PWM Generator (Three-phase, Two-level)

Сгенерируйте модулируемую форму волны трехфазной, двухуровневой ширины импульса

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Управление / Модуляция Ширины импульса

  • PWM Generator (Three-phase, Two-level) block

Описание

Средства управления блоком PWM Generator (Three-phase, Two-level), переключающие поведение для трехфазного, двухуровневого конвертера степени. Блок:

  1. Вычисляет на - и времена вне пропускания на основе входных параметров блока:

    • Три синусоидальных ссылочных напряжения, один на фазу

    • Напряжение ссылки DC

  2. Использует времена пропускания, чтобы сгенерировать шесть управляющих переключателем импульсов.

  3. Использует времена пропускания, чтобы сгенерировать формы волны модуляции.

Непрерывный и прерывистый PWM

Блок обеспечивает режимы и для непрерывной и для прерывистой модуляции ширины импульса (PWM). Рисунок показывает общее различие между непрерывным синусоидальным PWM (SPWM) и непрерывными формами волны модуляции вектора пробела (SVM).

Для прерывистого PWM (DPWM), блок фиксирует волну модуляции к положительной или отрицательной направляющей DC для в общей сложности 120 градусов в каждый основной период. Во время зажимных интервалов прекращается модуляция.

Форма волны с DPWM с 30 степенями имеет четыре интервала с 30 степенями на основной период.

Выбор положительного или отрицательного сдвига фазы с 30 степенями влияет на зажимные интервалы для DPWM с 60 степенями.

Рисунок показывает формы волны для положительного и отрицательного зажима DC для DPWM с 120 степенями.

Выборка режима

Этот блок позволяет вам выбирать естественную, симметричную, или асимметричную выборку волны модуляции.

Блок PWM Generator (Three-phase, Two-level) не выполняет основанный на поставщике услуг PWM. Вместо этого блок использует входные сигналы, чтобы вычислить времена пропускания и затем использует времена пропускания, чтобы сгенерировать и управляющие переключателем импульсы и формы волны модуляции, которые он выводит.

Основанный на поставщике услуг PWM, однако, полезен для показа, как режим выборки, который вы выбираете, относится к переключателю - на, и выключите поведение импульсов, которые генерирует блок. Генератор, который использует двухуровневый, основанный на поставщике услуг метод PWM:

  1. Производит ссылочную волну.

  2. Сравнивает выборку с треугольной несущей.

  3. Генерирует переключатель - на импульсе, если выборка выше, чем сигнал поставщика услуг или выключать импульс, если выборка ниже, чем несущая.

Чтобы определить переключатель - на и выключить импульсное поведение, двухуровневый основанный на поставщике услуг генератор PWM использует эти методы, чтобы произвести треугольную волну:

  • Естественный — выборка и сравнение происходят в точках пересечения волны модуляции и несущей.

  • Асимметричный — Выборка происходит на верхних и нижних границах несущей. Сравнение происходит на пересечении, которое следует за выборкой.

  • Симметричный — Выборка происходит только на верхнем контуре несущей. Сравнение происходит на пересечении, которое следует за выборкой.

Перемодуляция

Индекс модуляции, который измеряет способность конвертера степени вывести данное напряжение, задан как

m=VMVC,

где

  • m является индексом модуляции.

  • Vm является пиковым значением волны модуляции.

  • Vc является пиковым значением треугольной несущей.

Для трехфазного SPWM,

Vpeak=mvdc2,

где

  • Vpeak является пиковым значением основного компонента напряжения фазы-к-нейтральному.

  • vdc является напряжением ссылки DC.

Для трехфазного вектора пробела PWM (SVM) и DPWM,

Vpeak=mvdc3.

Для нормальной установившейся операции, 0 <m1. Если переходный процесс, такой как увеличение загрузки, заставляет амплитуду Vm превышать амплитуду Vc, перемодуляция (m> 1) происходит.

Если перемодуляция происходит, выходное напряжение зажимов конвертера степени к положительной или отрицательной направляющей DC.

В Трехфазном Двухуровневом примере Генератора PWM подсистема Two-Level Controller содержит 400-вольтовый вход ссылки DC, и индекс модуляции, m, 0,8. Для SPWM максимальное входное напряжение составляет 400 В / 2, то есть, 200 В. Чтобы продемонстрировать перемодуляцию, переходный процесс добавляется в начале симуляции. Переходный процесс обеспечивает амплитуды ссылочных напряжений, чтобы превысить амплитуду 1/2 напряжения ссылки DC. Чтобы подсветить перемодуляцию, осциллограф включает результаты симуляции для только одного из шести выходных импульсов и только a - фаза ссылочных напряжений, форм волны модуляции и выходных напряжений.

Индекс модуляции больше один между 0.03–0.09 секундами. Во время перемодуляции:

  • Импульс остается в на или от положения.

  • Выходное напряжение, Vao, фиксирует к положительной или отрицательной направляющей DC.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Задайте три синусоидальных напряжения, один на фазу, которую вы хотите, чтобы присоединенный конвертер вывел.

Задайте положительное вещественное число для напряжения ссылки DC конвертера.

Вывод

развернуть все

Шесть импульсных сигналов, которые определяют переключающееся поведение в присоединенном конвертере степени.

Если вы генерируете код для платформы, которая имеет оборудование с возможностью PWM, можно развернуть волну модуляции в оборудование. В противном случае эти данные только для вашей ссылки.

Параметры

развернуть все

Прерывистый PWM фиксирует форму волны к направляющей DC для в общей сложности 120 градусов в области каждого основного периода. Непрерывный PWM не делает.

Зависимости

Параметр Continuous PWM только доступен, когда вы устанавливаете параметр PWM mode на Continuous PWM (CPWM).

Режим выборки определяет, производит ли блок форму волны модуляции, когда волны пересекаются или когда несущая в одной или обоих из ее граничных условий.

Задайте уровень, на котором вы хотите, чтобы переключатели в конвертере степени переключились.

Задайте временной интервал между последовательным выполнением блока (выходные вычисления). Чтобы гарантировать соответствующее разрешение в сгенерированном сигнале, установите это значение, чтобы быть меньше чем или равными 1/(50*Fsw), где коротковолновым F является Switching frequency (Hz).

Задайте метод для распределения этих 120 градусов на период, в который блок фиксирует волну модуляции к направляющей DC. Другие опции:

  • 60 DPWM (+30 degree shift): +30 degree shift from 60 DPWM

  • 60 DPWM (-30 degree shift): -30 degree shift from 60 DPWM

  • 30 DPWM: 30 degree discontinuous PWM

  • 120 DPWM: positive dc component

  • 120 DPWM: negative dc component

Когда волна фиксируется, модуляция прекращается.

Зависимости

Параметр Discontinuous PWM только доступен, когда вы устанавливаете параметр PWM mode на Discontinuous PWM (DPWM).

Примеры модели

Electric Engine Dyno

Электродвигатель Dyno

Смоделируйте тест динамометра электромобиля. Тестовая среда содержит асинхронную машину (ASM) и внутренний постоянный магнит синхронную машину (IPMSM), соединенный спина к спине через механический вал. Обе машины питаются высоковольтными батареями через управляемые трехфазные конвертеры. ASM на 164 кВт производит крутящий момент нагрузки. IPMSM на 35 кВт является электрической машиной под тестом. Машина Управления Под Тестом (IPMSM) подсистема управляет крутящим моментом IPMSM. Контроллер включает многоскоростную основанную на PI структуру управления. Уровень управления крутящим моментом разомкнутого контура медленнее, чем уровень текущего управления с обратной связью. Планирование задач для контроллера реализовано как конечный автомат Stateflow®. Машина Загрузки Управления (ASM) подсистема использует один уровень, чтобы контролировать скорость ASM. Подсистема Визуализации содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Energy Balance in a 48V Starter
                Generator

Энергетический баланс в 48-вольтовом генераторе начинающего

Внутренний постоянный магнит синхронная машина (IPMSM), используемый в качестве начинающего/генератора в упрощенной 48-вольтовой автомобильной системе. Система содержит 48-вольтовую электрическую сеть и 12-вольтовую электрическую сеть. Двигатель внутреннего сгорания (ICE) представлен основными механическими блоками. IPMSM действует в качестве двигателя, пока ICE не достигает скорости холостого хода, и затем это действует в качестве генератора. IPMSM подает питание к 48-вольтовой сети, которая содержит потребителя электроэнергии R3. 48-вольтовая сеть подает питание к 12-вольтовой сети, которая имеет двух потребителей: R1 и R2. Общее время симуляции (t) составляет 0,5 секунды. В t = 0,05 секунды, ICE включает. В t = 0,1 секунды, R3 включает. В t = 0,3 секунды, R2 включает и увеличивает нагрузку на 12-вольтовую электрическую сеть. Подсистема контроллера EM включает многоскоростную основанную на PI структуру каскадного регулирования, которая имеет внешний цикл управления напряжения и два внутренних контура управления током. Планирование задач в подсистеме Управления реализовано как конечный автомат Stateflow®. Подсистема контроллера DCDC реализует простой ПИ-контроллер для Понижающего конвертера DC-DC, который питает 12-вольтовую сеть. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

HESM Torque Control

Управление крутящим моментом HESM

Управляйте крутящим моментом в основанном на гибридном возбуждении синхронной машине (HESM) диске электрической тяги. Постоянные магниты и обмотка возбуждения волнуют HESM. Высоковольтная батарея питает SM через управляемый трехфазный конвертер для обмоток статора и через управляемые четыре квадрантных прерывателя для обмотки ротора. Идеальный источник скорости вращения обеспечивает загрузку. Подсистема Управления использует подход разомкнутого контура, чтобы управлять крутящим моментом и подходом с обратной связью, чтобы управлять током. В каждый демонстрационный момент запрос крутящего момента преобразован в соответствующие текущие ссылки. Текущее управление основано на PI. Симуляция использует несколько шагов крутящего момента и в режимах двигателя и в генератора. Подсистема Визуализации содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

IPMSM Torque Control in a Parallel
                HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в параллельном HEV

Упрощенный параллельный гибридный электромобиль (HEV). Внутренний постоянный магнит синхронная машина (IPMSM) и двигатель внутреннего сгорания (ICE) обеспечивают движение транспортного средства. IPMSM действует и в автомобильных и в генерирующих режимах. Передача транспортного средства и дифференциал реализованы с помощью модели сокращения механизма фиксированного отношения. Подсистема контроллера Транспортного средства преобразует входные параметры драйвера в команды крутящего момента. Стратегия управления транспортного средства реализована как конечный автомат Stateflow®. Подсистема контроллера ICE управляет крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания. Подсистема контроллера Диска управляет крутящим моментом IPMSM. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

IPMSM Torque Control in a Series
                HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в ряду HEV

Внутренний постоянный магнит синхронная машина (IPMSM), продвигающий упрощенный серийный гибридный электромобиль (HEV). Идеальный конвертер DCDC, соединенный с высоковольтной батареей, питает IPMSM через управляемый трехфазный конвертер. Двигатель внутреннего сгорания управляемый генератор заряжает высоковольтную батарею. Передача транспортного средства и дифференциал реализованы с помощью модели сокращения механизма фиксированного отношения. Подсистема контроллера Транспортного средства преобразует входные параметры драйвера в соответствующие команды для IPMSM и генератора. Подсистема контроллера Диска управляет крутящим моментом IPMSM. Контроллер включает многоскоростную основанную на PI структуру управления. Уровень управления крутящим моментом разомкнутого контура медленнее, чем уровень текущего управления с обратной связью. Планирование задач для контроллера реализовано как конечный автомат Stateflow®. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

IPMSM Torque
                Control in a Series-Parallel HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в последовательно-параллельном HEV

Упрощенный последовательно-параллельный гибридный электромобиль (HEV). Внутренний постоянный магнит синхронная машина (IPMSM) и двигатель внутреннего сгорания (ICE) обеспечивают движение транспортного средства. ICE также использует электрический генератор, чтобы перезарядить высоковольтную батарею во время управления. Передача транспортного средства и дифференциал реализованы с помощью модели сокращения механизма фиксированного отношения. Подсистема контроллера Транспортного средства преобразует входные параметры драйвера в команды крутящего момента. Стратегия управления транспортного средства реализована как конечный автомат Stateflow®. Подсистема контроллера ICE управляет крутящим моментом двигателя внутреннего сгорания. Подсистема контроллера Генератора управляет крутящим моментом электрического генератора. Подсистема контроллера Диска управляет крутящим моментом IPMSM. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

IPMSM Torque Control in an
                Axle-Drive HEV

Управление крутящим моментом IPMSM в Диске оси HEV

Внутренний постоянный магнит синхронная машина (IPMSM), продвигающий упрощенный электромобиль диска оси. Высоковольтная батарея питает IPMSM через управляемый трехфазный конвертер. IPMSM действует и в автомобильных и в генерирующих режимах. Передача транспортного средства и дифференциал реализованы с помощью модели сокращения механизма фиксированного отношения. Подсистема контроллера Транспортного средства преобразует входные параметры драйвера в соответствующую команду крутящего момента. Подсистема контроллера Диска управляет крутящим моментом IPMSM. Контроллер включает многоскоростную основанную на PI структуру управления. Уровень управления крутящим моментом разомкнутого контура медленнее, чем уровень текущего управления с обратной связью. Планирование задач для контроллера реализовано как конечный автомат Stateflow®. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

IPMSM Velocity Control

Скоростное управление IPMSM

Управляйте скоростью вращения ротора в базирующемся автомобильном диске электрической тяги внутреннего постоянного магнита синхронной машины (IPMSM). Высоковольтная батарея питает IPMSM через управляемый трехфазный конвертер. IPMSM действует и в автомобильных и в генерирующих режимах согласно загрузке. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает загрузку. Подсистема Осциллографов содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции. Подсистема Управления включает многоскоростную основанную на PI структуру каскадного регулирования, которая имеет внешний цикл управления скорости вращения и два внутренних контура управления током. Планирование задач в подсистеме Управления реализовано как конечный автомат Stateflow®. Во время одной второй симуляции спрос на скорость вращения составляет 0 об/мин, 500 об/мин, 2 000 об/мин, и затем 3 000 об/мин. Выше 1 630 об/мин IPMSM входит в полевой режим ослабления.

SM Torque Control

Управление крутящим моментом SM

Управляйте крутящим моментом в основанном на синхронной машине (SM) диске электрической тяги. Высоковольтная батарея питает SM через управляемый трехфазный конвертер для обмоток статора и управляемые четыре квадрантных прерывателя для обмотки ротора. Идеальный источник скорости вращения обеспечивает загрузку. Подсистема Управления использует подход разомкнутого контура, чтобы управлять крутящим моментом и подходом с обратной связью, чтобы управлять током. В каждый демонстрационный момент запрос крутящего момента преобразован в соответствующие текущие ссылки. Текущее управление основано на PI. Симуляция использует несколько шагов крутящего момента и в режимах двигателя и в генератора. Планирование задач реализовано как конечный автомат Stateflow®. Подсистема Визуализации содержит осциллографы, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Ссылки

[1] Чанг, D. W. Дж. С. Ким и С. К. Сул. “Объединенный Метод Модуляции Напряжения для Оперативного Преобразования Трехфазного питания”. Транзакции IEEE на Промышленных Приложениях, Издании 34, № 2, 1998, стр 374–380.

[2] Hava, утра, Р. Дж. Керкмен и Т. А. Липо. “Простые Аналитические и Графические Методы для Основанных на поставщике услуг Дисков PWM-VSI”. Транзакции IEEE на Силовой электронике, Издании 14, № 1, 1999, стр 49–61.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введенный в R2017b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте