SImscape：如何在保险丝温度达到熔化温度跳闸情况后生成保险丝的温度降额曲线？

问题描述

我试图从 Simscape 中的热电等效电路模型中获得 10A 保险丝的温度-电流曲线。为此，我创建了一个自定义开关和可变电阻。

Thermal RC Cauer 模型与 FEM 一样，分为不同的 RC 连接，从那里计算保险丝的温度。

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1. 温度相关电阻（模型中：Variable_Resistance_Custom）

方程：

1. R = R0*(1+alpha*(T-T0))
2. P_electric_loss = iRR

.ssc 脚本

component R_ele_variable
% Variable Resistor
% Resistor is an electrical component that reduces the electric current. 
% The resistor's ability to reduce the current is called resistance.
%
% Resistance: Temperature Coefficient resistance Could be expected to 
% increase with temperature,since there  will be more collisions. 
% (R-R0)/R0 = alpha*(T-T0)

inputs
T =  { 0.0,'K' }; % T_RC:left 
end

outputs
P_ele = {0,'W'}; % P_ele:right
R_T = {0,'Ohm'}; % R_T:right
end

nodes
p = foundation.electrical.electrical; % +:left
n = foundation.electrical.electrical; % -:right
end

parameters
R0 = {7,75e-3,'Ohm'};           % Nominal resistance
T0 = {296.15,'K'};        % Reference temperature
alpha = {3.527e-3,'1/K'};    % Temperature coefficient
end

variables
i = { 0,'A' }; % Current    
end

branches
   i : p.i -> n.i;
end

equations
assert(R0>=0)
assert(T0>0)
assert(alpha>=0)
let
    % Calculate R,protecting against negative values
    Rdem = R0*(1+alpha*(T-T0));
    R = if Rdem > 0,Rdem else {0,'Ohm'} end;
in
    R*i == p.v-n.v; % Electrical equation
    P_ele == R*i*i; 
    R_T == R;
end        
end
end

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2. 一个控制保险丝的开关，每当温度达到熔化温度（在我的情况下大约 3.49 秒，它应该打开电路（在模型中：Switch_Custom）然后保险丝的温度将下降到环境温度（室温：23°C）根据以下等式：

3. T = e^((-t)/(R∗C))，这里 R = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 & C = C1+ C2 + C3 + C4 + C5（来自热模型)

.ssc 开关脚本

component switch_custom_tripping_1
% Switch_custom_tripping_1
% The block represents a switch controlled by an external physical
% signal. If the external physical signal PS is less than the threshold,% then the switch is closed,otherwise the switch is open.

inputs
T = { 0.0,'K' }; % T_RC:bottom
R = {0.0,'Ohm'}; % R_T:top
end

nodes
p = foundation.electrical.electrical; % p:top
n = foundation.electrical.electrical; % n:bottom
end

parameters
T_melting = { 661.15,'K' };       % Threshold
C_th = { 5035.9938,'J/K' };          % Thermal Capacitance
R_th = { 215.45,'K/W' };          % Thermal Resistance
end

variables
i = { 0,'A' }; % Current
v = { 0,'V' }; % Voltage
end

branches
i : p.i -> n.i;
end

equations
assert(T>0)
assert(T_melting>0)
assert(R>0)
v == p.v - n.v;
if T < T_melting      % Switch is close
    v == i*R; 
else     % Switch is open
    T == T_melting*exp(-{1,'s'}/(R_th*C_th));
%         R == {Inf,'Ohm'};
end
end
end

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在此模型中给定默认电流：15A 保险丝熔化温度：388 °C (661.15 Kelvin)

错误： 1) • 时间 3.495038669135668 的瞬态初始化，求解一致的状态和模式，未能收敛。 • 非线性求解器：线性代数错误。无法使用迭代矩阵求解。

在达到熔化温度后，我怎样才能使这个温度达到环境室温？

我应该创建单独的函数来计算降额温度还是可以在 Variable_Resistor_Custom 中包含这个降额方程？

解决方法

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