Exponenta Banner
exponenta event banner

Преобразователь (трехфазный)

Двунаправленный трехплечий преобразователь переменного/постоянного тока с контроллером

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/Электрические/Полупроводники и преобразователи/Преобразователи

  • Converter (Three-Phase) block

Описание

Блок преобразователя (трехфазный) моделирует схему трехстороннего преобразователя, которая соединяет трехфазную сеть переменного тока с сетью постоянного тока.

Каждый компонент в цепи с тремя рычагами является одним и тем же коммутационным устройством, которое задается с помощью опции в диалоговом окне Блок преобразователя (трехфазный). Коммутационные устройства, которые можно указать, представляют собой реализации блоков в библиотеке Simscape > Electrical > Semiconductors & Converters > Semiconductors.

На рисунке показана эквивалентная схема преобразователя с полностью управляемыми коммутационными устройствами (например, IGBT, GTO).

На рисунке показана эквивалентная схема преобразователя с частично управляемыми переключающими устройствами (например, тиристорами).

Управление портами затвора шести коммутационных устройств осуществляется через вход в порт G блока преобразователя (трехфазного):

  1. Мультиплексирование всех шести вентильных сигналов в один вектор с помощью блока мультиплексора шестиимпульсных вентилей.

  2. Подключите выход блока шестиимпульсного вентильного мультиплексора к порту G блока преобразователя (трехфазного).

Для каждого переключающего устройства можно указать встроенный защитный диод. Встроенный диод защищает полупроводниковый прибор, обеспечивая путь проводимости для обратного тока. Индуктивная нагрузка может создавать высокий скачок обратного напряжения, когда полупроводниковый прибор внезапно отключает подачу напряжения на нагрузку.

В таблице показано, как установить параметр Integral protection diode в зависимости от поставленных целей.

ЦелиЗначение для выбораИнтегральный диод защиты
Приоритизируйте скорость моделирования.Diode with no dynamicsДиодный блок
Определение приоритета точности модели путем точного указания динамики заряда в обратном режиме.Diode with charge dynamicsДинамическая модель диодного блока

Для каждого переключающего устройства можно включить снуберную схему, состоящую из последовательно соединенных резистора и конденсатора. Цепи Snubber защищают коммутационные устройства от высоких напряжений, которые создают индуктивные нагрузки, когда устройство отключает подачу напряжения на нагрузку. Схемы Snubber также предотвращают чрезмерные скорости изменения тока при включении переключающего устройства.

Порты

Сохранение

развернуть все

Векторный входной порт, связанный с клеммами затвора переключающих устройств. Подключите этот порт к блоку мультиплексора с шестиимпульсным затвором.

Расширяемый трехфазный порт

Электрический консервационный порт, связанный с положительной клеммой постоянного тока

Электрический консервационный порт, связанный с отрицательным выводом постоянного тока

Параметры

развернуть все

УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ. Значение по умолчанию: Ideal Semiconductor Switch.

Можно выбрать следующие коммутационные устройства:

Зависимости

Несколько дополнительных параметров становятся видимыми в зависимости от выбора конкретного переключающего устройства.

Коммутационные устройства: GTO

Дополнительные сведения см. в разделе GTO.

Параметры этого переключающего устройства будут видны только при выборе его в параметре Переключающее устройство.

Минимальное напряжение, необходимое для 1/Ron градиента характеристики i-v устройства, где Ron - значение сопротивления On-state.

Скорость изменения напряжения на ток выше прямого напряжения.

Анодно-катодная проводимость при отключении устройства. Значение должно быть меньше 1/R, где R - значение сопротивления On-state.

Порог напряжения затвора-катода. Устройство включается, когда напряжение между затвором и катодом превышает это значение.

Порог напряжения затвора-катода. Устройство отключается, когда напряжение между затвором и катодом ниже этого значения.

Текущее пороговое значение. Устройство остается включенным, когда ток выше этого значения, даже когда напряжение затвора-катода падает ниже напряжения триггера затвора.

Коммутационные приборы: идеальный полупроводниковый коммутатор

Дополнительные сведения см. в разделе Идеальный полупроводниковый коммутатор.

Параметры этого переключающего устройства будут видны только при выборе его в параметре Переключающее устройство.

Анодно-катодное сопротивление при включенном устройстве.

Анодно-катодная проводимость при отключении устройства. Значение должно быть меньше 1/R, где R - значение сопротивления On-state.

Порог напряжения затвора-катода. Устройство включается, когда напряжение между затвором и катодом превышает это значение.

Коммутационные устройства: IGBT

Для получения дополнительной информации см. IGBT (Ideal, Switching).

Параметры этого переключающего устройства будут видны только при выборе его в параметре Переключающее устройство.

Минимальное напряжение, необходимое на портах коллектора и блока эмиттера для 1/Ron градиента характеристики диода i-v, где Ron - значение сопротивления On-state.

Сопротивление коллектора-эмиттера при включенном устройстве.

Проводимость коллектор-эмиттер при отключении прибора. Значение должно быть меньше 1/R, где R - значение сопротивления On-state.

Напряжение затвора-эмиттера, при котором включается устройство.

Коммутационные устройства: MOSFET

Дополнительные сведения см. в разделе MOSFET (Ideal, Switching).

Параметры этого переключающего устройства будут видны только при выборе его в параметре Переключающее устройство.

Сопротивление стока-истока при включенном устройстве.

Проводимость стока-истока при отключении устройства должна быть меньше 1/R, где R - значение сопротивления On-state.

Порог напряжения затвора-источника. Устройство включается, когда напряжение затвора-источника превышает это значение.

Коммутационные устройства: Тиристор

Параметры этого переключающего устройства будут видны только при выборе его в параметре Переключающее устройство.

Дополнительные сведения см. в разделе Тиристор (кусочно-линейный).

Прямое напряжение, при котором включается устройство.

Анодно-катодное сопротивление при включенном устройстве.

Анодно-катодная проводимость при отключении устройства. Значение должно быть меньше 1/R, где R - значение сопротивления On-state.

Порог напряжения затвора-катода. Устройство включается, когда напряжение между затвором и катодом превышает это значение.

Текущее пороговое значение. Устройство остается включенным, когда ток выше этого значения, даже когда напряжение затвора-катода падает ниже напряжения триггера затвора.

Коммутационные устройства: усредненный коммутатор

Параметр для этого переключающего устройства будет видимым только при выборе его в параметре Переключающее устройство.

Примечание

При выборе этого режима значение сигналов затвора должно быть между 0 и 1.

Анодно-катодное сопротивление при включенном устройстве.

Интегральные диоды

Встроенный диод защиты для каждого коммутационного устройства.

Можно выбрать следующие диоды:

  • Diode with no dynamics

  • Diode with charge dynamics

Примечание

При выборе Averaged Switch для параметра Switching Device в параметре Switching Device этот параметр не отображается и Diode with no dynamics автоматически выбирается.

Минимальное напряжение, требуемое на + и - блокирующие порты для 1/Ron градиента диодной I-V характеристики, где Ron - значение сопротивления On.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Скорость изменения напряжения по отношению к току выше прямого напряжения.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Проводимость диода с обратным смещением.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Емкость диодного перехода.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with charge dynamics.

Пиковый обратный ток, измеренный внешней тестовой схемой. Это значение должно быть меньше нуля. Значение по умолчанию: -235 A.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with charge dynamics.

Начальный прямой ток при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with charge dynamics.

Скорость изменения тока при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть меньше нуля.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with charge dynamics.

Определяет способ указания времени обратного восстановления в блоке. Значение по умолчанию: Specify reverse recovery time directly.

При выборе Specify stretch factor или Specify reverse recovery charge, вы указываете значение, которое блок использует для получения времени обратного восстановления. Дополнительные сведения об этих параметрах см. в разделе Как блок вычисляет TM и Tau.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with charge dynamics.

Интервал между временем, когда ток первоначально переходит в ноль (когда диод выключается) и временем, когда ток падает до менее 10% пикового обратного тока. Значение параметра Reverse recovery time, trr должно быть больше, чем значение параметра Peak reverse current, iRM деленное на значение параметра Rate of change of current при измерении параметра iRM.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with charge dynamics и изменить параметризацию времени восстановления на Specify reverse recovery time directly.

Значение, которое блок использует для вычисления времени обратного восстановления, trr. Это значение должно быть больше 1. Определение коэффициента растяжения является более простым способом параметризации времени обратного восстановления, чем задание обратного заряда восстановления. Чем больше значение коэффициента растяжения, тем дольше рассеивается обратный восстановительный ток.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with charge dynamics и изменить параметризацию времени восстановления на Specify stretch factor.

Значение, которое блок использует для вычисления времени обратного восстановления, trr. Используйте этот параметр, если в спецификации для диодного устройства указано значение обратного заряда восстановления вместо значения обратного времени восстановления.

Обратный восстановительный заряд - это суммарный заряд, который продолжает рассеиваться при отключении диода. Значение должно быть меньше − i2RM2a ,

где:

  • iRM - значение, указанное для пикового обратного тока, iRM.

  • a - значение, заданное для скорости изменения тока при измерении iRM.

Зависимости

Для включения этого параметра установите интегральный диод защиты в значение Diode with charge dynamics и изменить параметризацию времени восстановления на Specify reverse recovery charge.

Дополнительные сведения об этих параметрах см. в разделе Диод.

Демпферы

Вкладка Параметры привязки (Snubbers parameters) не отображается, если для параметра Переключающее устройство (Switching device) установлено значение Averaged Switch.

Snubber для каждого коммутационного устройства:

  • None - это значение по умолчанию.

  • RC snubber

Сопротивление Snubber.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра Snubber установлено значение RC snubber.

Емкость Snubber.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра Snubber установлено значение RC snubber.

Примеры модели

Asynchronous Machine Direct Torque Control

Асинхронная машина прямого регулирования крутящего момента

Управление асинхронной машиной (ASM) с использованием метода управления прямым крутящим моментом. Контроллер частоты вращения на основе PI обеспечивает эталонный крутящий момент. Контроллер прямого крутящего момента генерирует импульсы инвертора.

Three-Phase Grid-Connected Rectifier Control

Управление выпрямителем с трехфазным подключением к сетке

Управление напряжением линии постоянного тока с помощью выпрямителя, подключенного к сети. Подсистема управления выпрямителем использует каскадную структуру управления на основе PI. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования. При наличии лицензии на Coder™ HDL можно создать код VHDL для FPGA с помощью помощника по рабочим процессам Simscape™ HDL.

Three-Phase Grid-Tied Inverter

Трехфазный инвертор, связанный с сеткой

Управление напряжением в сетевой инверторной системе. Подсистема регулятора напряжения реализует стратегию управления на основе PI. Трехфазный инвертор соединен с сетью через автоматический выключатель. Автоматический выключатель открыт в начале моделирования для обеспечения синхронизации. В момент времени 0,15 секунды автоматический выключатель замыкается, и инвертор подключается к сети. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования. Инвертор реализован с использованием IGBT. Для ускорения моделирования или для развертывания в режиме реального времени IGBT можно заменить на Averaged Switches. Таким образом, сигналы затвора могут усредняться в течение определенного периода или заменяться модулированными сигналами.

Three-Phase Inverter Voltage Control

Управление напряжением трехфазного инвертора

Управление напряжением в трехфазной инверторной системе. Инвертор реализован с использованием IGBT. Для ускорения моделирования или для развертывания в режиме реального времени IGBT можно заменить на Averaged Switches. Таким образом, сигналы затвора могут усредняться в течение определенного периода или заменяться модулированными сигналами.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.

См. также

| | | | | | | | | | | | |

Темы

Представлен в R2013b

Документация Simscape Electrical

Поддержка