Библиотеки блоков для расчета электрических процессов

SimInTech обладает двумя библиотеками для моделирования электрических процессов: «ЭЦ-Динамика» и «ЭЦ-Статика».

При построении моделей с использованием элементов библиотеки «ЭЦ-Статика» моделируются действующие значения токов и напряжений, представленные в виде комплексных чисел. Реальный синусоидальный сигнал заменяется эквивалентным постоянным сигналом, значение которого равно амплитуде синусоиды деленной на √2.

Данный подход применим прежде всего для моделирования установившихся режимов в цепях с источниками, работающими с одной частотой, что характерно для энергетических систем.

Также подразумевается, что токи и напряжения не содержат высших гармоник, а если они есть, то используется их среднеквадратическое значение. При использовании этого метода в процессе моделирования будут получены только действующие значения токов и напряжений.

При построении моделей с использованием элементов библиотеки «ЭЦ-Динамика» моделируются мгновенные значения токов и напряжений.

Рисунок 1. Окно проекта с электрическими схемами, составленными из блоков библиотеки «ЭЦ-Статика» (слева) и «ЭЦ-Динамика» (справа).

В примере (Рисунок 1) схема слева составлена из блоков библиотеки «ЭЦ-Статика», к источнику с действующим значением напряжения 220 В последовательно подключены сопротивление и конденсатор – RC-цепь. Моделирование выполняется для частоты равной 50 Гц. Схема справа составлена из блоков библиотеки «ЭЦ-Динамика», такая же RC-цепь подключена к источнику синусоидального напряжения частотой 50 Гц, действующее напряжение которого 220 В, а его амплитуда равна 220√2 В. В обоих случаях сопротивление резистора составляет 100 Ом, емкость конденсатора – 0,0005 Ф.

Для математических моделей, разработанных из блоков библиотеки «ЭЦ-Статика», результатом моделирования является переходный процесс в действующих значениях напряжений и токов, периодический электромагнитный процесс не моделируется (Рисунок 2). Для математических моделей, разработанных из блоков библиотеки «ЭЦ-Динамика», результатом моделирования является переходный процесс в мгновенных значениях напряжений и токов, моделируются их периодические и апериодические составляющие.

Рисунок 2. Окно графика с результатами моделирования.

Библиотека «ЭЦ-Статика» используется для моделирования установившихся и переходных процессов, длительность которых превышает период частоты питающей сети, например, пусков электродвигателей, длительности которых составляют до нескольких секунд, что многократно превышает период промышленной частоты 0,02 с. При моделировании допустимо использование крупного шага интегрирования, достигающего 0,02 – 0,1 сек, что позволяет уложиться в режим реального времени даже при схеме с большим числом блоков.

Библиотека «ЭЦ-Динамика» применяется для решения исследовательских или практических задач, в которых требуется моделировать электромагнитные процессы, длительность которых сопоставима с периодом питающей сети. Однако шаг интегрирования даже для сети промышленной частоты 50 Гц должен быть, как правило, не более 0,001 с.

В данном руководстве рассматриваются принципы работы с SimInTech на примере создания моделей с использованием библиотеки «ЭЦ-Динамика».