root/trunk/Modelica/Electrical/MultiPhase.mo

Revision 1046, 105.8 kB (checked in by otter, 9 months ago)

Changed thickness and lineThickness annotation by dividing the current value by 4
(the previous value was not according to the Modelica 3.0 specification)
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
Line 
1within Modelica.Electrical;
2
3
4package MultiPhase "Library for electrical components with 2, 3 or more phases"
5  extends Modelica.Icons.Library2;
6  annotation (
7    version="1.3.2", versionDate="2007-08-24",
8     Documentation(info="<HTML>
9<p>
10This package contains packages for electrical multiphase components, based on Modelica.Electrical.Analog:
11<ul>
12<li>Basic: basic components (resistor, capacitor, inductor, ...)</li>
13<li>Ideal: ideal elements (switches, diode, transformer, ...)</li>
14<li>Sensors: sensors to measure potentials, voltages, and currents</li>
15<li>Sources: time-dependend and controlled voltage and current sources</li>
16</ul>
17This package is intended to be used the same way as Modelica.Electrical.Analog
18but to make design of multiphase models easier.<br>
19The package is based on the plug: a composite connector containing m pins.<br>
20It is possible to connect plugs to plugs or single pins of a plug to single pins.<br>
21Potentials may be accessed as <tt>plug.pin[].v</tt>, currents may be accessed as <tt>plug.pin[].i</tt>.
22</p>
23<p>
24Further development:
25<ul>
26<li>temperature-dependent resistor</li>
27<li>lines (m-phase models)</li>
28</ul>
29</p>
30<dl>
31<p>
32  <dt><b>Main Author:</b></dt>
33  <dd>
34  <a href=\"http://www.haumer.at/\">Anton Haumer</a><br>
35  Technical Consulting & Electrical Engineering<br>
36  A-3423 St.Andrae-Woerdern<br>Austria<br>
37  email: <a href=\"mailto:a.haumer@haumer.at\">a.haumer@haumer.at</a>
38  </dd>
39</p>
40</dl>
41<p>
42Copyright &copy; 1998-2005, Modelica Association and Anton Haumer.
43</p>
44<p>
45<i>The Modelica package is <b>free</b> software; it can be redistributed and/or modified
46under the terms of the <b>Modelica license</b>, see the license conditions
47and the accompanying <b>disclaimer</b> 
48<a href=\"Modelica://Modelica.UsersGuide.ModelicaLicense\">here</a>.</i>
49</p><br>
50</HTML>", revisions="<html>
51  <ul>
52  <li>v1.0 2004/10/01 Anton Haumer</li>
53  <li>v1.1 2006/01/12 Anton Haumer<br>
54      added Sensors.PowerSensor</li>
55  <li>v1.2 2006/07/05 Anton Haumer<br>
56      removed annotation from pin of Interfaces.Plug<br>
57      corrected usage of resistance/conductance</li>
58  <li>v1.3.0 2007/01/23 Anton Haumer<br>
59      improved some icons</li>
60  <li>v1.3.1 2007/08/12 Anton Haumer<br>
61      improved documentation</li>
62  <li>v1.3.2 2007/08/24 Anton Haumer<br>
63      removed redeclare type SignalType</li>
64  </ul>
65</html>"),
66    Icon(coordinateSystem(preserveAspectRatio=true, extent={{-100,-100},{100,
67            100}}), graphics={
68        Ellipse(extent={{-60,10},{40,-90}}, lineColor={0,0,255}),
69        Ellipse(
70          extent={{-40,-14},{-20,-34}},
71          lineColor={0,0,255},
72          fillColor={0,0,255},
73          fillPattern=FillPattern.Solid),
74        Ellipse(
75          extent={{0,-14},{20,-34}},
76          lineColor={0,0,255},
77          fillColor={0,0,255},
78          fillPattern=FillPattern.Solid),
79        Ellipse(
80          extent={{-20,-54},{0,-74}},
81          lineColor={0,0,255},
82          fillColor={0,0,255},
83          fillPattern=FillPattern.Solid)}));
84
85  package Examples "Multiphase test examples"
86    extends Modelica.Icons.Library2;
87    annotation (Documentation(info="<HTML>
88<p>
89This package contains test examples of analog electrical multiphase circuits.
90</p>
91
92</HTML>", revisions="<html>
93<dl>
94<p>
95  <dt><b>Main Authors:</b></dt>
96  <dd>
97  <a href=\"http://www.haumer.at/\">Anton Haumer</a><br>
98  Technical Consulting & Electrical Engineering<br>
99  A-3423 St.Andrae-Woerdern<br>Austria<br>
100  email: <a href=\"mailto:a.haumer@haumer.at\">a.haumer@haumer.at</a>
101  </dd>
102</p>
103<p>
104  <dt><b>Release Notes:</b></dt>
105  <dd>
106  <ul>
107  <li> v1.0 2004/10/01 Anton Haumer</li>
108  </ul>
109  </dd>
110<p>
111  <dt><b>Copyright:</b></dt>
112  <dd>Copyright &copy; 1998-2006, Modelica Association and Anton Haumer.<br>
113  <i>The Modelica package is <b>free</b> software; it can be redistributed and/or modified
114  under the terms of the <b>Modelica license</b>, see the license conditions
115  and the accompanying <b>disclaimer</b> in the documentation of package
116  Modelica in file \"Modelica/package.mo\".</i></dd>
117</p>
118</dl>
119</html>"), Icon(coordinateSystem(preserveAspectRatio=true, extent={{-100,-100},
120              {100,100}}), graphics={Ellipse(extent={{-60,12},{40,-88}},
121              lineColor={135,135,135}), Polygon(
122            points={{-30,-10},{-30,-66},{28,-38},{-30,-10}},
123            lineColor={135,135,135},
124            fillColor={135,135,135},
125            fillPattern=FillPattern.Solid)}));
126
127    model TransformerYY "Test example with multiphase components"
128      extends Modelica.Icons.Example;
129      parameter Integer m=3 "Number of phases";
130      parameter Modelica.SIunits.Voltage V=1 "Amplitude of Star-Voltage";
131      parameter Modelica.SIunits.Frequency f=5 "Frequency";
132      parameter Modelica.SIunits.Inductance LT=0.003
133        "Transformer stray inductance";
134      parameter Modelica.SIunits.Resistance RT=0.05 "Transformer resistance";
135      parameter Modelica.SIunits.Resistance RL=1 "Load Resistance";
136      annotation (Documentation(info="<HTML>
137<p>
138Test example with multiphase components:<br>
139Star-connected voltage source feeds via a Y-Y-transformer with internal impedance (RT, LT) a load resistor RT.<br>
140Using f=5 Hz LT=3mH defines nominal voltage drop of approximately 10 %.<br>
141Simulate for 1 second (2 periods) and compare voltages and currents of source, transformer and load.
142</p>
143</HTML>"), Diagram(graphics));
144      Sources.SineVoltage sineVoltage(
145        V=fill(V, m),
146        freqHz=fill(f, m),
147        m=m) annotation (Placement(transformation(
148            origin={-80,20},
149            extent={{-10,-10},{10,10}},
150            rotation=180)));
151      Basic.Star starS(m=m) 
152        annotation (Placement(transformation(
153            origin={-90,-62},
154            extent={{-10,-10},{10,10}},
155            rotation=270)));
156      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Ground groundS
157        annotation (Placement(transformation(extent={{-100,-100},{-80,-80}},
158              rotation=0)));
159      Ideal.IdealTransformer idealTransformer(m=m) 
160        annotation (Placement(transformation(extent={{-40,0},{-20,20}},
161              rotation=0)));
162      Basic.Star starT1(m=m) 
163        annotation (Placement(transformation(
164            origin={-40,-62},
165            extent={{-10,-10},{10,10}},
166            rotation=270)));
167      Basic.Star starT2(m=m) 
168        annotation (Placement(transformation(
169            origin={-20,-62},
170            extent={{-10,-10},{10,10}},
171            rotation=270)));
172      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Ground groundT2
173        annotation (Placement(transformation(extent={{-30,-100},{-10,-80}},
174              rotation=0)));
175      Basic.Resistor transformerR(m=m, R=fill(RT, m)) 
176                                             annotation (Placement(
177            transformation(extent={{0,10},{20,30}}, rotation=0)));
178      Basic.Inductor transformerL(m=m, L=fill(LT, m)) 
179        annotation (Placement(transformation(extent={{30,10},{50,30}}, rotation=
180               0)));
181      Basic.Resistor loadR(m=m, R=fill(RL, m)) 
182        annotation (Placement(transformation(extent={{70,10},{90,30}}, rotation=
183               0)));
184      Basic.Star starL(m=m) 
185        annotation (Placement(transformation(
186            origin={90,-62},
187            extent={{-10,-10},{10,10}},
188            rotation=270)));
189      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Ground groundT1
190        annotation (Placement(transformation(extent={{-50,-100},{-30,-80}},
191              rotation=0)));
192    equation
193      connect(starS.pin_n, groundS.p) 
194        annotation (Line(points={{-90,-72},{-90,-80}}, color={0,0,255}));
195      connect(starT1.pin_n,groundT1. p) 
196        annotation (Line(points={{-40,-72},{-40,-80}}, color={0,0,255}));
197      connect(starT2.pin_n,groundT2. p) 
198        annotation (Line(points={{-20,-72},{-20,-80}}, color={0,0,255}));
199      connect(starS.plug_p, sineVoltage.plug_n) 
200        annotation (Line(points={{-90,-52},{-90,20}}, color={0,0,255}));
201      connect(sineVoltage.plug_p, idealTransformer.plug_p1) 
202        annotation (Line(points={{-70,20},{-40,20}}, color={0,0,255}));
203      connect(idealTransformer.plug_n1, starT1.plug_p) 
204        annotation (Line(points={{-40,0},{-40,-52}}, color={0,0,255}));
205      connect(starT2.plug_p, idealTransformer.plug_n2) 
206        annotation (Line(points={{-20,-52},{-20,0}}, color={0,0,255}));
207      connect(idealTransformer.plug_p2, transformerR.plug_p) 
208        annotation (Line(points={{-20,20},{0,20}}, color={0,0,255}));
209      connect(transformerR.plug_n, transformerL.plug_p) 
210        annotation (Line(points={{20,20},{30,20}}, color={0,0,255}));
211      connect(transformerL.plug_n, loadR.plug_p) 
212        annotation (Line(points={{50,20},{70,20}}, color={0,0,255}));
213      connect(loadR.plug_n, starL.plug_p) 
214        annotation (Line(points={{90,20},{90,-52}}, color={0,0,255}));
215    end TransformerYY;
216
217    model TransformerYD "Test example with multiphase components"
218      extends Modelica.Icons.Example;
219      parameter Integer m=3 "Number of phases";
220      parameter Modelica.SIunits.Voltage V=1 "Amplitude of Star-Voltage";
221      parameter Modelica.SIunits.Frequency f=5 "Frequency";
222      parameter Modelica.SIunits.Inductance LT=0.003
223        "Transformer stray inductance";
224      parameter Modelica.SIunits.Resistance RT=0.05 "Transformer resistance";
225      parameter Modelica.SIunits.Resistance RL=1 "Load Resistance";
226      parameter Real nT=1/sqrt((1 - Modelica.Math.cos(2*Modelica.Constants.pi/m))
227          ^2 + (Modelica.Math.sin(2*Modelica.Constants.pi/m))^2)
228        "Transformer ratio";
229      annotation (Documentation(info="<HTML>
230<p>
231Test example with multiphase components:<br>
232Star-connected voltage source feeds via a Y-D-transformer with internal impedance (RT, LT) a load resistor RT.<br>
233Using f=5 Hz LT=3mH defines nominal voltage drop of approximately 10 %.<br>
234Simulate for 1 second (2 periods) and compare voltages and currents of source, transformer and load.
235</p>
236</HTML>"), Diagram(graphics));
237      Sources.SineVoltage sineVoltage(
238        V=fill(V, m),
239        freqHz=fill(f, m),
240        m=m) annotation (Placement(transformation(
241            origin={-80,20},
242            extent={{-10,-10},{10,10}},
243            rotation=180)));
244      Basic.Star starS(m=m) 
245        annotation (Placement(transformation(
246            origin={-90,-62},
247            extent={{-10,-10},{10,10}},
248            rotation=270)));
249      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Ground groundS
250        annotation (Placement(transformation(extent={{-100,-100},{-80,-80}},
251              rotation=0)));
252      Ideal.IdealTransformer idealTransformer(m=m, n=fill(nT, m)) 
253        annotation (Placement(transformation(extent={{-40,0},{-20,20}},
254              rotation=0)));
255      Basic.Star starT(m=m) 
256        annotation (Placement(transformation(
257            origin={-40,-62},
258            extent={{-10,-10},{10,10}},
259            rotation=270)));
260      Basic.Delta deltaT2(m=m) 
261                              annotation (Placement(transformation(
262            origin={50,10},
263            extent={{-10,10},{10,-10}},
264            rotation=270)));
265      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Ground groundT
266        annotation (Placement(transformation(extent={{-50,-100},{-30,-80}},
267              rotation=0)));
268      Basic.Resistor transformerR(m=m, R=fill(RT/nT^2, m)) 
269        annotation (Placement(transformation(extent={{-10,10},{10,30}},
270              rotation=0)));
271      Basic.Inductor transformerL(m=m, L=fill(LT/nT^2, m)) 
272        annotation (Placement(transformation(extent={{20,10},{40,30}}, rotation=
273               0)));
274      Basic.Resistor loadR(m=m, R=fill(RL, m)) 
275        annotation (Placement(transformation(extent={{70,10},{90,30}}, rotation=
276               0)));
277      Basic.Star starL(m=m) 
278        annotation (Placement(transformation(
279            origin={90,-62},
280            extent={{-10,-10},{10,10}},
281            rotation=270)));
282      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Ground groundL
283        annotation (Placement(transformation(extent={{80,-100},{100,-80}},
284              rotation=0)));
285    equation
286      connect(groundS.p, starS.pin_n) 
287        annotation (Line(points={{-90,-80},{-90,-72}}, color={0,0,255}));
288      connect(groundT.p, starT.pin_n) 
289        annotation (Line(points={{-40,-80},{-40,-72}}, color={0,0,255}));
290      connect(starS.plug_p, sineVoltage.plug_n) 
291        annotation (Line(points={{-90,-52},{-90,20}}, color={0,0,255}));
292      connect(sineVoltage.plug_p, idealTransformer.plug_p1) 
293        annotation (Line(points={{-70,20},{-40,20}}, color={0,0,255}));
294      connect(idealTransformer.plug_n1, starT.plug_p) 
295        annotation (Line(points={{-40,0},{-40,-52}}, color={0,0,255}));
296      connect(idealTransformer.plug_p2, transformerR.plug_p) 
297        annotation (Line(points={{-20,20},{-10,20}}, color={0,0,255}));
298      connect(transformerR.plug_n, transformerL.plug_p) 
299        annotation (Line(points={{10,20},{20,20}}, color={0,0,255}));
300      connect(transformerL.plug_n, deltaT2.plug_p) 
301        annotation (Line(points={{40,20},{50,20}}, color={0,0,255}));
302      connect(deltaT2.plug_n, idealTransformer.plug_n2) 
303        annotation (Line(points={{50,0},{-20,0}}, color={0,0,255}));
304      connect(deltaT2.plug_p, loadR.plug_p) 
305        annotation (Line(points={{50,20},{70,20}}, color={0,0,255}));
306      connect(loadR.plug_n, starL.plug_p) 
307        annotation (Line(points={{90,20},{90,-52}}, color={0,0,255}));
308      connect(starL.pin_n, groundL.p) 
309        annotation (Line(points={{90,-72},{90,-80}}, color={0,0,255}));
310    end TransformerYD;
311
312    model Rectifier "Test example with multiphase components"
313      extends Modelica.Icons.Example;
314      parameter Integer m=3 "Number of phases";
315      parameter Modelica.SIunits.Voltage V=1 "Amplitude of Star-Voltage";
316      parameter Modelica.SIunits.Frequency f=5 "Frequency";
317      parameter Modelica.SIunits.Inductance L=0.001 "Line Inductance";
318      parameter Modelica.SIunits.Resistance RL=2 "Load Resistance";
319      parameter Modelica.SIunits.Capacitance C=0.05 "Total DC-Capacitance";
320      parameter Modelica.SIunits.Resistance RE=1E6 "Earthing Resistance";
321      annotation (Documentation(info="<HTML>
322<p>
323Test example with multiphase components:<br>
324Star-connected voltage source feeds via a line reactor a diode bridge rectifier with a DC burden.<br>
325Using f=5 Hz, simulate for 1 second (2 periods) and compare voltages and currents of source and DC burden,
326neglecting initial transient.
327</p>
328</HTML>"), Diagram(graphics));
329      Sources.SineVoltage sineVoltage(
330        m=m,
331        V=fill(V, m),
332        freqHz=fill(f, m)) annotation (Placement(transformation(extent={{-70,10},
333                {-90,-10}}, rotation=0)));
334      Basic.Star starS(m=m) 
335        annotation (Placement(transformation(
336            origin={-90,-50},
337            extent={{-10,-10},{10,10}},
338            rotation=270)));
339      Basic.Inductor supplyL(m=m, L=fill(L, m)) 
340        annotation (Placement(transformation(extent={{-52,-10},{-32,10}},
341              rotation=0)));
342      Ideal.IdealDiode idealDiode1(m=m) 
343        annotation (Placement(transformation(
344            origin={10,20},
345            extent={{-10,-10},{10,10}},
346            rotation=90)));
347      Basic.Star star1(m=m) annotation (Placement(transformation(
348            origin={10,50},
349            extent={{-10,-10},{10,10}},
350            rotation=90)));
351      Ideal.IdealDiode idealDiode2(m=m) 
352        annotation (Placement(transformation(
353            origin={10,-20},
354            extent={{-10,-10},{10,10}},
355            rotation=90)));
356      Basic.Star star2(m=m) annotation (Placement(transformation(
357            origin={10,-50},
358            extent={{-10,10},{10,-10}},
359            rotation=270)));
360      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Resistor loadR(R=RL) 
361        annotation (Placement(transformation(
362            origin={50,0},
363            extent={{-10,-10},{10,10}},
364            rotation=270)));
365      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Capacitor cDC1(C=2*C) 
366        annotation (Placement(transformation(
367            origin={70,30},
368            extent={{-10,-10},{10,10}},
369            rotation=270)));
370      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Capacitor cDC2(C=2*C) 
371        annotation (Placement(transformation(
372            origin={70,-30},
373            extent={{-10,-10},{10,10}},
374            rotation=270)));
375      Modelica.Electrical.Analog.Basic.Ground groundDC
376        annotation (Placement(transformation(extent={{80,-80},{100,-60}},
377              rotation=0)));
378    equation
379      connect(cDC1.n, cDC2.p) 
380        annotation (Line(points={{70,20},{70,-20}}, color={0,0,255}));
381      connect(cDC1.n, groundDC.p) 
382        annotation (Line(points={{70,20},{70,0},{90,0},{90,-60}}, color={0,0,
383              255}));
384      connect(starS.plug_p, sineVoltage.plug_n) 
385        annotation (Line(points={{-90,-40},{-90,0}}, color={0,0,255}));
386      connect(sineVoltage.plug_p, supplyL.plug_p) 
387        annotation (Line(points={{-70,0},{-52,0}}, color={0,0,255}));
388      connect(idealDiode1.plug_p, supplyL.plug_n) 
389        annotation (Line(points={{10,10},{10,0},{-32,0}}, color={0,0,255}));
390      connect(idealDiode2.plug_n, supplyL.plug_n) 
391        annotation (Line(points={{10,-10},{10,0},{-32,0}}, color={0,0,255}));
392      connect(idealDiode1.plug_n, star1.plug_p) 
393        annotation (Line(points={{10,30},{10,40}}, color={0,0,255}));
394      connect(idealDiode2.plug_p, star2.plug_p) 
395        annotation (Line(points={{10,-30},{10,-40}}, color={0,0,255}));
396      connect(star2.pin_n, loadR.n) 
397        annotation (Line(points={{10,-60},{50,-60},{50,-10}}, color={0,0,255}));
398      connect(star2.pin_n, cDC2.n) 
399        annotation (Line(points={{10,-60},{70,-60},{70,-40}}, color={0,0,255}));
400      connect(star1.pin_n,loadR. p) 
401        annotation (Line(points={{10,60},{50,60},{50,10}}, color={0,0,255}));
402      connect(star1.pin_n, cDC1.p) 
403        annotation (Line(points={{10,60},{70,60},{70,40}}, color={0,0,255}));
404    end Rectifier;
405  end Examples;
406
407  package Basic "Basic components for electrical multiphase models"
408    extends Modelica.Icons.Library2;
409    annotation (Documentation(info="<HTML>
410<p>
411This package contains basic analog electrical multiphase components.
412</p>
413
414</HTML>", revisions="<html>
415<dl>
416<p>
417  <dt><b>Main Authors:</b></dt>
418  <dd>
419  <a href=\"http://www.haumer.at/\">Anton Haumer</a><br>
420  Technical Consulting & Electrical Engineering<br>
421  A-3423 St.Andrae-Woerdern<br>Austria<br>
422  email: <a href=\"mailto:a.haumer@haumer.at\">a.haumer@haumer.at</a>
423  </dd>
424</p>
425<p>
426  <dt><b>Release Notes:</b></dt>
427  <dd>
428  <ul>
429  <li> v1.0 2004/10/01 Anton Haumer</li>
430  </ul>
431  </dd>
432<p>
433  <dt><b>Copyright:</b></dt>
434  <dd>Copyright &copy; 1998-2006, Modelica Association and Anton Haumer.<br>
435  <i>The Modelica package is <b>free</b> software; it can be redistributed and/or modified
436  under the terms of the <b>Modelica license</b>, see the license conditions
437  and the accompanying <b>disclaimer</b> in the documentation of package
438  Modelica in file \"Modelica/package.mo\".</i></dd>
439</p>
440</dl>
441</html>"), Icon(coordinateSystem(preserveAspectRatio=true, extent={{-100,-100},
442              {100,100}}), graphics={
443          Rectangle(
444            extent={{-80,-10},{60,-70}},
445            lineColor={0,0,255},
446            fillColor={255,255,255},
447            fillPattern=FillPattern.Solid),
448          Line(points={{60,-40},{80,-40}}, color={0,0,255}),
449          Line(points={{-100,-40},{-80,-40}}, color={0,0,255})}));
450
451    model Star "Star-connection"
452      parameter Integer m(final min=1) = 3 "number of phases";
453      Interfaces.PositivePlug plug_p(final m=m) 
454        annotation (Placement(transformation(extent={{-110,-10},{-90,10}},
455              rotation=0)));
456      Modelica.Electrical.Analog.Interfaces.NegativePin pin_n
457        annotation (Placement(transformation(extent={{90,-10},{110,10}},
458              rotation=0)));
459      annotation (Icon(graphics={
460            Text(
461              extent={{-150,60},{150,120}},
462              textString="%name",
463              lineColor={0,0,255}),
464            Line(
465              points={{80,0},{0,0}},
466              thickness=0.5,
467              color={0,0,255}),
468            Line(
469              points={{0,0},{-39,68}},
470              thickness=0.5,
471              color={0,0,255}),
472            Line(
473              points={{0,0},{-38,-69}},
474              thickness=0.5,
475              color={0,0,255}),
476            Text(
477              extent={{-100,-110},{100,-70}},
478              lineColor={0,0,0},
479              textString="m=%m"),
480            Line(points={{-90,0},{-40,0}}, color={0,0,255}),
481            Line(points={{80,0},{90,0}}, color={0,0,255})}),
482          Documentation(
483            info="<HTML>
484<p>
485Connects all pins of plug_p to pin_n, thus establishing a so-called star-connection.
486</p>
487</HTML>"));
488
489    equation
490      for j in 1:m loop
491        connect(plug_p.pin[j],pin_n);
492      end for