Реализовать модульный многоуровневый преобразователь с полумостом
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Силовая электроника
Блок Half-Bridge MMC реализует полумостовой модульный многоуровневый преобразователь. Преобразователь состоит из нескольких последовательно соединенных модулей питания. Каждый модуль питания состоит из одного полумоста и одного конденсатора на стороне постоянного тока.
Можно выбрать один из четырех типов модели:
Коммутационные устройства - преобразователь моделируется парами IGBT/диод. Многоуровневый генератор ШИМ вырабатывает импульсы возбуждения (сигналы 0/1), которые запускают переключение в преобразователе.
Функция переключения - преобразователь основан на модели функции переключения. Модель использует два источника напряжения и два диода на стороне переменного тока, и два источника тока на стороне постоянного тока.
Управление преобразователем осуществляется импульсами возбуждения, вырабатываемыми ШИМ-генератором (сигналы 0/1), или импульсами возбуждения, усредненными за указанный период (усреднение ШИМ: сигналы от 0 до 1). Оба режима работы создают гармоники, обычно генерируемые ШИМ-управляемым преобразователем, а также правильно моделируют работу выпрямления и время гашения. Этот тип модели подходит для моделирования в реальном времени.
Средняя модель (управляемая Uref) - преобразователь моделируется с использованием модели коммутационной функции, непосредственно управляемой сигналами опорного напряжения. Генератор ШИМ не требуется. Эта модель обеспечивает наиболее быстрое моделирование.
Агрегатная модель - конвертер моделируется с использованием модели коммутационных функций, где для представления всех модулей используется только один эквивалентный модуль. Эта агрегатная модель представляет динамику системы управления, гармоники преобразователя и явления циркулирующих токов. Однако, поскольку один виртуальный конденсатор представляет все конденсаторы одного плеча, модель предполагает, что напряжения конденсаторов всех силовых модулей сбалансированы. В результате схема выравнивания напряжения конденсатора не может быть смоделирована. Агрегатная модель работает намного быстрее, чем детальная модель, которая будет использовать два переключающих устройства и один конденсатор для каждого отдельного модуля питания одной руки. Эта агрегатная модель также подходит для моделирования в реальном времени.
Укажите тип модели для использования:
Switching devices (по умолчанию)
Switching function
Average model (Uref-controlled)
Aggregate model
Укажите количество последовательно подключенных модулей питания, которые находятся в преобразователе. Значение по умолчанию: 1.
Укажите емкость конденсаторов, подключенных на стороне постоянного тока каждого модуля питания, в фарадах. Можно задать одно значение, которое установит для всех емкостей одно и то же значение, или задать вектор, содержащий различные значения емкости для каждого модуля питания. Значение по умолчанию: 10e-3.
Укажите начальное напряжение конденсатора в вольтах конденсаторов, подключенных на стороне постоянного тока каждого модуля питания. Можно задать одно значение, которое установит одинаковое начальное напряжение для всех конденсаторов, или задать вектор, содержащий разное начальное напряжение для каждого модуля питания. Значение по умолчанию: 1000.
Внутреннее сопротивление коммутационных устройств, в омах. Этот параметр доступен, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching devices. Значение по умолчанию: 1e-3.
Сопротивление резкости, в Ом. Для устранения привязок установите сопротивление привязок в значение inf. Этот параметр доступен, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching devices. Значение по умолчанию: 1e6.
Емкость snubber, в фарадах. Для устранения привязок установите емкость привязок в значение 0. Этот параметр доступен, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching devices. Значение по умолчанию: inf.
Внутреннее сопротивление диодов, в омах. Этот параметр доступен, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching function, Average model (Uref-controlled), или Aggregate model. Значение по умолчанию: 1e-3.
Сопротивление резкости, в Ом. Для устранения привязок установите сопротивление привязок в значение inf. Этот параметр доступен, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching function, Average model (Uref-controlled), или Aggregate model. Значение по умолчанию: 1e6.
Емкость snubber в фарадах. Для устранения привязок установите емкость привязок в значение 0. Этот параметр доступен, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching function, Average model (Uref-controlled), или Aggregate model. Значение по умолчанию: inf.
Прямое напряжение в вольтах на диоде при его проводимости. Этот параметр доступен, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching function, Average model (Uref-controlled), или Aggregate model. Значение по умолчанию: 1e-3.
Укажите время выборки блока. Для реализации непрерывного блока установите значение 0.
Этот параметр доступен, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching function, Average model (Uref-controlled), или Aggregate model. Значение по умолчанию: 10e-6.
gВекторизированный стробирующий сигнал, управляющий преобразователем. Стробирующий сигнал содержит импульсы возбуждения для управления двумя переключателями на каждом модуле питания в преобразователе (удвоить число импульсов модулей питания). Этот порт отображается, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Switching devices или Switching function.
UrefВекторизированный сигнал опорного напряжения, управляющий преобразователем. Векторизированный сигнал содержит одно опорное напряжение для каждого модуля питания в преобразователе. Этот порт отображается, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Average model (Uref-controlled).
NВекторизированный сигнал двух элементов [N_on, N_blk]. N_on представляет количество модулей питания в состоянии ON и N_blk количество модулей питания в состоянии блокировки.
Количество модулей питания в заблокированном состоянии обычно устанавливается равным нулю для номинальной работы преобразователя. Количество модулей питания в состоянии ON получается суммированием всех импульсов, запускающих верхние коммутационные устройства (Q1), находящиеся в состоянии ON.
N_blk должно быть равно 0 если преобразователь разблокирован и равен количеству силовых модулей, если он заблокирован. Затем, что касается модели Average, невозможно заблокировать отдельный модуль.
Этот порт отображается, только если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Aggregate model.
BLМожно заблокировать все импульсы запуска для преобразователя, применив значение скалярного сигнала 1 в BL вход. Невозможно заблокировать отдельный модуль. Когда входной сигнал 1все модули в MMC заблокированы.
1Выходной вывод 1 преобразователя.
2Выходной вывод 2 преобразователя.
mИзмерительный сигнал, содержащий напряжение конденсаторов, подключенных на стороне постоянного тока каждого модуля питания. Если для параметра Тип модели (Model type) задано значение Aggregate model, измерение имеет только один элемент, который дает среднее значение всех конденсаторов.