Average-Value Voltage Source Converter (Three-Phase)

Двунаправленный преобразователь переменного/постоянного напряжения со средним значением

Библиотека:
Simscape/Электрический/Полупроводники и конвертеры/Конвертеры

Описание

Блок Average-Value Voltage Source Converter (Three-Phase) преобразует электроэнергию от переменного тока в постоянное напряжение или от постоянного тока в переменное напряжение согласно входа трехфазной волне модуляции. Соответствующая входная мощность равна сумме фиксированных потерь мощности и выходной мощности.

Параметризация потерь

Потери при переключении, потери проводимости и спокойные потери являются основными источниками тепла для конвертера.

Потери переключения заданы этим уравнением:

$P_{s w i t c h i n g} = k_{s} v_{d c} I_{r m s}$

где:

_ks - константа пропорциональности, которая зависит от интервалов включения и выключения и частоты переключения. Задайте это значение путем установки параметра Switching losses coefficient, ks.
_vdc - постоянное напряжение.
$I_{r m s} = \frac{\sqrt{{(i_{a} - i_{d c})}^{2} + {(i_{b} - i_{d c})}^{2} + {(i_{c} - i_{d c})}^{2}}}{\sqrt{3}}$ - среднеквадратичный (RMS) ток фазы, где $i_{d c} = \frac{i_{a} + i_{b} + i_{c}}{3} .$

Потери проводимости заданы этим уравнением:

$P_{c o n d u c t i o n} = k_{c 1} I_{r m s} + k_{c 2} I_{r m s}^{2}$

где:

_kc1 - коэффициент потерь проводимости, который зависит от включенного нулевого токоприемника-эмиттера напряжения транзистора и от прямого падения напряжения диода. Задайте это значение путем установки параметра Conduction losses coefficient, kc1.
_kc2 - коэффициент потерь проводимости, который зависит от сопротивления состояния транзистора и от противопараллельного диода. Задайте это значение путем установки параметра Conduction losses coefficient, kc2.

Спокойные потери определяются параметром Fixed power loss, _Pfixed.

Сумма коммутационных, проводящих и спокойных потерь определяет общие потери степени конвертера:

$P_{l o s s} = P_{s w i t c h i n g} + P_{c o n d u c t i o n} + P_{f i x e d} .$

Если нет в наличии, можно также получить значения параметров _ks, _kc1, _kc2 и _Pfixed из профиля потерь степени, установив параметр Losses parameterization на Profile: loss=f(Irms,vdc_nom). Блок затем решает это уравнение и вычисляет значения параметров:

$[\begin{matrix} P_{1} \\ ⋮ \\ P_{n} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 1 & v_{d c_n o m} I_{r m s, 1} & I_{r m s, 1} & I_{r m s, 1}^{2} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ 1 & v_{d c_n o m} I_{r m s, n} & I_{r m s, n} & I_{r m s, n}^{2} \end{matrix}] [\begin{matrix} P_{f i x e d} \\ k_{s} \\ k_{c 1} \\ k_{c 2} \end{matrix}]$

где $[\begin{matrix} P_{1} \\ ⋮ \\ P_{n} \end{matrix}]$ - вектор значений потерь степени, Converter losses, соответствующий параметру RMS current for converter losses, $[\begin{matrix} I_{r m s, 1} \\ ⋮ \\ I_{r m s,}_{n} \end{matrix}]$ и Nominal dc-link voltage, _{vdc_nom}.

Тепловой порт

Блок имеет один дополнительный тепловой порт. Этот порт по умолчанию скрыт. Чтобы открыть тепловой порт, щелкните правой кнопкой мыши блок в модели, выберите Simscape > Block choices, а затем выберите требуемый вариант блока с тепловыми портами: Composite three-phase ports | Show thermal port или Expanded three-phase ports | Show thermal port. Это действие отображает тепловой порт на значке блока и включает параметр Thermal mass.

Порты

Вход

расширить все

`ModWave` - Волна модуляции
вектор

Входной порт физического сигнала сопоставлен с нормализованной волной модуляции.

Сохранение

расширить все

`~` - Напряжение
электрический

Расширяемый электрический порт сопоставлен с напряжением. Для получения дополнительной информации см. трехфазный порт.

`+` - Положительный терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с положительным контактом.

`-` - Отрицательный терминал
электрический

Электрический порт сопоставлен с отрицательным выводом.

`H` - Тепловой порт
тепловой

Тепловой порт. Чтобы открыть тепловой порт, щелкните правой кнопкой мыши блок в модели, выберите Simscape > Block choices, а затем выберите требуемый вариант блока с тепловыми портами. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Тепловой порт»

Параметры

расширить все

`Losses parameterization` - Параметризация потерь
`Fixed` (по умолчанию) | `Coefficients: loss=Pfixed+ksvdcIrms+kc1Irms+kc2Irms^2` | `Profile: loss=f(Irms,vdc_nom)`

Опция параметризации потерь степени. Вы можете выбрать один из следующих опций:

Fixed - Потери степени фиксируются и равны значению параметра Fixed power loss.
Coefficients: loss=Pfixed+ks*vdc*Irms+kc1*Irms+kc2*Irms^2 - Суммарные потери степени получаются путем суммирования переключений, проводимости и спокойных потерь.
Profile: loss=f(Irms,vdc_nom) - Потери степени являются функцией тока RMS и номинального напряжения постоянного канала и получаются из профиля потерь степени.

`Fixed power loss` - Потери степени
`1` `W` (по умолчанию)

Фиксированные потери мощности на полупроводниковых компонентах, в W. Входная мощность равна фиксированным потерям мощности плюс выходная мощность.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Losses parameterization на Fixed или Coefficients: loss=Pfixed+ks*vdc*Irms+kc1*Irms+kc2*Irms^2.

`Switching losses coefficient, ks` - Коэффициент коммутационных потерь
`0.01` (по умолчанию)

Константа пропорциональности, которая зависит от интервалов включения и выключения и частоты переключения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Losses parameterization равным Coefficients: loss=Pfixed+ks*vdc*Irms+kc1*Irms+kc2*Irms^2.

`Conduction losses coefficient, kc1` - Первый коэффициент потерь проводимости
`1.7` `V` (по умолчанию)

Коэффициент потерь проводимости, который зависит от включенного нулевого токоприемника-эмиттера напряжения транзистора и от прямого падения напряжения диода.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Losses parameterization равным Coefficients: loss=Pfixed+ks*vdc*Irms+kc1*Irms+kc2*Irms^2.

`Conduction losses coefficient, kc2` - Второй коэффициент потерь проводимости
`0.01` `Ohm` (по умолчанию)

Коэффициент потерь проводимости, который зависит от сопротивления состояния транзистора и от противопараллельного диода.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Losses parameterization равным Coefficients: loss=Pfixed+ks*vdc*Irms+kc1*Irms+kc2*Irms^2.

`Converter losses` - Вектор потерь конвертера
`[100, 800, 1870, 3250, 4900]` `W` (по умолчанию)

Вектор значений потерь степени.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Losses parameterization равным Profile: loss=f(Irms,vdc_nom).

`RMS current for converter losses` - вектор токов RMS
`[10, 100, 200, 300, 400]` `A` (по умолчанию)

Вектор корневых средних квадратных токов, сопоставленный со значениями параметра Converter losses.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Losses parameterization равным Profile: loss=f(Irms,vdc_nom).

`Nominal dc-link voltage` - Номинальное постоянное напряжение
`300` `V` (по умолчанию)

Номинальное напряжение.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Losses parameterization равным Profile: loss=f(Irms,vdc_nom).

`Thermal mass` - Тепловая масса
`30000` `J/K` (по умолчанию)

Тепловая масса.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, щелкните правой кнопкой мыши блок в модели, выберите Simscape > Block choices, а затем выберите требуемый вариант блока с тепловыми портами.

Примеры моделей

Asynchronous Machine Direct Torque Control with Space Vector Modulator

Управление прямым крутящим моментом асинхронной машины с модулятором пространственных векторов

Управляйте асинхронной машиной (ASM), используя метод управления прямым крутящим моментом с модулятором базовых векторов. Контроллер скорости на основе ПИ обеспечивает ссылку крутящего момента. Контроллер прямого крутящего момента генерирует опорные напряжения, требуемые модулятором базовых векторов. Источник постоянного напряжения подает ASM через управляемый преобразователь среднего значения напряжения.

Ссылки

[1] Раджпут, М. Н. Тепловое моделирование синхронного двигателя с постоянными магнитами и инвертора. 2016.

Расширенные возможности

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

См. также

Average-Value Chopper | Average-Value Inverter (Three-Phase) | Average-Value Rectifier (Three-Phase) | Voltage Source

Введенный в R2018a

Документация

Average-Value Voltage Source Converter (Three-Phase)

Описание

Параметризация потерь

Тепловой порт

Порты

Вход

`ModWave` - Волна модуляции
вектор

Сохранение

`~` - Напряжение
электрический

`+` - Положительный терминал
электрический

`-` - Отрицательный терминал
электрический

`H` - Тепловой порт
тепловой

Параметры

`Losses parameterization` - Параметризация потерь
`Fixed` (по умолчанию) | `Coefficients: loss=Pfixed+ksvdcIrms+kc1Irms+kc2Irms^2` | `Profile: loss=f(Irms,vdc_nom)`

`Fixed power loss` - Потери степени
`1` `W` (по умолчанию)

Зависимости

`Switching losses coefficient, ks` - Коэффициент коммутационных потерь
`0.01` (по умолчанию)

Зависимости

`Conduction losses coefficient, kc1` - Первый коэффициент потерь проводимости
`1.7` `V` (по умолчанию)

Зависимости

`Conduction losses coefficient, kc2` - Второй коэффициент потерь проводимости
`0.01` `Ohm` (по умолчанию)

Зависимости

`Converter losses` - Вектор потерь конвертера
`[100, 800, 1870, 3250, 4900]` `W` (по умолчанию)

Зависимости

`RMS current for converter losses` - вектор токов RMS
`[10, 100, 200, 300, 400]` `A` (по умолчанию)

Зависимости

`Nominal dc-link voltage` - Номинальное постоянное напряжение
`300` `V` (по умолчанию)

Зависимости

`Thermal mass` - Тепловая масса
`30000` `J/K` (по умолчанию)

Зависимости

Примеры моделей

Управление прямым крутящим моментом асинхронной машины с модулятором пространственных векторов

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Simscape Electrical документация

Поддержка

Документация

Average-Value Voltage Source Converter (Three-Phase)

Описание

Параметризация потерь

Тепловой порт

Порты

Вход

ModWave - Волна модуляции вектор

Сохранение

~ - Напряжение электрический

+ - Положительный терминал электрический

- - Отрицательный терминал электрический

H - Тепловой порт тепловой

Параметры

Losses parameterization - Параметризация потерь Fixed (по умолчанию) | Coefficients: loss=Pfixed+ks*vdc*Irms+kc1*Irms+kc2*Irms^2 | Profile: loss=f(Irms,vdc_nom)

Fixed power loss - Потери степени 1 W (по умолчанию)

Зависимости

Switching losses coefficient, ks - Коэффициент коммутационных потерь 0.01 (по умолчанию)

Зависимости

Conduction losses coefficient, kc1 - Первый коэффициент потерь проводимости 1.7 V (по умолчанию)

Зависимости

Conduction losses coefficient, kc2 - Второй коэффициент потерь проводимости 0.01 Ohm (по умолчанию)

Зависимости

Converter losses - Вектор потерь конвертера [100, 800, 1870, 3250, 4900] W (по умолчанию)

Зависимости

RMS current for converter losses - вектор токов RMS [10, 100, 200, 300, 400] A (по умолчанию)

Зависимости

Nominal dc-link voltage - Номинальное постоянное напряжение 300 V (по умолчанию)

Зависимости

Thermal mass - Тепловая масса 30000 J/K (по умолчанию)

Зависимости

Примеры моделей

Управление прямым крутящим моментом асинхронной машины с модулятором пространственных векторов

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Simscape Electrical документация

Поддержка

`ModWave` - Волна модуляции
вектор

`~` - Напряжение
электрический

`+` - Положительный терминал
электрический

`-` - Отрицательный терминал
электрический

`H` - Тепловой порт
тепловой

`Losses parameterization` - Параметризация потерь
`Fixed` (по умолчанию) | `Coefficients: loss=Pfixed+ksvdcIrms+kc1Irms+kc2Irms^2` | `Profile: loss=f(Irms,vdc_nom)`

`Fixed power loss` - Потери степени
`1` `W` (по умолчанию)

`Switching losses coefficient, ks` - Коэффициент коммутационных потерь
`0.01` (по умолчанию)

`Conduction losses coefficient, kc1` - Первый коэффициент потерь проводимости
`1.7` `V` (по умолчанию)

`Conduction losses coefficient, kc2` - Второй коэффициент потерь проводимости
`0.01` `Ohm` (по умолчанию)

`Converter losses` - Вектор потерь конвертера
`[100, 800, 1870, 3250, 4900]` `W` (по умолчанию)

`RMS current for converter losses` - вектор токов RMS
`[10, 100, 200, 300, 400]` `A` (по умолчанию)

`Nominal dc-link voltage` - Номинальное постоянное напряжение
`300` `V` (по умолчанию)

`Thermal mass` - Тепловая масса
`30000` `J/K` (по умолчанию)

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