Генерация импульсов для трехуровневого преобразователя с ШИМ-управлением
Simscape/Electrical/Специализированные силовые системы/Силовая электроника/Управление силовой электроникой
Блок генератора ШИМ (3-Level) генерирует импульсы для преобразователей широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на основе несущей, используя трехуровневую топологию. Блок может управлять коммутационными устройствами (FET, GTO или IGBT) трех различных типов преобразователей: однофазный полумост (одно плечо), однофазный полумост (два плеча) или трехфазный мост (три плеча).
Опорный сигнал (вход Uref), также называемый модулирующим сигналом, естественным образом дискретизируется и сравнивается с двумя симметричными сдвинутыми на уровень несущими треугольника.
На следующем рисунке показано, как генерируются импульсы для однофазного, полумостового трехуровневого преобразователя.
Рычаг преобразователя может иметь три состояния: + 1, 0 или − 1. Когда опорный сигнал больше положительной несущей, состояние рычага равно + 1; когда опорный сигнал меньше отрицательной несущей, состояние плеча равно − 1.
В противном случае состояние равно 0. На основе текущего состояния рычага генерируются соответствующие импульсы.
| Государство | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| −1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
Один опорный сигнал необходим для генерации четырех импульсов рычага. Для однофазного полномостового преобразователя требуется второй опорный сигнал для генерирования четырех импульсов второго рычага. Этот сигнал генерируется внутри путем фазового сдвига исходного опорного сигнала на 180 градусов. Для трехфазного моста для генерации 12 импульсов требуются три опорных сигнала.
Опорный сигнал также может генерироваться внутри генератора ШИМ. В этом случае укажите индекс модуляции, выходную частоту напряжения и фазу.
Укажите количество генерируемых импульсов. Количество импульсов, генерируемых блоком, пропорционально количеству рычагов моста для управления.
Выбрать Single-phase half-bridge (4 pulses) для стрельбы самокоммутированными устройствами однофазного полумостового преобразователя. Импульсы (1, 2) зажигают верхние устройства, а импульсы (3, 4) зажигают нижние устройства.
Выбрать Single-phase full-bridge (8 pulses) для стрельбы самокоммутированными устройствами однофазного полномостового преобразователя. Затем генерируют восемь импульсов. Импульсы (1, 2) и (5, 6) запускают верхние устройства первого и второго плеча. Импульсы (3, 4) и (7, 8) запускают нижние устройства первого и второго плеча.
Выбрать Three-phase bridge (12 pulses) (по умолчанию) для запуска самокоммутированных устройств трехфазного мостового преобразователя. Импульсы (1, 2), (5, 6) и (9, 10) запускают верхние устройства первого, второго и третьего рычагов. Импульсы (3, 4), (7, 8) и (11, 12) запускают нижние устройства трех рычагов.
Если установлено значение Unsynchronized (по умолчанию) частота несинхронизированного сигнала несущей определяется параметром несущей частоты.
Если установлено значение Synchronizedсигнал несущей синхронизируется с внешним опорным сигналом (входной вес), и частота несущей определяется параметром Switching ratio.
Укажите для определения частоты в герцах двух треугольных несущих сигналов. По умолчанию: 27*60. Параметр Carrier frequency отображается только в том случае, если для параметра Mode of operation установлено значение Unsynchronized.
Определяет частоту (Fc) двух треугольных несущих сигналов.
По умолчанию: 27. Параметр Switching ratio виден только в том случае, если для параметра Mode of operation установлено значение Synchronized.
Если этот флажок установлен, блок генерирует опорный сигнал. Значение по умолчанию очищено.
Параметр отображается только в том случае, если для параметра Mode of operation установлено значение Unsynchronized.
Укажите индекс модуляции для управления амплитудой основной составляющей выходного напряжения преобразователя. По умолчанию: 0.8. Индекс модуляции должен быть больше 0 и ниже или равно 1. Параметр отображается, только если установлен флажок Внутренняя генерация модулирующих сигналов.
Укажите частоту выходного напряжения для управления частотой основной составляющей выходного напряжения преобразователя. По умолчанию: 60. Параметр отображается, только если установлен флажок Внутренняя генерация модулирующих сигналов.
Этот параметр управляет фазой основной составляющей выходного напряжения преобразователя. По умолчанию: 0. Параметр отображается, только если установлен флажок Внутренняя генерация модулирующих сигналов.
Укажите время выборки блока в секундах. По умолчанию: 0. Установить в значение 0 для реализации непрерывного блока.
UrefВекторизированный опорный сигнал, используемый для генерации выходных импульсов. Вход виден только в том случае, если не выбрана внутренняя генерация модулирующего сигнала (сигналов). Подключите этот вход к:
Однофазный синусоидальный сигнал при управлении блоком однофазным полумостовым преобразователем
Трехфазный синусоидальный сигнал, когда блок генератора ШИМ управляет трехфазным мостовым преобразователем
Для линейной работы этого блока величина Урефа должна быть между − 1 и + 1.
PВыходной сигнал содержит 4, 8 или 12 импульсов, используемых для запуска самосцепляющихся устройств (МОП, ГТО или БТИЗ) одно-, двух- или трехстороннего трехуровневого преобразователя.
| Время выборки | Указано в параметре Sample Time Непрерывное, если время выборки = 0 |
| Скалярное расширение | Нет |
| Определенный размерность | Нет |
power_PWMGenerator3Level модель использует простую цепь, чтобы показать, как работает генератор ШИМ (3-Level). Запустите моделирование и используйте инструмент анализа БПФ блока Powergui для просмотра гармоник и значения THD напряжений, создаваемых трехфазным трехуровневым преобразователем.
Время образца модели параметризуется переменной Ts, имеющей значение по умолчанию 2e-6. Установите для параметра Ts в командной строке значение 0 и измените значение параметра Simulation type блока Powergui на Continuous для моделирования модели в непрерывном режиме.