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 スイス連邦工科大学(ETH), Zürich から独立 2002年 6月 Dr. Jost Allmeling 参照：http://www.plexim.com/ja 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） 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 シミュレータに求められる 解析機能の比重 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 制御ロジックの設計（例：Simulink） アナログ/ デジタル 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） 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) 回路 電気/ 熱 / 磁気 ⇒ 詳細パラメータ入力による素子レベルの検証（例：SPICE） PLECSの実装機能 簡単操作 スクリプティング 直感的な回路図エディタ パラメトリック解析 多様なブロックライブラリ M-ファイル完全互換（Blockset） 他機能スコープ（ポスト処理） XML-RPCによる連携（Standalone） 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） 解析ツール（周波数特性） 定常解析 高速・高精度・ロバスト AC周波数解析 可変/固定ステップ、stiff/非stiffソルバ インパルス応答解析 Real−Timeシミュレーション（Cコード生成） 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） 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 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 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 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 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 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 定常状態 反復計算により定常解を算出 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。 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。 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 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 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 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。 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 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 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 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 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 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 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 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 MATLAB/Simulink Blockset Standalone Simulink Solver & Control blocks PLECS Solver 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 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 : [email protected] 開発元 Plexim GmbH（スイス） Technoparkstrasse 1 CH-8005 Zurich Phone +41 44 445 24 10 [email protected] www.plexim.com
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