SIMULATION OF POWER ELECTRONICS AT SYSTEM LEVEL 高速かつ効率的なシミュレーション簡単な操作性実装モデルの確認熱 ( 損失 ) 解析解析ツール磁気回路機械回路任意の制御用 C コード実装スクリプティングによるシミュレーション PLECS

PLECS 機能概要 SIMULATION OF POWER ELECTRONIC SYSTEMS Using PLECS for simulation very much corresponds to the way electrical engineers think: model building is straight forward and the calculations run both, reliably and quickly. Dr. Ralf Juchem, head of SMA s department of simulation technology

SIMULATION OF POWER ELECTRONICS AT SYSTEM LEVEL 高速かつ効率的なシミュレーション簡単な操作性実装モデルの確認熱 ( 損失 ) 解析解析ツール磁気回路機械回路任意の制御用 C コード実装スクリプティングによるシミュレーション PLECS Scope PLECS Blockset および PLECS Standalone

PLECS 開発元紹介 Plexim GmbH Dr. Wolfgang Hammer Dr. Jost Allmeling スイス連邦工科大学 (ETH), Zürich から独立 2002 年 6 月 Plexim GmbH 設立 2002 年 12 月より PLECS 販売開始 2006 年 12 月より PLECS 国内販売開始ユーザーは既に全世界 40 ヵ国以上サポートサービスはチューリッヒおよびケンブリッジから各国の代理店 ( UK, SG, VN, MY, TW, CN, KR, JP ) を介して提供される拠点 : スイス ( チューリヒ ) USA( ケンブリッジ ) 参照 :http://www.plexim.com/ja

PLECS の概要 PLECS( Piecewise Linear Electrical Circuit Simulation ) システムレベルのパワエレシミュレーションに特化基本的に使用するスイッチング素子は理想スイッチ可変タイムステップによる高速シミュレーション高速かつ高精度なシミュレーションが簡単操作で実施可能

CIRCUIT AND SYSTEM LEVEL MODELING 理想スイッチによる瞬間的なスイッチング動作最適化された状態空間による回路の記述回路素子の適切な簡略化物理モデルではなく挙動モデルを採用高速かつ効率的なシミュレーション

シミュレーションの目的により異なる仕様要求電気回路を線形伝達関数としてモデル化小信号 ( 線形 ) 特性のみを考慮 (1 次近似等価回路 ) 非線形要素となるスイッチングおよび高調波は考慮しない制御ロジックの設計 ( 例 :Simulink) 電気回路を理想素子でモデル化大信号 ( 非線形 ) 特性および電圧電流波形高調波を考慮非線形要素も含めシステム全体 ( 制御ロジック+ 回路トポロジ ) の性能を評価回路設計および制御システムの検証 ( 例 :PLECS) シミュレータに求められる解析機能の比重制御アナログ / デジタル PLECS 適用範囲電気回路をメーカースペック ( 実データ ) でモデル化寄生効果を考慮 ( 例 : 磁気ヒステリシス ) スイッチングによる過渡現象を考慮 ( 例 : ダイオードの逆回復 ) 損失および応力を考慮 ( 例 : 電気的および熱 ) 詳細パラメータ入力による素子レベルの検証 ( 例 :SPICE) 回路電気 / 熱 / 磁気

PLECS の実装機能簡単操作直感的な回路図エディタ多様なブロックライブラリ他機能スコープ ( ポスト処理 ) マルチドメイン制御回路電気回路熱回路 ( 損失計算 ) 磁気回路機械回路高性能ソルバ ( 演算処理 ) 高速高精度ロバスト可変 / 固定ステップ stiff/ 非 stiffソルバ Real Timeシミュレーション (Cコード生成) スクリプティングパラメトリック解析 M-ファイル完全互換 (Blockset) XML-RPCによる連携 (Standalone) 解析ツール ( 周波数特性 ) 定常解析 AC 周波数解析インパルス応答解析マルチトーン解析

PLECS のライセンスライセンス種類 Standaloneライセンス ( 単独動作版 : デモモードあり ) Blocksetライセンス (MATLAB/Simulink 版 : 無償 Viewerあり ) Comboライセンス (Standalone/Blocksetのどちらかを利用可) Coderライセンス (Blockset は要 Simulink Coder) PIL ライセンス (DSPボードは含まれません) Webserberライセンス (WebベースViewer) ライセンス形態ノードロックライセンス ( 端末固定 ) ドングルライセンス (USBドングル) ネットワークライセンス ( ライセンスサーバー )

SIMPLE TO USE (Demonstration) Blockset は PLECS 回路ブロックを Simulink モデル上に配置しライブラリから回路要素をドラッグ & ドロップ Standalone は回路要素を PLECS ファイル内にドラッグ & ドロップ

SIMULATION OF POWER ELECTRONICS AT SYSTEM LEVEL 高速かつ効率的なシミュレーション簡単な操作性実装モデルの確認熱 ( 損失 ) 解析解析ツール磁気回路機械回路任意の制御コードスクリプティングによるシミュレーション PLECS Scope PLECS Blockset および PLECS Standalone

OPEN COMPONENT LIBRARY (Demonstration) コンバータ電動機変圧器等のサブシステム内実装モデル ( 定式化 ) を確認可能簡単なカスタマイズ機能任意のユーザーライブラリを作成可能

THERMAL MODELING 計算速度向上のため損失値テーブルを参照スイッチング / 導通損失の直接入力シミュレーションによって損失を算出発熱量をフィードバックして参照可能定常解析によって最終的な定常温度を算出

ANALYSIS TOOLS 定常解析周波数特性解析ツール AC 周波数解析インパルス応答解析ループゲイン解析マルチトーン解析

反復法を用いた定常解の算出反復法 ( ニュートン法 ) を用いて反復計算を実施各周波数における定常解析 ( 無限時間 ) による高速解析最初の 2 サイクルを算出し以降は外挿によって算出されるアルゴリズム通常 10 回以内の反復計算により計算は収束定常状態定常状態電気特性は定常解析実行後 1 サイクルで定常状態となりますが熱特性はさらに数サイクル ( 数秒 ~ 数十秒 ) の反復計算によって定常状態となりますこれによりスイッチング損失によるジャンクション温度を高速に推定することが可能になります定常状態周期的定常動作点が存在する回路であれば損失 ( 熱 ) 解析と定常解析を組み合わせ回路に生じるエネルギー散逸 ( 発熱量 ) を簡単に算出することが可能です反復計算により定常解を算出

MAGNETIC MODELING 直感的な磁気回路と他ドメインとの複合モデリング飽和 / 非飽和のコア磁性体

磁性材料の定義立体的な磁性体コアのモデリング E コア変圧器磁気等価回路 E コア変圧器

MECHANICAL MODELING 直感的な機械回路と他ドメインとの複合モデリング風車 EV 等の機械的特性をモデリング可能並進回転運動に対応したブロックモデル

機械回路の例題機械回路と数式モデルの比較 1 自由度系ばねマス振動モデル (DEMO) このデモでは伝達関数モデル数式モデル機械回路モデルを比較します

CUSTOM CONTROL CODE C 言語ブロック DLL ブロック DSP ボードで使用する C コードを PC 上で流用可能 CPU DSP PLECS C 言語エディタ / コンパイラ外部 C 言語エディタ / コンパイラ

PIL SIMULATION PIL ブロック実際のコントローラボード (DSP ボード ) と接続し仮想プラントを操作 DSP ボード PLECS 回路 ( プラント ) モデル

REAL TIME SIMULATION PLECS Blockset による HILS( 例 :RT-Lab,LT-RTSim) Simulink Coder,Xilinx Blockset 等を併用した自動コード生成 FPGA CPU Copyright (C) OPAL-RT Technologies

SIMULATION SCRIPTING スクリプティング機能外部アプリ (MATLAB:M- ファイル,XML-RPC;Python) を用いたスクリプティング

PLECS SCOPE & XY-PLOT 使い勝手の良いズーム / パン機能シミュレーション中の出力を拡大表示カーソルおよびRMS,THD 等の直接計測機能 FFT 解析機能複数シミュレーションの結果を保持トレース機能で複数の計算結果を表示計算結果の印刷およびエクスポート

PLECS BLOCKSET toolbox として Simulink に統合 S-function として定義シミュレーションには Simulink ソルバを使用全てのソルバオプションに対応 PLECS がスイッチング動作を制御

CO-SIMULATION with FEA SOFTWARE (PLECS Blockset) MATLAB/Simulink を介した連成解析 (COMSOL Multiphysics,JMAG-RT,ANSYS) S-Function によって各ソフトウェア間の物理情報を伝達 ( 直接接続は不可 )

PLECS STANDALONE 単独動作シミュレーションツール PLECS Blocksetとの互換性 Key Features: 制御 / 電気回路要素最適化されたソルバにより計算速度向上初期投資費用 / ランニングコストの低減 PLECS Blockset より速い計算速度!

BLOCKSET AND STANDALONE MODEL COMATIBILITY Blockset Standalone Simulink Solver & Control blocks PLECS Solver MATLAB/Simulink PLECS Control blocks Circuit editor Scope PLECS Control blocks Circuit editor Scope Analysis tools and M/L Script editor Analysis tools and Script editor

IMPORT FROM BLOCKSET INTO STANDALONE Blockset Standalone

EXPORT FROM BLOCKSET INTO STANDALONE Standalone Blockset

THANK YOU 無料セミナー無料トライアル実施中!! お気軽にお問い合わせ下さい総販売代理店アドバンオートメーション株式会社 TEL:03-5282-7047 Web : http://www.adv-auto.co.jp e-mail : plecs_adva@adv-auto.co.jp 開発元 Plexim GmbH( スイス ) Technoparkstrasse 1 CH-8005 Zurich Phone +41 44 445 24 10 info@plexim.com www.plexim.com