Simscape Electrical

AGGIORNAMENTO IMPORTANTE

 

Simscape Electrical

Modellare e simulare sistemi elettronici, meccatronici e di alimentazione elettrica 

 

Simscape Electrical™ (in precedenza chiamato SimPowerSystems™ e SimElectronics®) fornisce librerie di componenti per modellare e simulare sistemi elettronici, meccatronici e di alimentazione elettrica. Comprende modelli di semiconduttori, motori e componenti per applicazioni quali l’attuazione elettromeccanica, le smart grid e gli impianti a energia rinnovabile. Questi componenti possono essere utilizzati per valutare architetture di circuiti analogici, sviluppare sistemi meccatronici con trasmissioni elettriche, e analizzare la generazione, la conversione, la trasmissione e il consumo di energia elettrica a livello di rete.

Simscape Electrical ti aiuta a sviluppare sistemi di controllo e a testare le prestazioni a livello di sistema. Potrai parametrizzare i tuoi modelli usando variabili ed espressioni in MATLAB®, oltre a progettare in Simulink sistemi di controllo per impianti elettrici. Potrai integrare impianti meccanici, idraulici, termici e altri sistemi fisici nel tuo modello usando i componenti della famiglia di prodotti Simscape. Per distribuire i modelli in altri ambienti di simulazione, tra cui i sistemi hardware-in-the-loop (HIL), Simscape Electrical supporta la generazione di codice C.

Simscape Electrical è stato sviluppato in collaborazione con Hydro-Québec di Montreal.

Dispositivi a semiconduttore

Esamina le caratteristiche a livello di commutazione, le perdite, il comportamento a livello di sistema e gli effetti termici.

Modelli personalizzati in base alle proprie necessità

Seleziona dei semplici modelli che si adattino a caratteristiche dinamiche e ottieni simulazioni ancora più veloci. Aggiungi un modello di carica non lineare per acquisire transitori dettagliati e prevedere le perdite. Inserisci i valori delle schede tecniche direttamente nel tuo modello.

Modelli di IGBT semplificati e completi.

Effetti termici inclusi

Specifica in che modo il comportamento del dispositivo si modifica in base alla temperatura. Modella la generazione di calore all’interno del dispositivo. Collegati alla rete termica per modellare il trasferimento di calore tra il dispositivo e l’ambiente e valuta l’impatto sulle prestazioni. 

Regolatore di tensione lineare con effetti termici.

Riutilizzo di SPICE

Converti netlist SPICE in componenti di Simscape™. Collega il modello del tuo circuito alle reti termiche, ai dispositivi meccatronici e agli algoritmi di controllo. Valuta e seleziona un’architettura di circuito prima di eseguire l’estrazione dei parassiti.

Conversione di una netlist SPICE in blocchi di Simscape.

Motori e sistemi di azionamento

Progetta sistemi di controllo e verifica l’impatto delle non linearità e del calore sulle prestazioni del sistema.

Modelli personalizzati in base alle proprie necessità

Seleziona dei modelli semplici per ottenere un comportamento stazionario e simulazioni più veloci. Aggiungi saturazione e flusso non lineare per acquisire transitori dettagliati e prevedere le perdite. Inserisci i valori direttamente dalle schede tecniche per ottenere risultati conformi alle tue specifiche.

Controllo della velocità BLDC.

Effetti termici inclusi

Specifica in che modo il comportamento dell’attuatore si modifica in base alla temperatura. Modella la generazione di calore all’interno dell’attuatore. Collegati a una rete termica per modellare il trasferimento di calore tra ciascun avvolgimento e l’ambiente e per valutare l’impatto sulle prestazioni.

Regolatore di tensione lineare con effetti termici.

Riutilizzo dei dati FEM

Importa i dati da un’analisi a elementi finiti per modellare un collegamento di flusso non lineare. Collega il modello del tuo circuito alle reti termiche, ai dispositivi meccatronici e agli algoritmi di controllo. Verifica l’impatto delle non linearità sul comportamento del sistema. 

Importazione dei dati di collegamento di flusso IPMSM da ANSYS Maxwell.

Reti di energia

Analizza le prestazioni a livello di grid nelle reti con energie rinnovabili, elettronica di potenza e sistemi di azionamento.

Generazione di potenza

Modella generatori con macchine sincrone e asincrone. Abilita gli effetti non lineari come la saturazione. Aggiungi fonti di energia rinnovabile come gli array fotovoltaici, le turbine eoliche e le batterie per la conservazione dell’energia.

Generatore per turbina eolica asincrono trifase.

Trasmissione di potenza

Modella cavi e linee di trasmissione monofase e polifase. Includi trasformatori a comportamento non lineare dovuto a effetti quali la saturazione, le dimensioni variabili del nucleo e l’isteresi.

Alimentatore di prova a 13 nodi IEEE.

Consumo energetico

Integra raddrizzatori, inverter e topologie di convertitori comuni come buck e boost. Collegati ai dispositivi di azionamento elettrico con gli algoritmi di controllo di azionamento come il controllo ad orientamento di campo, il controllo vettoriale e il controllo diretto della coppia.

Controllo del convertitore buck-boost a topologia di inversione.

Tolleranza dei guasti

Minimizza le perdite, i tempi di fermo delle attrezzature e i costi validando il progetto in condizione di guasto.

Creazione di progetti solidi

Specifica le condizioni in cui i componenti potrebbero presentare dei problemi di funzionamento. Modella guasti ai componenti, come un circuito aperto o un corto circuito. Configura automaticamente i guasti per convalidare in modo efficace il tuo progetto rispetto a tutte le condizioni di guasto.

Guasto del MOSFET in un convertitore buck.

Interventi di manutenzione predittiva

Genera dati di training per addestrare algoritmi di manutenzione predittiva. Valida gli algoritmi mediante l’esecuzione di test virtuali in diversi scenari. Riduci i tempi di fermo e i costi delle attrezzature garantendo che la manutenzione venga eseguita a intervalli corretti. 

Rilevamento guasti multiclasse tramite dati simulati.

Perdite minimizzate

Calcola l’energia dissipata attraverso i componenti elettrici. Verifica che i componenti del circuito funzionino entro i loro limiti di sicurezza. Analizza automaticamente eventi specifici e serie di scenari di prova, poi esegui la post-elaborazione dei risultati in MATLAB®.  

Convertitore di energia solare. 

Test virtuali

Verifica il comportamento del sistema in più condizioni rispetto ai prototipi hardware.

Test di più scenari

Usa MATLAB per configurare automaticamente il tuo modello per diversi test. Usa l’algoritmo di commutazione ideale per fare una simulazione rapida e precisa dei dispositivi elettronici di potenza. Esegui serie di test o scansioni parametriche in parallelo su un desktop o un cluster.

Modello di velivolo elettrico in Simscape.

Previsione accurata del comportamento

Scegli un metodo di simulazione continuo, discreto o simbolico per analizzare gli effetti transitori e i livelli di tensione. Regola automaticamente i parametri in base ai dati misurati. Controlla automaticamente i gradini e le tolleranze in Simulink® per garantire risultati precisi.

Metodo di simulazione dei fasori nei componenti Simscape.

Analisi automatizzate

Esegui analisi di tipo Load Flow per determinare le condizioni stazionarie. Usa le analisi FFT per analizzare la qualità di potenza del tuo progetto. Usa MATLAB per automatizzare tutte le fasi di acquisizione e post-elaborazione dei risultati delle simulazioni.

Inizializzazione di una rete di 7 impianti di energia a 29 bus.

Distribuzione dei modelli

Usa modelli per l’intero processo di sviluppo, inclusi i test dei controllori embedded.

Test senza prototipi

Converti il tuo modello in codice C o HDL per testare gli algoritmi di controllo embedded e l’hardware del controllore usando test di hardware-in-the-loop. Esegui il commissioning virtuale configurando i test con un gemello digitale del tuo sistema di produzione.

Veicolo elettrico configurato per HIL.

Ottimizzazione accelerata

Converti il tuo modello in codice C per accelerare le singole simulazioni. Esegui test in parallelo distribuendo le simulazioni su più core di una stessa macchina, su più macchine in un cluster di computer o nel cloud.

Identificazione dei parametri dei supercondensatori.

Possibilità di condivisione con altri team

Sfrutta le funzionalità e i componenti avanzati dell’intera famiglia di prodotti Simscape senza dover acquistare una licenza per ogni prodotto aggiuntivo Simscape. Condividi i modelli protetti con team esterni evitando di rivelare la tua proprietà intellettuale.

Lavorare in Modalità protetta in Simscape.

Piattaforma Simscape

Esegui i test in un unico ambiente di simulazione per individuare problemi di integrazione.

Modellazione dell’intero sistema

Testa l’integrazione degli impianti elettrici, magnetici, termici, meccanici, idraulici, pneumatici e di altri sistemi in un unico ambiente. Individua subito i problemi di integrazione e ottimizza le prestazioni a livello di sistema.

Modelli personalizzati in base alle proprie necessità

Usando il linguaggio Simscape basato su MATLAB, definisci componenti personalizzati che acquisiscono solo la giusta quantità di dettagli per le analisi che desideri eseguire. Aumenta la tua efficienza creando gruppi riutilizzabili con chiare parametrizzazioni e interfacce.

Cella di batteria con potenziale elettrochimico personalizzato.

Integrazione dei team di progettazione

Permetti ai programmatori software e ai progettisti hardware di collaborare fin dalle prime fasi del processo di progettazione. Usa la simulazione per esplorare a fondo l’intero spazio di progettazione. Comunica i requisiti usando specifiche eseguibili per l’intero sistema.

Rete elettrica di un veicolo ibrido a ripartizione di potenza.

MATLAB e Simulink

Trova il progetto ottimale più velocemente automatizzando le attività eseguite sull’intero modello del sistema.

Automatizzazione di tutte le attività

Usa MATLAB per automatizzare qualsiasi attività, compreso l’assemblaggio del modello, la parametrizzazione, i test, l’acquisizione dei dati e la post-elaborazione. Crea app per le attività comuni in modo da aumentare l’efficienza della tua intera azienda di progettazione.

Comandi MATLAB che automatizzano la costruzione del modello. I comandi MATLAB ti permettono di automatizzare la costruzione del modello mediante l’aggiunta, la parametrizzazione e la rimozione di blocchi e connessioni.

Ottimizzazione della progettazione del sistema

Usa Simulink per collegare gli algoritmi di controllo, la progettazione hardware e l’elaborazione dei segnali in un unico ambiente. Applica gli algoritmi di ottimizzazione per trovare la progettazione complessiva migliore per il tuo sistema.

Traiettoria ottimale di un braccio robotico. Gli algoritmi di ottimizzazione vengono utilizzati per trovare la traiettoria di un braccio robotico che consumi una quantità minima di energia elettrica.

Cicli di sviluppo più brevi

Riduci il numero di iterazioni progettuali usando gli strumenti di verifica e convalida. Assicurati che i requisiti a livello di sistema vengano soddisfatti verificandoli continuamente per tutto il ciclo di sviluppo.

Verifica continua dei requisiti dei motori elettrici. Tutta una serie di simulazioni e di fasi di post-elaborazione sono completamente automatizzate affinché i requisiti dei motori elettrici possano essere verificati dopo ogni modifica progettuale.

Ultime novità

Assistenza alla conversione SPICE

Convertire modelli SPICE in componenti Simscape

Libreria di controllo ampliata

Accelerare la progettazione grazie all’uso di componenti di algoritmi precostituiti e documentati

Formulazione di tempo e frequenza

Aumentare la velocità di simulazione dei sistemi con un’unica frequenza di base

Visualizzazione delle caratteristiche delle batterie

Rappresentare graficamente le caratteristiche di tensione-carica per i valori di parametro di un modello di batteria

Impostazioni predefinite di uno stack di pile a combustibile

Modellare una pila a combustibile ad ossido solido da 3 kW o 25 kW (SOFC)

Blocco di dispositivi Peltier

Modellare la conversione tra energia elettrica e termica

Guarda le note di rilascio per ulteriori informazioni su queste caratteristiche e sulle loro funzioni.

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