在供配電網絡設計中,通常用到的負載主要分為阻性、感性和容性三種。其中阻性負載大多為加熱器或者功率負載,感性負載多為電機,容性負載則主要是各種DC/DC 模塊。
對于加熱器之類的阻性或者純功率負載,Saber 有專門的電阻及功率負載模型,如圖1所示:
圖1、Saber 軟件中的電阻及功率負載模型
模型可通過參數設置實現恒定功率或者功率隨時間變化而變化。
另外,Saber軟件還提供了專用的負載編輯工具(Load Profile Editor),可以用于電阻、電流或者功率負載的編輯,負載編輯工具如圖2所示:
圖2、Saber 軟件中的負載編輯工具
對于電機之類的感性負載,Saber軟件中有專用的各種電機模型,包括各種航天器中常用的直流無刷電機以及永磁同步電機,設計人員在獲取電機的基本電氣參數后,就可以精確的模擬電機在各種工作情況下(啟動、運行、制動等)電壓電流工作情況。Saber 中電機負載模型及其仿真結果如圖3所示:
圖3、Saber 軟件中電機負載模型及其仿真結果
Saber軟件同時還提供了圖形化的電機建模工具,無需理解電機模板參數,利用數據手冊就可直觀的建立直流有刷電機模型。當然,Saber也可以從專業的電機設計軟件如JMAG等工具中直接導入電機模型。
圖4、根據數據手冊建立電機模型
為了提高供電效率,在系統供配電設計中,會采用了大量的DC/DC 模塊。一般情況下,可將DC/DC 模塊看作容性負載,而供配電網絡中的供電線纜存在一定的寄生電感及電容。
因此在電源系統在通過線纜向DC/DC 提供能量時,供電電源輸出端、線纜及DC/DC 模塊輸入端存在一定的阻抗匹配問題。當模塊間功率接口出現失配問題時,就可能引起母線電壓的急劇抖動和振蕩,導致DC/DC 模塊及其它負載工作異常甚至損壞。
Saber 軟件提供了DC/DC 模塊的功能模型,設計人員可利用DC/DC 模塊的數據手冊輕松的建立DC/DC 模塊的模型,用于航天器供配電系統仿真。DC/DC 模塊模型仿真電路及仿真結果示意如圖5所示:
圖5、Saber 軟件中DC/DC 模型仿真電路及其仿真結果
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