Half-Bridge MMC
Реализуйте полумостовой модульный многоуровневый преобразователь
Библиотека
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Силовая электроника
Описание
Блок Half-Bridge MMC реализует полумостовой модульный многоуровневый преобразователь. Конвертер состоит из нескольких последовательно соединенных степеней. Каждый силовой модуль состоит из одного полумоста и одного конденсатора на стороне постоянного тока.
Можно выбрать из четырех типов моделей:
Коммутационные устройства - Конвертер моделируется парами IGBT/диод. Многоуровневый генератор PWM производит импульсы включения (сигналы 0/1), которые запускают переключение в преобразователе.
Функция переключения - Конвертер основан на модели переключения-функции. Модель использует два источника напряжения и два диода на стороне переменного тока и два источника тока на стороне постоянного тока.
Управление преобразователем осуществляется импульсами включения, произведенными генератором PWM (сигналы 0/1) или импульсами включения, усредненными за заданный период (PWM среднее: сигналы от 0 до 1). Оба режима работы создают гармоники, обычно генерируемые управляемым ШИМ преобразователем, а также правильно моделируют операцию выпрямления и время гашения. Этот тип модели подходит для симуляции в реальном времени.
Средняя модель (Uref-управляемая) - преобразователь моделируется с помощью модели функции переключения, непосредственно управляемой сигналами опорного напряжения. Генератор ШИМ не требуется. Эта модель обеспечивает самые быстрые симуляции.
Совокупная модель - конвертер моделируется с помощью модели switching-function, где только один эквивалентный модуль используется для представления всех модулей. Эта совокупная модель представляет динамику системы управления, гармонику конвертера и явления циркулирующих токов. Однако, поскольку один виртуальный конденсатор представляет все конденсаторы одного рычага, модель принимает, что напряжения конденсатора всех модулей степени сбалансированы. В результате схема балансировки напряжения конденсатора не может быть моделирована. Совокупная модель работает намного быстрее, чем детальная модель, которая использовала бы два коммутационных устройства и один конденсатор для каждой отдельной степени одного рычага. Эта совокупная модель также подходит для симуляции в реальном времени.
Параметры
- Model type
Укажите тип модели для использования:
Switching devices(по умолчанию)Switching functionAverage model (Uref-controlled)Aggregate model
- Number of power modules
Укажите количество последовательно подключенных степеней, которые находятся в конвертере. Значение по умолчанию
1.- Capacitor value (F)
Задайте емкость в фарадах конденсаторов, подключенных на стороне постоянного тока каждой степени. Можно задать одно значение, которое устанавливает все емкости на одно и то же значение, или вектор, содержащий различные значения емкости для каждой степени. Значение по умолчанию
10e-3.- Capacitor initial voltage (V)
Задайте начальное напряжение конденсатора в вольтах конденсаторов, подключенных на стороне постоянного тока каждой степени. Можно задать одно значение, которое устанавливает все начальное напряжение конденсатора на одно и то же значение или задать вектор, содержащий различное начальное напряжение для каждой степени. Значение по умолчанию
1000.- Device on-state resistance (Ohms)
Внутреннее сопротивление переключающих устройств, в омах. Этот параметр доступен только, когда вы устанавливаете параметр Model type равным
Switching devices. Значение по умолчанию1e-3.- Snubber resistance (Ohms)
Сопротивление снюбера, в омах. Чтобы устранить snubbers, установите сопротивление snubber равным
inf. Этот параметр доступен только, когда вы устанавливаете параметр Model type равнымSwitching devices. Значение по умолчанию1e6.- Snubber capacitance (F)
Демпфирующая емкость, в фарадах. Чтобы исключить snubbers, установите емкость snubber равной
0. Этот параметр доступен только, когда вы устанавливаете параметр Model type равнымSwitching devices. Значение по умолчаниюinf.- Diode on-state resistance (Ohms)
Внутреннее сопротивление диодов, в омах. Этот параметр доступен только, когда вы устанавливаете параметр Model type равным
Switching function,Average model (Uref-controlled), илиAggregate model. Значение по умолчанию1e-3.- Diode snubber resistance (Ohms)
Сопротивление снюбера, в омах. Чтобы устранить snubbers, установите сопротивление snubber равным
inf. Этот параметр доступен только, когда вы устанавливаете параметр Model type равнымSwitching function,Average model (Uref-controlled), илиAggregate model. Значение по умолчанию1e6.- Diode snubber capacitance (F)
Демпфирующая емкость в фарадах. Чтобы исключить snubbers, установите емкость snubber равной
0. Этот параметр доступен только, когда вы устанавливаете параметр Model type равнымSwitching function,Average model (Uref-controlled), илиAggregate model. Значение по умолчаниюinf.- Diode forward voltage (V)
Прямое напряжение, в вольтах, на диоде, когда он проводит. Этот параметр доступен только, когда вы устанавливаете параметр Model type равным
Switching function,Average model (Uref-controlled), илиAggregate model. Значение по умолчанию1e-3.- Sample time (s)
Задайте шаг расчета блока. Чтобы реализовать непрерывный блок, установите значение
0.Этот параметр доступен только, когда вы устанавливаете параметр Model type равным
Switching function,Average model (Uref-controlled), илиAggregate model. Значение по умолчанию10e-6.
Входы и выходы
gВекторизованный сигнал управления, который управляет конвертером. Сигнал управления содержит импульсы включения для управления двумя переключателями на каждой степени в преобразователе (дважды больше, чем Number of power modules импульсов). Этот порт видим только, когда вы устанавливаете параметр Model type равным
Switching devicesилиSwitching function.UrefВекторизованный сигнал опорного напряжения, который управляет конвертером. Векторизованный сигнал содержит одно опорное напряжение для каждой степени в преобразователе. Этот порт видим только, когда вы устанавливаете параметр Model type равным
Average model (Uref-controlled).NВекторизованный сигнал двух элементов [N_on, N_blk]. N_on представляет количество степеней в ON состоянии и N_blk количество модулей степени в заблокированном состоянии.
Количество степеней в заблокированном состоянии обычно устанавливается равным нулю для номинальной операции конвертера. Количество модулей степени в ON состоянии получается путем суммирования всех импульсов, которые запускают верхние переключающие устройства (Q1), которые находятся в ON состоянии.
N_blk должно быть равно
0если конвертер деблокирован и равен количеству степеней, если заблокирован. Затем, что касается модели Average, невозможно заблокировать отдельный модуль.
Этот порт видим только, когда вы устанавливаете параметр Model type равным
Aggregate model.BLМожно заблокировать все импульсы включения на конвертер, применив скалярное значение сигналов 1 в
BLвход. Блокировать отдельный модуль невозможно. Когда входной сигнал1все модули в MMC заблокированы.1Выводной терминал 1 конвертера.
2Выход 2 конвертера.
mСигнал измерения, содержащий напряжение конденсаторов, подключенных на стороне постоянного тока каждой степени. Если вы устанавливаете параметр Model type равным
Aggregate model, измерение имеет только один элемент, который задает среднее значение всех конденсаторов.