# 基础电气模型库


# 概述

TYElectrical 基础电气模型库包括基础元件库、无源元件、电源、配电元件、数字元件、传感器、半导体和功率变换器。该库可用于快速构建多种类型的电气系统,包括用于机电驱动、智能电网和可再生能源系统等应用的组件模型。同时也可以使用这些组件来评估模拟电路架构,开发带有电力驱动器的机电一体化系统,并分析电网级电力的生成、转换、传输和消耗。

# 功能要点

  • 提供丰富的基础电气模型

    涵盖常用的电气组件模型,在基础电气库中包含多种类电源、传感器、功率变换器、开关、线束等,在保证系统模型搭建的基础上,同时保证系统多模型布局的美观度。

  • 适用范围广

    基础电气库涵盖电源、基础电气元件、无源组件、传感器、数字电路组件等,能够配合电机库、电力系统库等在航空航天、光伏、风力发电、汽车、船舶等行业中应用。

  • 架构及参数面板清晰

    基础电气库根据其每个模型的功能及特征进行类型划分,方便用户查找,参数面板对不同类型的参数进行归类并附带相应范围说明,更有助于用户参数设置。

# 模型库目录

TYElectrical 基础电气模型库提供了复杂电气系统构成所需的零部件模型,主要包括:基础元件、数字元件、配电元件、半导体、功率变换器、电源、传感器、编码器和变送器模型,采用搭积木和连线的模块化建模方式,易于快速实现电气部件的开发和复杂系统模型的仿真分析。

名称 描述
UsersGuide 用户指南 提供模型库概述、联系方式、版本说明等介绍文档
BasicComponents 基础元件库 理想传感器库 提供理想的电流和电压传感器
基础元件库 提供理想的电阻、电容、电感等模型
无源元件库 提供无源组件模型,包括复杂的电阻电容、RLC、变压器、线束等模型
连接器和参考库 提供电气参考、三相中性点接地等模型
理想电源库 提供理想的电流源和电压源
DigitalComponents 数字元件库 通用电路库 提供运算放大器、乘法器等
逻辑块库 提供 CMOS 与门、CMOS 或门、CMOS 非门等
DistributionComponents 配电元件库 断路器库 提供单向、三相断路器、带电弧断路器和保险丝
继电器库 提供单刀单掷继电器和单刀双掷继电器
开关库 提供单刀单掷开关、单刀双掷开关等开关模型
Semiconductors 半导体库 提供多种半导体模型,如 IGBT、GTO、MOSFET、晶闸管、二极管等
PowerConverters 功率变换器库 提供整流器、逆变器、平均值变换器、DCDC 变换器、多路复用器等
Sources 电源库 电压源库 提供单相、三相电压源等
电流源库 提供单相、三相电流源等
蓄电池库 提供蓄电池模型
太阳能电池库 提供太阳能电池模型
Sensors 传感器库 提供用于检测系统电压和电流的传感器模型
EncodersAndTransducers 编码器和变送器库 提供热敏电阻、发光二极管、霍尔传感器等
Interfaces 接口库 包含直流电、交流电接口
Utilities 共用组件库 包含故障、三相故障模型

# 主要模型

# 应用场景

该模型库支持用户在方案设计、系统集成阶段的动态特性仿真分析,模拟其在单相/三相,交流/直流状态下的物理特性,主要支持以下的场景使用:

  • 电气系统的设计仿真验证

    结合系统设计中拓扑、参数、工作时序等信息,支持电气系统模型设计与论证,通过仿真验证电气系统功能和性能指标要求。

  • 电气系统运行模拟

    基于电气基础库搭建的电气系统仿真模型,模拟全系统在不同工况下的运行特性,包括稳态、暂态等工况。

  • 电气系统状态预测

    基于系统拓扑结构,构建电气系统仿真模型,通过仿真分析手段预测系统在正常、异常、故障工况下的运行特性,为实验规程制定提供仿真预测功能。

# 应用案例

全桥电路是一种常见的电力电子电路,主要用于实现直流到直流(DC-DC)转换或交流到直流(AC-DC)转换。它由四个开关组成,通常是 MOSFET 或 IGBT,配置成桥形结构。全桥电路的工作原理是通过控制这些开关的导通和关断,实现对负载电压的正负极性反转,从而实现有效的电压调节和控制。

LLC 电路是一种用于将直流电压转换为另一种直流电压的电源变换电路。它采用了 LLC 谐振技术,这种技术可以在转换过程中实现高效率和高功率密度。

全桥 LLC 电路系统主要由电压源、二极管、脉冲信号、N 沟道 MOSFET、理想变压器、电阻、电感、电容等组件组成,系统原理图如下所示:

本模型中给 MOSFET 输入占空比为 50,开关频率为 85 k 的脉冲信号,变压器的变比为 5:12。仿真时间 0.005 秒,仿真步长 1e-6,如图所示,输入电压源为从 0 秒开始上升到 40 V 的电压源,输出负载电压逐渐上升并稳定到 400 V 左右,实现了电路升压的功能。

输入电压:

输出负载电压: