいています。したがって、使用上の推奨事項に違いはありません。したがって、単相の場合と同様に、その場所の既存のインダクタ (またはコンデンサ) を対応する三相 TLM 結合要素に置き換えることをお勧めします。もちろん、結合インダクタンス (容量) は、交換する要素のインダクタンス (容量) と同じである必要があります。図 6 は、三相 TLM 結合の一例を示しています。 L2L3 、およびL17というラベルの付いたインダクタのインダクタンスはLです。これらは、インダクタンスをLに設定した三相 TLM コア結合要素に置き換えることができます。インダクタンスL2L3 、およびL17の値が異なる場合は、異なる値の単相 TLM 結合コンポーネントを組み合わせた三相結合要素を実装する必要があります。

6.三相TLM - 例1