2.1.2.3.5 Многополюсник (макромодель)

Элемент обозначается словом MODEL.

Структура записи: [MODEL <NAME> i, j, ..., q].

В описании элемента: NAME – файл [имя.тип], в котором записана модель. Можно считать моделью произвольную схему ограниченного размера. Ограничение размера модели связано только с ограничением результирующего порядка задачи с учетом изменения нумерации элементов и узлов внутри пакета в режиме анализа. Если в корневой задаче и модели встречаются элементы одинакового типа и номера, то ошибочного замещения не происходит. Элементы модели перенумеровываются и добавляются к основной цепи. Изменение номеров осуществляется по следующему правилу. Вновь вводимые узлы и элементы приобретают порядковый номер больше наибольшего соответствующего номера в основной цепи. Внутренняя сквозная нумерация для пользователя недоступна и не имеет значения при соблюдении ограничения порядка задачи.

	Рис. 2.51

Схемное изображение макромодели представлено на рис. 2.51. Обозначения: i – номер узла основной схемы, к которому присоединен первый узел модели, j – номер узла основной схемы, к которому присоединен второй узел модели, и т.д. Модель может иметь не более 20 узлов присоединения к основной схеме q < 20. Пример использования некоторой части цепи в качестве макромодели рассмотрен ниже.

Упражнение: Выполнить моделирование режима динамической цепи переменного тока с управляемым вентилем, показанной на рис. 2.52.

В однофазной цепи установлен тиристор, запираемый по катоду. Упрощенная схема модели показана на рис. 2.53. Управляемый вентиль объявлен макромоделью (Model), нагрузка резистивная (R₁), синусоидальный источник – идеализированный (ES₁).

В основу работы макромодели тиристора (рис. 2.54), построенного на управляемых источниках и ключах, положен алгоритм работы реального полупроводникового прибора. Диоды VD₁ – VD₃ заменены нелинейными резистивными низкочастотными моделями. Внутри макромодели VS₁ узлы обозначены: 1 – анод, 2 – катод, 3 – управляющий электрод (УЭ).

	Рис. 2.52			Рис. 2.53

Цепь управляющего воздействия элемента VS₁ состоит из двух параллельных каналов, реализованных на управляемых источниках тока ИТУТ (JI₂, JI₃).

	Рис. 2.54

Предусмотрены следующие режимы тиристора: отпирание VS₁ – осуществляется через диод VD₃ положительными импульсами относительно катода, запирание – отрицательными импульсами через VD₂. Настройка макромодели вентиля осуществляется выбором коэффициентов передачи источни-ков и параметров пассивных элементов. Система управления представлена программируемым импульсным источником тока JP₁.

График напряжения на тиристоре приведен на рис. 2.55, кривая напряжения на нагрузке – рис. 2.56.

	Рис. 2.55			Рис. 2.56

При использовании модели в цепях пульсирующего тока следует соотносить величину удерживающего тока JI₁ в открытом состоянии с величиной запирающего тока источника JI₂. В соответствии с принятым схемным изображением макромодели для запирающего источника тока следует задавать положительное значение коэффициента передачи. Реализовано катодное управление при значениях управляющего тока I_уэ-К >  50 мА, тока удержания модели I_А-К > 50 мА. Напряжения цепи регистрируют между узлами (1 – 2) и (2 – 0). Временные характеристики ₁(t) воздействующего синусоидального источника (1) и ₃(t) импульсов управления могут быть построены самостоятельно.

Кроме рассмотренного элементного базиса для моделирования электрических цепей в частотной области применяют четырехполюсники с передаточными функциями различных порядков, сумматор, перемножитель и другие модели. Для моделирования режимов во временной области по мгновенным значениям предусмотрены датчики напряжений и токов.