トランスフォーマー

このセクションでは、理想変圧器、単相 3 巻線変圧器、三相 4 巻線変圧器など、Typhoon HIL の回路図エディタにあるすべての変圧器コンポーネントの一般的なプロパティについて説明します。

コアモデル

変圧器コアモデリングは、ライブラリ内のすべての変圧器で利用可能です。コアモデルは、 「コアモデル」コンボボックスで選択できます。以下のリストは、利用可能なすべてのコアモデルのマスクプロパティと変圧器の一次側を示しています。コアモデルは、以下のいずれかの値に設定できます。

  • リニア
    • コアは変圧器の一次側の線形磁化インダクタンスとしてモデル化される。
    1コアモデルを線形に設定した変圧器の一次側
  • 非線形/ヒステリシス
    • コア飽和は、変圧器の一次側における非線形磁化インダクタンスとしてモデル化されます。一部の変圧器では、コアのヒステリシスもモデル化できます。
    2コアモデルを非線形またはヒステリシスに設定した変圧器の一次側
  • Lm/Rmを無視
    • 選択すると、コアの磁化インダクタンスと抵抗は無視されます。
    3コアモデルをLm/Rmを無視した変圧器の一次側

ヒステリシス効果

ヒステリシス効果をシミュレートするには、信号処理の実装が必要です。そのため、ヒステリシスシミュレーションの実行速度を指定する必要があります。任意の動的信号に対してこの効果を捉えるには、その周期は、ヒステリシスサンプリングの実行速度(定義: 実行率ヒステリシスは、図に示すように、変圧器または非線形インダクタの種類に応じて異なるラベルを持つ3つのリスト/配列によってさらに定義されます。 図4.
4ヒステリシス効果に関する特性
ヒステリシスフラックス値 正電流、正磁束象限のヒステリシス上曲線を定義します。ヒステリシス下曲線と他の3つの磁束電流象限は、対称性を用いて外挿されます。ヒステリシスを有効にすると、電流源は非線形インダクタと並列に生成され、ヒステリシス効果によってのみ電流が注入されます。実行レートは、 実行率 パラメータ。ただし、非線形電流機能は常にソルバーの実行速度でシミュレートされるため、飽和効果はヒステリシス効果よりもはるかに応答性が高くなります。

ヒステリシスを適切に定義するには、ゼロ電流データ ポイントに対してFlux 値Hysteresis flux 値の両方のデータ値を指定する必要があります。つまり、 Current 値Flux 値のリスト/配列の最初の値は 0 で、 Hysteresis flux 値のリスト/配列の最初の値は残留フラックス値である必要があります。次に、これら 3 つのプロパティはすべて同じ数の要素を持ち、3 つすべてが単調に非減少のリスト/配列である必要があります。 Hysteresis flux 値には、 Flux 値リスト内の対応する要素よりも値が高い要素が少なくとも 1 つあり、その後に Flux 値内の対応する要素と同じ値を持つ要素が少なくとも 1 つ続く必要があります。 Hysteresis flux 値Flux 値最初の共通要素は、 Hysteresis upper curve thresholdとして定義されます。

図 5 は、以下の設定を使用して適切に定義されたパラメータ値の例を示しています。

磁束値 [Wb]: [0, 0.004, 0.008, 0.011, 0.013, 0.014, 0.0145, 0.015] 電流値 [A]: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] ヒステリシス磁束値 [Wb]: [0.004, 0.007, 0.01, 0.012, 0.0135, 0.0141, 0.0145, 0.015]
5適切に定義されたパラメータ値のグラフィカルな例

「プレビュー」ボタンをクリックすると、ヒステリシスパラメータが検証されます。ただし、各プロパティフィールドで直接定義されている場合のみ検証され、名前空間を介して定義されている場合は検証されません。検証後、ヒステリシス曲線が延長され、図6に示すように、期待されるシミュレーションヒステリシス曲線が表示されます。

6 ヒステリシスプレビュー付きの完全な磁束電流曲線

シミュレートされた磁束値がヒステリシス上限曲線しきい値を超えると、上側の曲線が磁束電流設定点の軌跡となり、次のトリガー イベントまでその状態が維持されます。シミュレートされた磁束値がヒステリシス下限曲線しきい値を下回ると、下側の曲線が磁束電流設定点の軌跡となり、次のトリガー イベントまでその状態が維持されます。シミュレーションが最初に開始されると、次のトリガー イベントまで元の曲線が基準となります。実行時にヒステリシスを無効にして基準曲線を元の磁化曲線に戻すには、scada 入力demagnetize_scada_in1に設定します。ヒステリシス上限曲線とヒステリシス下限曲線を再度有効にするには、scada 入力demagnetize_scada_in を0に設定します。基準曲線への磁束消磁は、TyphoonSim ではまだサポートされていません。

現在のバージョンの Schematic Editor では、次のタイプのトランスフォーマー コンポーネントを選択できます。

等価回路パラメータ値の計算に関する追加情報は、別のセクションに記載されています。