电路元件参考

电路元件节点右键单击操作

新建电路元件

将电路元件添加到电路。可用选项如下：

• 电池电路元件

  仅当激活物理连续体中的电池模型时才可用。

• 多触点电路元件
• 二极管电路元件
• 程序电路元件

  仅当激活物理连续体中的电池模型时才可用。

• 标量电路元件

  根据负载类型属性设置，创建电阻、电感、电容、电流、电压或功率元件。

• 表电路元件
• 励磁线圈电路元件

  仅当激活物理连续体中的励磁线圈模型时才可用。

请参见电路元件。

电路元件属性

电路模型支持以下电路元件：

电阻

定义电阻为 $R$ 的理想电阻器。

电阻器的电压电流关系为： $V\left(t\right)=RI\left(t\right)$

电阻元件属性：

负载类型

指定用于定义电路元件的方法。设为电阻。

负载

定义负载电阻 (ohm)。电阻可以是常数值，或是标量表达式。

电容

定义电容为 的理想电容器。 $C>0$

电容器的电压电流关系为： $I\left(t\right)=C\left(dV\right(t)/dt)$ 。

电容元件属性和节点：

负载类型

指定用于定义电路元件的方法。设为电容。

负载

定义负载电容 (farad)。电容可以是常数值或标量表达式，但必须为正值。

初始条件

可以使用常数或标量表达式设置整个元件中电压的初始值。

电感

定义电感为 的理想电感器。 $L>0$

电感器的电压电流关系为： $V\left(t\right)=L\left(dI\right(t)/dt)$ 。

电感元件属性和节点：

负载类型

指定用于定义电路元件的方法。设为电感。

负载

定义负载电感 (H)。电感可以是常数值或标量表达式，但必须为正值。

初始条件

可以使用常数或标量表达式设置穿过元件的电流的初始值。

流

定义穿过元件的电流。

电流元件属性：

负载类型

指定用于定义电路元件的方法。设为电流。

负载

定义负载电流 (A)。电流可以是常数值，或是标量表达式。

电压

定义元件两端的电压。

电压元件属性：

负载类型

指定用于定义电路元件的方法。设为电压。

负载

定义负载电压 (V)。电压可以是常数值，或是标量表达式。对于用作电压源的电压负载单元，指定负值。

功率

定义元件的功率需求。仅当电流或电压在整个模拟中保持正或负值时才使用功率元件。如果这两个物理量（电流或电压）中有一个超过零，另一个物理量（如果电流超过零则为电压）将发散，直至达到初始条件中设置的界限。

由于离散化方案，功率元件按一阶时延来定义。这意味着所需的功率不会立即应用。相反，功率是根据电路的瞬态效应而应用的。

功率元件的电流-电压关系是： $P=IV$

功率元件属性和节点：

负载类型

指定用于定义电路元件的方法。设为功率。

负载

定义功率。功率可以是常数值，或者是标量表达式。对于功率负载，指定正值。

松弛参数

定义元件的延迟时间（即元件将外部条件带来的功率变化应用于电路其余部分的快速程度）。参数必须是正常数值。

初始条件

根据选定的因果关系类型，可以指定初始电流或电压值及其最大值和最小值。

• 电流（固定电流源或电感组件）- 用于指定初始电流值以及电压的最大值和最小值。
• 电压（固定电压源或电容组件，如电池）- 用于指定初始电压值以及电流的最大值和最小值。

根据定义外部电路的方式，对于指定的相同功率，电流和电压解算方案可以是不同的。模拟提供的解算方案取决于指定的初始条件。

二极管

定义二极管组件。二极管在一个方向（正向）电阻低，在另一个方向（反向）电阻高，因此电流主要沿正向流动。

二极管元件属性：

前向电压

指定一个电压值，高出该电压值时二极管即接通电流。如果二极管中的电压超出指定值，则二极管的行为类似于线性电阻器外加串联电压源。如果二极管两端的电压小于指定值，则二极管的行为类似于线性电阻器，且电导较低。

接通电阻

指定当电压超出指定的前向电压时二极管的电阻。

关断电导

指定当电压低于指定的前向电压时二极管的电导。对于反转方向的强制电流，预期的大电压跳变应符合指定的关断电感。

联接

允许多个连接，以便多个端子可以组合成单个端子。当电路传递到求解器时，将移除联接。

表

使用表格数据将电路负载定义为时间函数。

表元件属性和节点：

负载类型

指定用于定义电路负载的方法。可用类型为电阻、电容、电感、电流、电压和功率，如上所述。

表

可用来在工具 > 表节点下导入的表中选择含有数据的表。

输入表必须有一列时间值和一列负载值。可以使用括号定义列标题中的单位，例如，时间（分钟）。Simcenter STAR-CCM+ 会这些单位转换为默认 SI 单位。如果未指定任何单位，Simcenter STAR-CCM+ 会以默认单位导入这些值。

时间数据

指定含有时间值的列。

负载数据

指定含有负载值的列。

系统将对这些值执行线性插值处理，从而为所有时间步提供数据。

初始条件

如果元件具有电感负载，则设置穿过元件的电流的初始值。如果元件具有电容负载，则设置元件中电压的初始值。

多触点

定义一组电阻和电感已知的触点（例如，表示一组相连线圈）。

多触点元件属性和节点：

触点数

定义触点数 。 $n$ 一个负触点表示参考电压； 个正触点表示相连的线圈组。 $n-1$

电阻矩阵和电感矩阵

使用这些节点可以将相连触点的电阻和电感定义为 对称矩阵，其中 n 是触点数。 $(n-1)\times (n-1)$ 对角分量表示从每个正触点到负触点的电阻或电感。非对角分量表示正触点对之间的互阻或互感。

初始条件

这些节点可用于通过常数或标量表达式设置每个端子的电流的初始值。

励磁线圈

将 2D 或 3D 电磁分析中的一个或一组线圈区域连接到电路。定义线圈元件时可使用为线圈区域计算的电动势或集总参数（电阻和电感）。仅当磁矢势模型和励磁线圈模型在一个或多个物理连续体中处于活动状态时，此元件类型才可用。

励磁线圈电路元件具有以下属性和节点：

区域

用来选择表示励磁线圈或一组线圈的区域。与线圈区域关联的物理连续体需要使用励磁线圈模型或有限元励磁线圈模型和某个磁矢势模型。（可选）可以激活励磁线圈集总参数模型，该模型会计算线圈区域的电阻和电感。

负载类型

指定用来定义线圈元件的数量。可用方法如下：

电压源	使用在选定线圈区域中计算的电动势来定义线圈元件。
复合	使用在选定线圈区域中计算得出的集总参数（电阻和电感）来定义线圈元件。需要使用励磁线圈集总参数模型。

周期性因子

在某些情况下，关联区域仅表示完整模型的一个扇区，即整个域使用对称条件进行了几何缩减。对于这些情况，周期性因子可缩放为关联区域提取的电阻和电感值，以重构整个域的值。

对于轴对称模型，通常会将周期性因子设为 <1 rev> 或 <360 deg>。对于具有重复几何的域扇区，可将周期性因子设为复制完整域所需的扇区副本数。

初始条件

可以使用常数或标量表达式设置穿过元件的电流的初始值。

电压源选项

适用于具有复合负载的励磁线圈元件。将此选项设为运动感应时，Simcenter STAR-CCM+ 会考虑线圈区域中由运动产生的任何电压。

电池

可用于将电池模拟中的电池模块连接到电路。仅当电池模型在一个或多个物理连续体中处于活动状态时，此元件类型才可用。

电池元件属性：

电池总成

指定适当的电池模块。

程序

可以使用在 Simcenter Battery Design Studio 中准备的程序文件 (.prg) 来定义负载。这些程序文件用于定义电池的充电、放电和静置过程（请参见在 Simcenter Battery Design Studio 中准备文件）。仅当电池模型在一个或多个物理连续体中处于活动状态时，此元件类型才可用。

程序元件属性：

程序数据

指定用来定义电负载的 .prg 文件。该程序文件包含一行或多行用于指定负载类型（电压、电流、电阻或功率）、负载数值和负载持续时间的输入。

电路元件端子属性

每个电路元件具有两个或多个端子，电流经由这些端子流入或流出元件。端子可以接地或连接到另一个电路元件的端子。

[电路元件端子或触点]

端子和触点可连接不同的电路元件或接地。除多触点电路元件之外的其他所有电路元件具有正负极端子。具有 n 个触点的多触点元件具有一个负触点和 $n-1$ 个正触点。

每个端子和触点节点具有以下属性：

连接

显示端子分配到的连接名称。

接地

激活时，端子接地或通地。

电路中接地端子的最大数量在电路的容许接地数属性中指定。默认情况下，此值为 1。

[电路元件] 右键单击操作

激活励磁线圈集总参数模型后，以下右键单击操作可用于励磁线圈元件。

创建报告

在报告节点下为线圈元件创建以下报告：

• [电路元件] 励磁线圈导体电阻
• [电路元件] 磁通量连接
• [电路元件] 磁电感
• [电路元件] 磁运动感应电压

有关每个报告的描述，请参见励磁线圈模型参考和励磁线圈集总参数模型参考。