PWM Generator (Three-phase, Two-level)
Сгенерируйте трехфазную, двухуровневую импульсно-модулированную форму волны
- Библиотека:
Simscape / Электрический / Контроль / Модуляция Ширины импульса
Описание
Блок PWM Generator (Three-phase, Two-level) управляет поведением переключения для трехфазного двухуровневого преобразователя степени. Блок:
Вычисляет время включения и выключения на основе блока входов:
Три синусоидальных опорных напряжения, по одному на фазу
Постоянное напряжение канала
Использует время управления ключом, чтобы сгенерировать шесть импульсов управления ключом.
Использует время стробирования, чтобы сгенерировать формы волны модуляции.
Непрерывный и прерывистый ШИМ
Блок обеспечивает режимы как непрерывной, так и прерывистой модуляции ширины импульса (PWM). Рисунок показывает общее различие между непрерывными синусоидальными формами PWM (SPWM) и непрерывной векторной модуляцией (SVM).
Для прерывистого ШИМ (DPWM) блок зажимает волну модуляции к положительному или отрицательному рельсу постоянного тока в общей сложности на 120 степени в течение каждого основного периода. Во время интервалов зажима модуляция прекращается.
Форма волны с 30-градусным DPWM имеет четыре 30-градусных интервала на основной период.
Выбор положительного или отрицательного сдвига фазы на 30 градусов влияет на интервалы зажима для DPWM на 60 градусов.
Рисунок показывает формы волны для положительного и отрицательного зажима постоянного тока для 120-градусного DPWM.
Режим дискретизации
Этот блок позволяет вам выбрать естественную, симметричную или асимметричную дискретизацию волны модуляции.
Блок PWM Generator (Three-phase, Two-level) не выполняет ШИМ на основе несущей. Вместо этого блок использует входные сигналы, чтобы вычислить время стробирования, а затем использует время стробирования, чтобы сгенерировать как импульсы управления переключателем, так и формы модуляции, которые он выводит.
Основанный на несущей ШИМ, однако, полезен для демонстрации того, как выбранный вами режим дискретизации относится к поведению включения и выключения импульсов, которые генерирует блок. Генератор, который использует двухуровневый метод PWM на основе несущей:
Дискретизирует ссылку волну.
Сравнивает выборку с треугольной несущей волной.
Генерирует импульс включения, если выборка выше, чем сигнал несущей, или импульс выключения, если выборка ниже, чем несущая волна.
Чтобы определить поведение импульсов включения и выключения, двухуровневый генератор PWM на основе несущей использует эти методы, чтобы дискретизировать треугольную волну:
Естественно - дискретизация и сравнение происходят в точках пересечения волны модуляции и волны несущей.
Асимметричная - Дискретизация происходит на верхних и нижних контурах несущей волны. Сравнение происходит на пересечении, которое следует за выбором.
Симметричная - Дискретизация происходит только на верхнем контуре несущей волны. Сравнение происходит на пересечении, которое следует за выбором.
Сверхмодуляция
Индекс модуляции, который измеряет способность преобразователя степени выдавать заданное напряжение, задан как
где
m - индекс модуляции.
Vm - пиковое значение волны модуляции.
Vc - пиковое значение несущей волны треугольника.
Для трехфазного SPWM,
где
Vpeak - пиковое значение основного компонента напряжения «фаза-нейтраль».
vdc - напряжение постоянного тока.
Для трехфазного вектора пространства PWM (SVM) и DPWM,
Для нормальной установившейся операции, 0 <<reservedrangesplaceholder1> ≤ <reservedrangesplaceholder0>. Если переходный процесс, такой как увеличение нагрузки, заставляет амплитуду Vm превышать амплитуду Vc, избыточной модуляции (m > 1) происходит.
Если происходит перенапряжение, выходное напряжение преобразователя степени зажимается к положительной или отрицательной рейке постоянного тока.
В примере трехфазного двухуровневого PWM-генератора Two-Level Controller подсистема содержит 400-V вход DC-канала и индекс модуляции, m, 0,8. Для SPWM максимальное входное напряжение составляет 400 V/2, то есть 200 В. Чтобы продемонстрировать избыточную модуляцию, в начале симуляции добавляется переходный процесс. Переходный процесс заставляет амплитуды опорных напряжений превышать амплитуду 1/2 напряжения постоянного тока. Чтобы выделить избыточную модуляцию, возможности включают результаты симуляции только для одного из шести выходных импульсов и только a-фазы опорных напряжений, форм волны модуляции и выходных напряжений.
Индекс модуляции больше единицы между 0,03-0,09 секундами. Во время избыточной модуляции:
Импульс остается в положении включения или выключения.
Напряжение выхода, Vao, зажимы к положительному или отрицательному рельсу постоянного тока.
Порты
Вход
Выход
Параметры
Примеры моделей
Ссылки
[1] Chung, D. W., J. S. Kim, and S. K. Sul. Унифицированный метод модуляции напряжения для трехфазного преобразования степени в реальном времени. Транзакции IEEE по отраслевым приложениям, том 34, № 2, 1998, стр. 374-380.
[2] Hava, A. M., R. J. Kerkman, and T. A. Lipo. «Простые аналитические и графические методы для накопителей PWM-VSI на основе несущей». Транзакции IEEE по степени, том 14, № 1, 1999, стр. 49-61.