Simscape Electrical
Modelice y simule sistemas electrónicos, mecatrónicos y eléctricos
Simscape Electrical™ (anteriormente SimPowerSystems™ y SimElectronics®) proporciona librerías de componentes para modelizar y simular sistemas electrónicos, mecatrónicos y eléctricos. Incluye modelos de semiconductores y motores, así como componentes para aplicaciones tales como accionamiento electromecánico, redes eléctricas inteligentes y sistemas de energía renovable. Estos componentes se pueden emplear para evaluar arquitecturas de circuitos analógicos, desarrollar sistemas mecatrónicos con impulsores eléctricos y analizar la generación, conversión, transmisión y consumo de energía eléctrica en el nivel de la red.
Simscape Electrical ayuda a desarrollar sistemas de control y a probar el rendimiento en el nivel de sistema. Puede parametrizar sus modelos mediante variables y expresiones de MATLAB®, así como diseñar sistemas de control para sistemas eléctricos en Simulink®. Cabe la posibilidad de integrar sistemas mecánicos, hidráulicos, térmicos y de otro tipo en el modelo mediante componentes de la familia de productos Simscape. Para desplegar modelos en otros entornos de simulación, incluidos los sistemas hardware-in-the-loop (HIL), Simscape Electrical admite la generación de código C.
Simscape Electrical se ha desarrollado en colaboración con Hydro-Québec (Montreal).
Dispositivos semiconductores
Examine las características de conmutación, las pérdidas, el comportamiento del sistema y los efectos térmicos.
Personalización de los modelos según sus necesidades
Seleccione modelos simples para adaptarse a las características dinámicas y alcanzar velocidades de simulación superiores. Añada un modelo de carga no lineal para capturar condiciones transitorias detalladas y predecir las pérdidas. Introduzca los valores de la hoja de especificaciones directamente en el modelo.
Modelos de IGBT simplificado y completo.
Inclusión de efectos térmicos
Especifique cómo cambia el comportamiento de un dispositivo con la temperatura. Modelice la generación de calor dentro del dispositivo. Conecte con la red térmica para modelizar la transferencia de calor entre el dispositivo y el entorno, y evalúe el efecto en el rendimiento.
Regulador de tensión lineal con efectos térmicos.
Reutilización de SPICE
Convierta listas de conexiones de subcircuitos para sistemas discretos en componentes de Simscape™. Conecte el modelo del circuito con redes térmicas, dispositivos mecatrónicos y algoritmos de control. Evalúe y seleccione una arquitectura de circuito antes de realizar la extracción parasitaria.
Conversión de una lista de conexiones de SPICE en bloques de Simscape.
Motores e impulsores
Diseñe sistemas de control y verifique el efecto de las no linealidades y el calor en el rendimiento de los sistemas.
Personalización de los modelos según sus necesidades
Seleccione modelos simples para adaptarse al comportamiento de régimen estacionario y consiga velocidades de simulación superiores. Añada saturación y flujo no lineal para capturar condiciones transitorias detalladas y predecir las pérdidas. Introduzca los valores directamente desde las hojas de especificaciones para que coincidan con su especificación.
Control de velocidad de BLDC.
Inclusión de efectos térmicos
Especifique cómo cambia el comportamiento de un actuador con la temperatura. Modelice la generación de calor dentro del actuador. Conecte con una red térmica para modelizar la transferencia de calor entre cada bobinado y el entorno, y evalúe el efecto en el rendimiento.
Regulador de tensión lineal con efectos térmicos.
Reutilización de datos FEM
Importe datos de un análisis de elementos finitos para modelizar un enlace de flujo no lineal. Conecte el modelo del circuito con redes térmicas, dispositivos mecatrónicos y algoritmos de control. Verifique el efecto de las no linealidades en el comportamiento del sistema.
Importación de datos de enlace de flujo de IPMSM desde ANSYS Maxwell.
Redes eléctricas
Analice el rendimiento en redes eléctricas con energías renovables, electrónica de potencia e impulsores.
Generación de energía
Modele generadores con máquinas síncronas y asíncronas. Incluya efectos no lineales tales como la saturación. Añada fuentes de energía renovables tales como generadores fotovoltaicos, turbinas eólicas y baterías para el almacenamiento de energía.
Generador de turbina eólica asíncrono trifásico.
Transmisión de energía
Modele líneas y cables de transmisión monofásicos y multifásicos. Incluya transformadores con un comportamiento no lineal debido a efectos tales como saturación, dimensiones fundamentales diversas e histéresis.
Alimentador de prueba IEEE de 13 nodos.
Consumo de energía
Integre rectificadores, inversores y topologías habituales de convertidores tales como buck y boost. Conecte con impulsores eléctricos mediante algoritmos de control de impulsión tales como control de campo orientado, control vectorial y control de par directo.
Control de un convertidor buck-boost en una topología de inversión.
Tolerancia a fallos
Minimice las pérdidas, el tiempo de inactividad de los equipos y los costes mediante la validación del diseño en situaciones de fallo.
Creación de diseños robustos
Especifique las condiciones en las que podrían fallar los componentes. Modele componentes con fallos, tales como un circuito abierto o un cortocircuito. Configure fallos automáticamente para validar de forma eficiente su diseño con respecto a todas las situaciones de fallo.
Fallo de MOSFET en un convertidor Buck.
Mantenimiento predictivo
Genere datos de entrenamiento para entrenar algoritmos de mantenimiento predictivo. Valide los algoritmos mediante pruebas virtuales en distintos escenarios. Reduzca el tiempo de inactividad y el coste de los equipos garantizando que el mantenimiento se realice con la frecuencia correcta.
Detección de fallos de distintas clases mediante datos simulados.
Minimización de pérdidas
Calcule la potencia disipada por los componentes eléctricos. Verifique que los componentes de los circuitos funcionen dentro de su área de operación segura. Analice eventos específicos y conjuntos de escenarios de pruebas automáticamente, además de posprocesar los resultados en MATLAB®.
Convertidor de energía solar.
Pruebas virtuales
Verifique el comportamiento del sistema en más situaciones que con los prototipos físicos.
Pruebe más escenarios
Utilice MATLAB para configurar automáticamente su modelo a fin de realizar pruebas. Use el algoritmo de conmutación ideal para una simulación rápida y precisa de dispositivos electrónicos. Ejecute conjuntos de pruebas o barridos de parámetros en paralelo en un equipo de escritorio o un cluster.
Modelo de aeronave eléctrica en Simscape.
Predicción precisa del comportamiento
Elija el modo de simulación continua, discreta o de fasor para analizar los efectos de las condiciones transitorias o los niveles de tensión. Ajuste automáticamente los parámetros para adaptarlos a los datos medidos. Controle automáticamente el tamaño de paso y las tolerancias en Simulink® a fin de garantizar un resultado preciso.
Simulación en modo de fasor en componentes de Simscape.
Automatización de análisis
Lleve a cabo análisis de flujo de carga para determinar las condiciones de régimen estacionario. Utilice el análisis FFT para analizar la calidad eléctrica de su diseño. Recurra a MATLAB para automatizar todos los pasos de la adquisición y el posprocesamiento de los resultados de la simulación.
Inicialización de una red de 29 buses de 7 centrales eléctricas.
Despliegue de modelos
Utilice modelos en todo el proceso de desarrollo, incluidas las pruebas de los controladores embebidos.
Pruebas sin prototipos
Convierta su modelo en código C o HDL a fin de probar los algoritmos de control embebidos y el hardware de los controladores mediante pruebas hardware-in-the-loop. Realice la puesta en servicio virtual mediante la configuración de pruebas con un gemelo digital de su sistema de producción.
Vehículo eléctrico configurado para HIL.
Aceleración de la optimización
Convierta su modelo en código C para acelerar las simulaciones individuales. Ejecute pruebas en paralelo mediante el desarrollo de simulaciones en varios núcleos de un único equipo, en varios equipos de un cluster de cálculo o en la nube.
Identificación de parámetros de un supercondensador.
Capacitación de otros equipos
Saque partido de los componentes y las capacidades avanzados de toda la familia de productos Simscape sin adquirir una licencia para cada producto complementario de Simscape. Comparta los modelos protegidos con equipos externos para evitar la exposición de la IP.
- Simscape™
- Simscape Driveline™
- Simscape Electrical™
- Simscape Fluids™
- Simscape Multibody™
Trabajar en modo restringido en Simscape.
Plataforma Simscape
Realice pruebas en un único entorno de simulación para identificar problemas de integración.
Modelización de todo el sistema
Pruebe la integración de sistemas eléctricos, magnéticos, térmicos, mecánicos, hidráulicos, neumáticos y de otro tipo en un único entorno. Identifique los problemas de integración de forma temprana y optimice el rendimiento del sistema.
Personalización de los modelos según sus necesidades
Mediante el lenguaje de Simscape, basado en MATLAB, defina componentes personalizados que ofrezcan el grado correcto de fidelidad para el análisis que desee realizar. Aumente su eficiencia mediante la creación de conjuntos reutilizables con interfaces claras y parametrización.
Celda de batería con dominio electroquímico personalizado.
Integración de equipos de diseño
Permita que los programadores de software y los diseñadores de hardware colaboren de forma temprana en el proceso de diseño. Utilice la simulación para explorar completamente el espacio de diseño. Comunique los requisitos mediante una especificación ejecutable para todo el sistema.
Red eléctrica de un vehículo híbrido con división de potencia.
MATLAB y Simulink
Encuentre un diseño óptimo con más rapidez mediante la automatización de las tareas realizadas en el modelo del sistema al completo.
Automatización de cualquier tarea
Utilice MATLAB para automatizar tareas de todo tipo, tales como montaje de modelos, parametrización, pruebas, adquisición de datos y posprocesamiento. Cree apps para tareas habituales a fin de aumentar la eficiencia de toda la organización de ingeniería.
Comandos de MATLAB que automatizan la construcción de un modelo. Los comandos de MATLAB permiten automatizar la construcción de modelos mediante la adición, parametrización y eliminación de bloques y conexiones.
Optimización del diseño de sistemas
Utilice Simulink para conectar los algoritmos de control, el diseño de hardware y el procesamiento de señales en un único entorno. Aplique algoritmos de optimización a fin de localizar el mejor diseño global para su sistema.
Trayectoria óptima de un brazo robótico. Se emplean algoritmos de optimización para localizar la trayectoria del brazo robótico que consuma la cantidad mínima de energía eléctrica.
Reducción de los ciclos de desarrollo
Reduzca el número de iteraciones de diseño mediante herramientas de verificación y validación. Garantice que se cumplan los requisitos de nivel de sistema mediante su verificación continua durante todo el ciclo de desarrollo.
Verificación continua de los requisitos de un motor. Se automatiza completamente un conjunto de simulaciones y pasos de posprocesamiento para que sea posible verificar los requisitos del motor tras cada cambio de diseño.
Funcionalidades más recientes
Asistente de conversión de SPICE
Conversión de modelos de SPICE en componentes de Simscape.
Librería de control ampliada
Acelere la modelización mediante el uso de componentes de algoritmos prediseñados y documentados.
Formulación de frecuencia y tiempo
Aumente la velocidad de simulación para sistemas con una única frecuencia de base.
Visualización de características de baterías
Represente gráficamente las características de tensión-carga para los valores de parámetros de un modelo de batería.
Ajustes preconfigurados del bloque pila de combustible
Modeic le una pila de combustible de óxidos sólidos (SOFC) de 3 kW o 25 kW.
Bloque dispositivo Peltier
Modeic le la conversión entre energía eléctrica y térmica.
Consulte las notas de la versión para saber los detalles sobre estas características y las funciones correspondientes.
