Converter (Three-Phase)
Управляемый контроллером двунаправленный трехплечный преобразователь переменного/постоянного тока
- Библиотека:
Simscape/Электрический/Полупроводники и конвертеры/Конвертеры
Описание
Блок Converter (Three-Phase) моделирует схему трехконтурного преобразователя, которая соединяет трехфазную сеть переменного тока с сетью постоянного тока.
Каждый компонент в схеме с тремя рычагами является одним и тем же переключающим устройством, которое вы задаете используя опцию в диалоговом окне Converter (Three-Phase) блока. Переключающие устройства, которые можно задать, являются реализациями блоков в библиотеке Simscape Electrical > Semiconductors & Converters > Semiconductors >.
Рисунок показывает эквивалентную схему для конвертера с полностью управляемыми переключающими устройствами (например, IGBT, GTO).
Рисунок показывает эквивалентную схему для конвертера с частично управляемыми переключающими устройствами (например, тиристорами).
Управляйте портами управления шести коммутационных устройств через вход в порт, G на блоке Converter (Three-Phase):
Мультиплексируйте все шесть сигналов управления ключами в один вектор с блоком Six-Pulse Gate Multiplexer.
Соедините выход блока Six-Pulse Gate Multiplexer с портом Converter (Three-Phase) блока G.
Можно задать интегральный диод защиты для каждого коммутационного устройства. Интегральный диод защищает полупроводниковое устройство путем обеспечения пути проводимости для обратного тока. Индуктивная нагрузка может создавать высокий всплеск обратного напряжения, когда полупроводниковое устройство внезапно отключает подачу напряжения на нагрузку.
Таблица показывает, как задать параметр Integral protection diode на основе ваших целей.
| Цели | Значение, которое нужно выбрать | Интегральный диод защиты |
|---|---|---|
| Приоритезируйте скорость симуляции. | Diode with no dynamics | Блок Diode |
| Приоритизируйте верность модели путем точного определения динамики заряда в обратном режиме. | Diode with charge dynamics | Динамическая модель блока Diode |
Можно включать обрывистую схему, состоящую из резистора и конденсатора, соединенных последовательно, для каждого коммутационного устройства. Цепи Snubber защищают переключающие устройства от высоких напряжений, которые индуктивные нагрузки создают, когда устройство отключает подачу напряжения на нагрузку. Цепи Snubber также предотвращают чрезмерные скорости изменения тока при включении коммутационного устройства.
Порты
Сохранение
G - Клеммы управления ключами
электрический
Векторный входной порт, сопоставленный с клеммами управления коммутационных устройств. Подключите этот порт к блоку Six-Pulse Gate Multiplexer.
~ - Трехфазный порт
электрический
Расширяемый трехфазный порт
+ - Положительный терминал
электрический
Электрический порт сопоставлен с положительным контактом постоянного тока
- - Отрицательный терминал
электрический
Электрический порт сопоставлен с отрицательным контактом постоянного тока
Параметры
Switching device - Коммутационное устройство
Ideal Semiconductor Switch (по умолчанию) | GTO | IGBT | MOSFET | Thyristor | Averaged Switch
Устройство переключения конвертера. Значение по умолчанию Ideal Semiconductor Switch.
Можно выбрать следующие коммутационные устройства:
Зависимости
Несколько дополнительных параметров станут видимыми в зависимости от выбора конкретного коммутационного устройства.
Коммутационные устройства: GTO
Для получения дополнительной информации см. раздел GTO.
Параметры для этого коммутационного устройства будут видны, только если вы выберете его в параметре Switching device.
Forward voltage, Vf - Прямое напряжение
0.8
V (по умолчанию)
Минимальное напряжение, необходимое для блока градиента характеристики i-v устройства в портах анода и 1/Ron катода, где Ron является значением On-state resistance.
On-state resistance - Сопротивление в состоянии нахождения
0.001
Ohm (по умолчанию)
Скорость изменения напряжения от тока выше прямого напряжения.
Off-state Conductance - Проводимость вне состояния
1e-6
1/Ohm (по умолчанию)
Проводимость анода-катода, когда устройство отключено. Значение должно быть меньше 1/R, где R - значение On-state resistance.
Gate trigger voltage, Vgt - Напряжение триггера затвора
1
V (по умолчанию)
Порог напряжения затвора-катода. Устройство включается, когда напряжение затвора-катода выше этого значения.
Gate turn-off voltage, Vgt_off - Напряжение выключения затвора
-1
V (по умолчанию)
Порог напряжения затвора-катода. Устройство выключается, когда напряжение затвора-катода ниже этого значения.
Holding current - Удерживающий ток
1
A (по умолчанию)
Текущий порог. Устройство остается включенным, когда ток выше этого значения, даже когда напряжение затвора-катода падает ниже триггерного напряжения затвора.
Коммутационные устройства: идеальный полупроводниковый переключатель
Для получения дополнительной информации см. раздел Ideal Semiconductor Switch.
Параметры для этого коммутационного устройства будут видны, только если вы выберете его в параметре Switching device.
On-state resistance - Сопротивление в состоянии нахождения
0.001
Ohm (по умолчанию)
Сопротивление анод-катод, когда устройство включено.
Off-state Conductance - Проводимость вне состояния
1e-6
1/Ohm (по умолчанию)
Проводимость анода-катода, когда устройство отключено. Значение должно быть меньше 1/R, где R - значение On-state resistance.
Threshold voltage, Vth - Пороговое напряжение
6
V (по умолчанию)
Порог напряжения затвора-катода. Устройство включается, когда напряжение затвора-катода выше этого значения.
Коммутационные устройства: IGBT
Для получения дополнительной информации см. раздел IGBT (Ideal, Switching).
Параметры для этого коммутационного устройства будут видны, только если вы выберете его в параметре Switching device.
Forward voltage, Vf - Прямое напряжение
0.8
V (по умолчанию)
Минимальное напряжение, требуемое на портах блоков коллектора и эмиттера, для того, чтобы градиент характеристики диода i-v был 1/Ron, где Ron является значением On-state resistance.
On-state resistance - Сопротивление в состоянии нахождения
0.001
Ohm (по умолчанию)
Сопротивление коллектора-эмиттера, когда устройство включено.
Off-state Conductance - Проводимость вне состояния
1e-6
1/Ohm (по умолчанию)
Проводимость коллектора-эмиттера, когда устройство отключено. Значение должно быть меньше 1/R, где R - значение On-state resistance.
Threshold voltage, Vth - Пороговое напряжение
6
V (по умолчанию)
Напряжение затвора-излучателя, при котором включается устройство.
Коммутационные устройства: MOSFET
Для получения дополнительной информации см. раздел MOSFET (Ideal, Switching).
Параметры для этого коммутационного устройства будут видны, только если вы выберете его в параметре Switching device.
Drain-source on resistance, R_DS(on) - Дренажный источник сопротивления
0.001
Ohm (по умолчанию)
Сопротивление стока-источника, когда устройство включено.
Off-state Conductance - Проводимость вне состояния
1e-6
1/Ohm (по умолчанию)
Проводимость источника слива, когда устройство отключено. Значение должно быть меньше 1/R, где R - значение On-state resistance.
Threshold voltage, Vth - Пороговое напряжение
6
V (по умолчанию)
Порог напряжения затвора-источника. Устройство включается, когда напряжение затвора-источника выше этого значения.
Коммутационные устройства: тиристор
Параметры для этого коммутационного устройства будут видны, только если вы выберете его в параметре Switching device.
Для получения дополнительной информации см. раздел Thyristor (Piecewise Linear).
Forward voltage, Vf - Прямое напряжение
0.8
V (по умолчанию)
Прямое напряжение, при котором устройство включается.
On-state resistance - Сопротивление в состоянии нахождения
0.001
Ohm (по умолчанию)
Сопротивление анод-катод, когда устройство включено.
Off-state Conductance - Проводимость вне состояния
1e-6
1/Ohm (по умолчанию)
Проводимость анода-катода, когда устройство отключено. Значение должно быть меньше 1/ R, где R значение On-state resistance.
Gate trigger voltage, Vgt - Напряжение триггера затвора
1
V (по умолчанию)
Порог напряжения затвора-катода. Устройство включается, когда напряжение затвора-катода выше этого значения.
Holding current - Удерживающий ток
1
A (по умолчанию)
Текущий порог. Устройство остается включенным, когда ток выше этого значения, даже когда напряжение затвора-катода падает ниже триггерного напряжения затвора.
Коммутационные устройства: усредненный коммутатор
Параметр для этого коммутационного устройства будет виден только, если вы выберете его в параметре Switching device.
Примечание
Если вы выбираете этот режим, значение сигналов управления ключами должно быть между 0 и 1.
On-state resistance - Сопротивление в состоянии нахождения
0.001
Ohm (по умолчанию)
Сопротивление анод-катод, когда устройство включено.
Интегральные диоды
Integral protection diode - Интегральный диод защиты
None (по умолчанию) | Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics
Интегральный диод защиты для каждого коммутационного устройства.
Диоды, которые можно выбрать:
Diode with no dynamicsDiode with charge dynamics
Примечание
Если вы выбираете Averaged Switch для параметра Switching Device в Switching Device настройке этот параметр не виден и Diode with no dynamics автоматически выбирается.
Forward voltage - Прямое напряжение
0.8
V (по умолчанию)
Минимальное напряжение, необходимое для + и - блокируют порты для градиента характеристики I-V диода, которые будут 1/Ron, где Ron является значением On resistance.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.
On resistance - На сопротивлении
0.001
Ohm (по умолчанию)
Скорость изменения напряжения от тока выше Forward voltage.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.
Off conductance - Отключенная проводимость
1e-5
1/Ohm (по умолчанию)
Проводимость реверс-смещенного диода.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.
Junction capacitance - Соединительная емкость
50e-9
F (по умолчанию)
Емкость диодного соединения.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with charge dynamics.
Peak reverse current, iRM - Пик обратного тока
-235
A (по умолчанию) | отрицательный скаляр
Пиковый обратный ток, измеренный внешней тестовой схемой. Это значение должно быть меньше нуля. Значение по умолчанию -235
A.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with charge dynamics.
Initial forward current when measuring iRM - Начальный прямой ток при измерении iRM
300
A (по умолчанию) | положительная скалярная величина
Начальный прямой ток при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть больше нуля.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with charge dynamics.
Rate of change of current when measuring iRM - Скорость изменения тока при измерении iRM
-50A/μs (по умолчанию) | отрицательный скаляр
Скорость изменения тока при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть меньше нуля.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with charge dynamics.
Reverse recovery time parameterization - Обратная параметризация времени восстановления
Specify reverse recovery time directly (по умолчанию) | Specify stretch factor | Specify reverse recovery charge
Определяет, как вы задаете время обратного восстановления в блоке. Значение по умолчанию Specify reverse recovery time directly.
Если вы выбираете Specify stretch factor или Specify reverse recovery charge, вы задаете значение, которое используется блоком для вывода времени обратного восстановления. Для получения дополнительной информации об этих опциях см. Раздел «Как блок вычисляет TM и Tau».
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with charge dynamics.
Reverse recovery time, trr - Время обратного восстановления
15
μs (по умолчанию)
Интервал между временем, когда ток первоначально переходит к нулю (когда диод выключается) и временем, когда ток падает до менее чем 10% от пикового противоположного тока. Значение параметра Reverse recovery time, trr должно быть больше значения параметра Peak reverse current, iRM, разделенного на значение параметра Rate of change of current when measuring iRM.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with charge dynamics и Reverse recovery time parameterization к Specify reverse recovery time directly.
Reverse recovery time stretch factor - Обратный коэффициент растяжения времени восстановления
3 (по умолчанию)
Значение, которое блок использует для вычисления Reverse recovery time, trr. Это значение должно быть больше 1. Установка коэффициента растяжения является более простым способом параметризации времени обратного восстановления, чем установка коэффициента обратного восстановления. Чем больше значение коэффициента растяжения, тем больше времени требуется для рассеивания обратного тока восстановления.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with charge dynamics и Reverse recovery time parameterization к Specify stretch factor.
Reverse recovery charge, Qrr - Обратная плата за восстановление
1500
μAs (по умолчанию)
Значение, которое блок использует для вычисления Reverse recovery time, trr. Используйте этот параметр, если в табличных данных для вашего диодного устройства задано значение для обратной платы за восстановление вместо значения для обратного времени восстановления.
Обратная плата за восстановление - это общая сумма, которая продолжает рассеиваться, когда диод поворачивается. Значение должно быть меньше, чем
где:
iRM - значение, заданное для Peak reverse current, iRM.
a - значение, заданное для Rate of change of current when measuring iRM.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Integral protection diode равным Diode with charge dynamics и Reverse recovery time parameterization к Specify reverse recovery charge.
Для получения дополнительной информации об этих параметрах см. Diode.
Демпферы
Вкладка параметров Snubbers не видна, если установить значение Switching device Averaged Switch.
Snubber - Snubber
None (по умолчанию) | RC snubber
Snubber для каждого коммутационного устройства:
None- Это значение по умолчанию.RC snubber
Snubber resistance - Сопротивление Snubber
0.1
Ohm (по умолчанию)
Сопротивление Snubber.
Зависимости
Этот параметр видим, только когда параметр Snubber установлен в RC snubber.
Snubber capacitance - Емкость Snubber
1e-7
F (по умолчанию)
Емкость Snubber.
Зависимости
Этот параметр видим, только когда параметр Snubber установлен в RC snubber.
Примеры моделей
Расширенные возможности
Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®
.См. также
Average-Value DC-DC Converter | Bidirectional DC-DC Converter | Boost Converter | Buck Converter | Buck-Boost Converter | GTO | Ideal Semiconductor Switch | IGBT (Ideal, Switching) | MOSFET (Ideal, Switching) | PWM Generator | PWM Generator (Three-phase, Two-level) | Six-Pulse Gate Multiplexer | Three-Level Converter (Three-Phase) | Thyristor (Piecewise Linear)