Моторный драйвер H-моста
Simscape / Электрический / Semiconductors & Converters / Конвертеры
Блок H-Bridge представляет моторный драйвер H-моста. Блок имеет следующие две опции Simulation mode:
PWM — Выход блока H-Bridge является управляемым напряжением, которое зависит от входного сигнала в порте PWM. Если входной сигнал имеет значение, больше, чем значение параметров Enable threshold voltage, блок H-Bridge вывел, включен и имеет значение, равное значению параметра Output voltage amplitude. Если это имеет значение меньше, чем значение параметров Enable threshold voltage, блок обеспечивает схему загрузки с помощью одной из следующих трех опций Freewheeling mode:
Via one semiconductor switch and one freewheeling diode
Via two freewheeling diodes
Via two semiconductor switches and one freewheeling diode
Первые и третьи опции иногда упоминаются как синхронная операция.
Сигнал в порте REV определяет полярность выхода. Если значение сигнала в порте REV меньше значения параметра Reverse threshold voltage, выход имеет положительную полярность; в противном случае это имеет отрицательную полярность.
Averaged — Этот режим имеет две опции Load current characteristics:
Smoothed
Unsmoothed or discontinuous
Smoothed опция принимает, что ток практически непрерывен должный загрузить индуктивность. В этом случае блок H-Bridge выход:
где:
VO является значением параметра Output voltage amplitude.
VPWM является значением напряжения в порте PWM.
APWM является значением параметра PWM signal amplitude.
IOUT является значением текущего выхода.
RON является параметром Bridge on resistance.
Ток явится гладким, если частота PWM будет достаточно большой. Синхронная операция, где свободный ход через плечо мостовой схемы назад к предоставлению также, помогает сглаживать ток. Для случаев, где ток не является гладким, или возможно прерывист (то есть, он идет, чтобы обнулить между циклами PWM), используйте Unsmoothed or discontinuous опция. Для этой опции необходимо также ввести значения для Total load series resistance, Total load series inductance и PWM frequency. В процессе моделирования блок использует эти значения, чтобы вычислить более точное значение для выходного напряжения H-моста, которое достигает того же среднего тока, как присутствовал бы при симуляции в режиме PWM.
Установите параметр Simulation mode на Averaged ускорять симуляции при управлении блоком H-Bridge с блоком Controlled PWM Voltage. Необходимо также установить параметр Simulation mode блока Controlled PWM Voltage к Averaged режим. Это применяет среднее значение потребованного напряжения PWM к двигателю. Точность Averaged результаты симуляции режима используют валидность вашего предположения о текущей загрузке. Если вы указываете, что током является Unsmoothed or discontinuous, затем точность также зависит от значений, вы предусматриваете нагрузочное сопротивление и индуктивность, являющуюся представительным. Этот режим также делает некоторые предположения упрощения о базовых уравнениях для случая, когда текущий прерывисто. Для типичного двигателя и параметров моста, точность должна быть в нескольких процентах. Проверять Averaged точность режима, запуск симуляция с помощью PWM режим и сравнивает результаты с полученными из использования Averaged режим.
Режим Braking вызывается, когда напряжение, представленное в порте BRK, больше, чем Braking threshold voltage. Независимо от ли в PWM или Averaged режим, когда в тормозящем режиме H-мост моделируется серийной комбинацией двух сопротивлений R1 и R2 где:
R1 является сопротивлением руки одинарного моста, то есть, половина значения параметра Total bridge on resistance.
R2 является сопротивлением руки одинарного моста параллельно с диодным сопротивлением, то есть, R1 · Rd / (R1 + Rd), где Rd является диодным сопротивлением.
Чтобы смоделировать требования, помещенные в предоставление DC, можно принять решение осушить порты источника питания блока H-Bridge путем установки параметра Power supply на External. Если порты источника питания осушены, то только режим симуляции PWM поддерживается.
Примечание
Если параметр Power supply устанавливается на External, блок может выяснить напряжение стороны загрузки, возмещенное путем ссылки к напряжениям шинопровода электропитания. Однако, если связи шинопровода электропитания не отсоединены, необходимо добавить блок Electrical Reference на стороне загрузки.
Блок имеет дополнительный тепловой порт, скрытый по умолчанию. Чтобы осушить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают Simscape> Block choices> Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт H на значке блока и добавляет параметры Thermal Port и Temperature Dependence. Эти параметры описаны далее на этой странице с описанием.
Когда тепловой порт отображается:
Тепло, выработанное мостом на сопротивлении и вольными диодами, добавляется к тепловому порту. Тепловой порт имеет связанное количество тепла и начальную температуру, которую можно установить от параметров Thermal Port.
Мост на сопротивлении и вольное диодное сопротивление становятся функциями температуры. Можно задать значения для этих сопротивлений и второй температуры измерения от параметров Temperature Dependence. Сопротивление принимается линейно зависимым между двумя температурами измерения. Экстраполяция используется для температур за пределами этой области значений, за исключением при симуляции в усредненном режиме с прерывистой загрузкой текущих характеристик.
Если вы линеаризуете свою модель, установите параметр Simulation mode на Averaged и гарантируйте, что вы задали рабочую точку правильно. Можно только линеаризовать блок H-Bridge для рабочих циклов, которые больше нуля и меньше, чем PWM сигнализируют об амплитуде. Если необходимо линеаризовать вокруг нулевого рабочего цикла, и если диспетчер всегда использует регенеративный режим торможения, установите параметр Regenerative braking на Always enabled (suitable for linearization).
В Averaged режим, и с Unsmoothed or discontinuous выбор для Load current characteristics, необходимо ввести представительные значения для индуктивности загрузки и сопротивления. При управлении двигателем постоянного тока затем сопротивление является сопротивлением якоря, и индуктивность является суммой индуктивности якоря плюс серийный индуктор сглаживания (если есть). Для Универсального двигателя полное сопротивление является суммой арматуры и обмоток возбуждения, и общая индуктивность является суммой арматуры и полевой индуктивности плюс любая серийная индуктивность сглаживания. Для Двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением MathWorks рекомендует, чтобы вы чертили эквивалентную схему Thévenin, чтобы определить соответствующие значения.
Никакое прямое напряжение не моделируется для вольных диодов. Они аппроксимированы как идеальные сопротивления, когда прямосмещенный с сопротивлением, равным значению параметров Freewheeling diode on resistance.
Если связи шинопровода электропитания отсоединены, только режим симуляции PWM поддерживается.
