(2-уровневый) генератор PWM

Сгенерируйте импульсы для PWM-управляемого 2-уровневого конвертера

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Control & Measurements / Pulse & Signal Generators

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Основные Блоки / Силовая электроника / Pulse & Signal Generators

Описание

Блок PWM Generator (2-уровневый) генерирует импульсы для основанных на поставщике услуг конвертеров модуляции ширины импульса (PWM) с помощью двухуровневой топологии. Блок может управлять переключающимися устройствами (FET, GTOs или IGBTs) трех различных типов конвертера: однофазный полумост (1 рука), однофазный полный мост (2 руки) или трехфазный мост (3 руки).

Ссылочный сигнал (вход Uref), также названный модуляцией сигнала, по сравнению с симметричным треугольным поставщиком услуг. Когда ссылочный сигнал больше, чем поставщик услуг, импульс для верхнего устройства переключения высок (1), и импульс для более низкого устройства низок (0).

Чтобы управлять однофазным устройством полного моста, можно выбрать униполярную или биполярную модуляцию PWM. Используя униполярную модуляцию, каждой рукой управляют независимо. Второй ссылочный сигнал внутренне сгенерирован сдвигом фазы сигнал исходной ссылки 180 градусами. Используя биполярную модуляцию, состояние более низкого устройства переключения второй руки совпадает с состоянием верхнего переключателя первой руки, и состояние верхнего переключателя второй руки совпадает с состоянием более низкого переключателя первой руки. Униполярная модуляция производит лучшую качественную форму волны AC, но биполярная модуляция производит очень низко переменное напряжение общего режима.

Фигура описывает эти три метода, чтобы выбрать ссылочный Uref сигнала. Естественный метод выборки моделирует поведение аналоговой реализации генератора PWM. Используя два регулярных метода выборки, Uref может быть выбран дважды и в долине и в пике поставщика услуг или только однажды в долине поставщика услуг. Первый упоминается как асимметричная выборка или метод двойного ребра. Последний называется симметричной выборкой или методом одно ребра.

Ссылочные методы выборки сигнала

Параметры

Generator type

Задайте количество импульсов, чтобы сгенерировать. Количество импульсов, сгенерированных блоком, пропорционально количеству плеч мостовой схемы, чтобы стрелять.

Выберите Single-phase half-bridge (2 pulses), чтобы запустить самокоммутируемые устройства однофазного конвертера полумоста. Импульс 1 огонь верхнее устройство и импульс 2 огня более низкое устройство.

Выберите Single-phase full-bridge (4 pulses), чтобы запустить самокоммутируемые устройства однофазного полного мостовой преобразователя. Четыре импульса затем сгенерированы. Импульсы 1 и 3 запускают верхние устройства первой и второй руки. Импульсы 2 и 4 запускают более низкие устройства.

Выберите Single-phase full-bridge - Bipolar modulation (4 pulses), чтобы запустить самокоммутируемые устройства однофазного полного мостовой преобразователя. Четыре импульса затем сгенерированы. Импульсы 1 и 3 запускают верхние устройства первой и второй руки. Импульсы 2 и 4 запускают более низкие устройства. Импульсы 1 и 4 идентичны. Импульсы 2 и 3 идентичны.

Выберите Three-phase bridge (6 pulses) (значение по умолчанию), чтобы запустить самокоммутируемые устройства трехфазного мостовой преобразователя. Импульсы 1, 3, и 5 запускают верхние устройства первых, вторых, и третьих рук. Импульсы 2, 4, и 6 запускают более низкие устройства.

Carrier: Mode of operation

Когда установлено в Unsynchronized (значение по умолчанию), частота несинхронизируемого сигнала поставщика услуг определяется параметром Frequency.

Когда установлено в Synchronized, сигнал поставщика услуг синхронизируется с сигналом внешней ссылки (входной вес), и несущая частота определяется параметром Switching ratio.

Carrier: Frequency (Hz)

Задайте частоту, в герц, треугольного сигнала поставщика услуг. Значением по умолчанию является 27*60. Этот параметр доступен, только если параметр Mode of operation устанавливается на Unsynchronized.

Carrier: Initial phase (degrees)

Задайте начальную фазу поставщика услуг в градусах. Значением по умолчанию является 90. Значение 90 градусов означает, что треугольное исходное положение поставщика услуг установлено в среднюю точку между своим минимальным и максимальным значением, и наклон положителен.

Этот параметр доступен, только если параметр Mode of operation устанавливается на Unsynchronized.

Carrier: Minimum and maximum values

Задайте минимум (долина) и максимальные (пиковые) значения треугольного сигнала поставщика услуг. Значением по умолчанию является [ -1 1 ].

Switching ratio (carrier frequency/output frequency)

Задайте частоту (_Fc) треугольного сигнала поставщика услуг.

$F_{c} = S w i t c h i n g R a t i o \times O u t p u t V o l t a g e F r e q u e n c y$

Значением по умолчанию является 27. Этот параметр доступен, только если параметр Mode of operation устанавливается на Synchronized.

Reference signal: Sampling technique

Задайте, как ссылочный сигнал выбирается: Natural (значение по умолчанию), Asymmetrical regular (double edge) или Symmetrical regular (single edge).

Если вы выбираете регулярный метод выборки, параметр Sample time должен быть целочисленным подкратным период выборки. Период выборки равен 1/Carrier Frequency/2 для асимметричной выборки и 1/Carrier Frequency для симметричной выборки.

Reference signal: Internal generation of reference signal

Когда выбрано, ссылочный сигнал сгенерирован блоком. Значение по умолчанию очищено.

Если не выбранный, сигналы внешней ссылки используются для импульсной генерации.

Этот параметр доступен, только если параметр Mode of operation устанавливается на Unsynchronized.

Reference signal: Modulation index

Задайте индекс модуляции, чтобы управлять амплитудой основного компонента выходного напряжения конвертера. Индекс модуляции должен быть больше, чем 0 и ниже, чем или равным 1. Значением по умолчанию является 0.8. Этот параметр доступен только, когда параметр Internal generation of reference signal выбран.

Reference signal: Frequency (Hz)

Укажите, что частота выходного напряжения раньше управляла частотой основного компонента выходного напряжения конвертера. Значением по умолчанию является 60. Этот параметр доступен только, когда параметр Internal generation of modulating signal (s) выбран.

Reference signal: Phase (degrees)

Задайте этот параметр, чтобы управлять фазой основного компонента выходного напряжения конвертера. Значением по умолчанию является 0. Этот параметр доступен только, когда параметр Internal generation of modulating signal (s) выбран.

Sample time

Задайте шаг расчета блока в секундах. Установите на 0, чтобы реализовать непрерывный блок. Значением по умолчанию является 0. Если вы выбираете регулярный метод выборки, параметр Sample time должен быть целочисленным подкратным период выборки. Период выборки равен 1/Carrier Frequency/2 для асимметричной выборки и 1/Carrier Frequency для симметричной выборки.

Show measurement port

Установите этот флажок, чтобы добавить Simulink^®output в блок. Вывод возвращает сигнал поставщика услуг, который используется, чтобы определить выходные импульсы и выбранный ссылочный сигнал. Значение по умолчанию очищено.

Вводы и выводы

Uref: Векторизованный ссылочный сигнал раньше генерировал выходные импульсы. Вход видим только, когда Internal generation of modulating signal (s) не выбран. Соедините этот вход с однофазным синусоидальным сигналом, когда блок используется, чтобы управлять однофазным полу - или полный мостовой преобразователь, или к трехфазному синусоидальному сигналу, когда блок PWM Generator управляет трехфазным мостовой преобразователем. Для линейной операции этого блока значение Uref должно быть между −1 и +1.
wt: Сигнал внешней ссылки раньше синхронизировал поставщика услуг. Этот входной порт Simulink не присутствует, когда Carrier: Mode of operation установлен в Unsynchronized.
P: Вывод содержит два, четыре, или шесть импульсных сигналов раньше запускали самокоммутируемые устройства (МОП-транзисторы, GTOs или IGBTs) одного - 2D или конвертер с тремя руками.
m: Измерение вывод, который возвращает сигнал поставщика услуг, раньше определяло выходные импульсы и выбранный ссылочный сигнал. Этот порт присутствует только, когда Show measurement port выбран.

Характеристики

'SampleTime'	Заданный в параметре Sample Time Непрерывный, если Sample Time = 0
Скалярное расширение	Нет
Определенный размерность	Нет

Примеры

Модель power_PWMGenerator2Level использует простую схему, чтобы проиллюстрировать работу (2-уровневого) Генератора PWM. Запустите симуляцию и используйте инструмент FFT Analysis блока Powergui, чтобы видеть гармоники и значение THD напряжений, произведенных трехфазным двухуровневым конвертером.

Образцовый шаг расчета параметризован набором переменной Ts к значению по умолчанию 50e-6 s. Установите Ts на 0 в командном окне и измените параметр Simulation type блока Powergui к Continuous, чтобы моделировать модель в непрерывном режиме.

power_BipolarPWMGenerator модель показывает сравнение между униполярным PWM и биполярными методами PWM.

Документация