Modular Multilevel Converter (Three-Phase)

Трехфазный модульный многоуровневый конвертер с подключенными последовательно подмодулями степени

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Semiconductors & Converters / Конвертеры

Описание

Блок Modular Multilevel Converter (Three-Phase) моделирует трехфазный модульный многоуровневый конвертер. Каждая фаза состоит из двух рук, которые реализованы со многими подключенными последовательно подмодулями степени.

Каждый подмодуль состоит из полумоста или полного мостовой преобразователя и конденсатора.

Half-Bridge Topology

Full-Bridge Topology

Это блокируется, позволяет вам выбирать уровень точности модели путем выбора между подробной моделью с переключающимися устройствами или эквивалентной моделью. Можно выбрать из этих устройств переключения:

  • GTO — Пропустите запираемый тиристор. Для получения информации о характеристике I-V устройства смотрите GTO.

  • Идеальный полупроводниковый переключатель — для получения информации о характеристике I-V устройства, смотрите Ideal Semiconductor Switch.

  • IGBT — Биполярный транзистор с изолированным затвором. Для получения информации о характеристике I-V устройства смотрите IGBT (Ideal, Switching).

  • MOSFET — Полевой транзистор металлооксидного полупроводника N-канала. Для получения информации о характеристике I-V устройства смотрите MOSFET (Ideal, Switching).

  • Тиристор — для получения информации о характеристике I-V устройства, смотрите Thyristor (Piecewise Linear).

  • Усредненный переключатель.

Переменные

Используйте настройки Variables, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Порт физического сигнала, сопоставленный с логическим элементом, сигнализирует для всех подмодулей модульного многоуровневого конвертера в виде матрицы.

Если вы устанавливаете параметр Converter topology на Half-bridge, сигнал является вектором из длины 12 * Nsm, где Nsm является Number of power submodules.

Если вы устанавливаете параметр Converter topology на Full-bridge, сигнал является вектором из длины 24 * Nsm.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Fidelity level на Detailed model - switching devices или Equivalent model - PWM-controlled.

Порт физического сигнала, сопоставленный со ссылочными формами волны подмодулей в виде вектора из длины 6.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Fidelity level на Equivalent model - waveform-controlled.

Вывод

развернуть все

Порт физического сигнала, сопоставленный с конденсаторными напряжениями для каждого подмодуля в модульном многоуровневом конвертере, возвращенном как вектор.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Capacitor voltages на Instrumented.

Сохранение

развернуть все

Электрический порт сохранения сопоставлен с положительным терминалом модульного многоуровневого конвертера.

Электрический порт сохранения сопоставлен с отрицательным терминалом модульного многоуровневого конвертера.

Расширяемый трехфазный электрический порт сопоставлен с трехфазным терминалом модульного многоуровневого конвертера.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Electrical connection на Composite three-phase ports.

Электрический порт сохранения, сопоставленный с a - фаза.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Electrical connection на Expanded three-phase ports.

Электрический порт сохранения, сопоставленный с b - фаза.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Electrical connection на Expanded three-phase ports.

Электрический порт сохранения, сопоставленный с c - фаза.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Electrical connection на Expanded three-phase ports.

Параметры

развернуть все

Основной

Иметь ли составной объект или расширил трехфазные порты.

Топология модульного многоуровневого конвертера.

Уровень точности модели.

Оснастить ли конденсаторные напряжения.

Количество подмодулей степени модульного многоуровневого конвертера.

Емкость подмодуля. Если вы вводите вектор, вектор должен иметь длину 6 * Nsm, где Nsm является Number of power submodules.

Конденсаторное эффективное серийное сопротивление. Если вы вводите вектор, вектор должен иметь длину 6 * Nsm, где Nsm является Number of power submodules.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fidelity level на Detailed model - switching devices.

Индуктивность руки.

Серийное сопротивление индуктивности руки.

Начальное напряжение конденсатора. Если вы вводите вектор, вектор должен иметь длину 6 * Nsm, где Nsm является Number of power submodules.

Переключение устройств

Эта таблица показывает, как активированные параметры в настройках Switching Devices зависят от Switching device, который вы выбираете. Чтобы изучить, как считать таблицу, смотрите Зависимости от Параметра. Чтобы включить эти настройки, установите Fidelity level на Detailed model - switching devices.

Переключение зависимостей от параметра устройств

Параметры и опции
Переключение устройства
Ideal Semiconductor SwitchGTOIGBTMOSFETThyristorAveraged Switch
On-state resistanceForward voltageForward voltageDrain-source on resistanceForward voltageOn-state resistance
Off-state conductanceOn-state resistanceOn-state resistanceOff-state conductanceOn-state resistance
Threshold voltageOff-state conductanceOff-state conductanceThreshold voltageOff-state conductance
Gate trigger voltage, VgtThreshold voltageGate trigger voltage, Vgt
Gate turn-off voltage, Vgt_offHolding current
Holding current

Переключение типа устройства для конвертера.

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Для различных типов устройства переключения Forward voltage:

  • GTO — Минимальное напряжение потребовало через порты блока анода и катода для градиента устройства, чтобы характеристика I-V была 1/Ron, где Ron является значением On-state resistance

  • IGBT — Минимальное напряжение потребовало через коллектор и эмиттерные порты блока для градиента диода, чтобы характеристика I-V была 1/Ron, где Ron является значением On-state resistance

  • Тиристор — Минимальное напряжение, требуемое для устройства включать

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Для различных типов устройства переключения On-state resistance:

  • GTO — Скорость изменения напряжения по сравнению с током выше прямого напряжения

  • Идеальный полупроводниковый переключатель — сопротивление Анодного катода, когда устройство работает

  • IGBT — Сопротивление эмиттера коллектора, когда устройство работает

  • Тиристор — сопротивление Анодного катода, когда устройство работает

  • Усредненный переключатель — сопротивление Анодного катода, когда устройство работает

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Сопротивление между дренажом и источником. Напряжение логического элемента к источнику также влияет на параметр Drain-source on resistance.

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Проводимость, когда устройство выключено. Значение должно быть меньше 1/R, где R является значением On-state resistance.

Для различных типов устройства переключения On-state resistance:

  • GTO — Проводимость анодного катода

  • Идеальный полупроводниковый переключатель — проводимость Анодного катода

  • IGBT — Эмиттерная коллектором проводимость

  • MOSFET — Проводимость источника дренажа

  • Тиристор — проводимость Анодного катода

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Порог напряжения затвора. Устройство включает, когда напряжение затвора выше этого значения. Порог напряжения применяется к различным устройствам в зависимости от переключающегося используемого устройства:

  • Идеальный полупроводниковый переключатель — Эмиттерное логическим элементом напряжение

  • IGBT — Напряжение катода логического элемента

  • MOSFET — Напряжение источника логического элемента

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Порог напряжения катода логического элемента. Устройство включает, когда напряжение катода логического элемента выше этого значения.

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Порог напряжения катода логического элемента. Устройство выключает, когда напряжение катода логического элемента ниже этого значения.

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Порог тока затвора. Устройство остается, когда ток выше этого значения, даже когда напряжение катода логического элемента падает ниже триггерного напряжения логического элемента.

Зависимости

См. таблицу Switching Devices Parameter Dependencies.

Защитные диоды

Для получения дополнительной информации об этих параметрах смотрите Diode.

Диодный тип. Опции:

  • None — Блок не моделирует диодную динамику.

  • Diode with no dynamics — Выберите эту опцию, чтобы приоритизировать скорость симуляции с помощью блока Diode.

  • Diode with charge dynamics — Выберите эту опцию, чтобы приоритизировать точность модели в терминах динамики заряда реверсного режима с помощью коммутационной диодной модели блока Diode.

Примечание

Если вы устанавливаете Switching device на Averaged Switch в настройках Switching Device, Diode with no dynamics установка автоматически выбрана.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Switching device на GTO, Ideal Semiconductor Switch, IGBT, MOFSET, или Thyristor.

Минимальное напряжение требуется через + и - блокируйте порты для градиента диода характеристика I-V, чтобы быть 1/Ron, где Ron является значением On resistance.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Скорость изменения напряжения по сравнению с током выше Forward voltage.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Проводимость обратно-смещенного диода.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with no dynamics или Diode with charge dynamics.

Диодная емкость перехода.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with charge dynamics.

Пиковый противоположный ток измеряется внешней схемой тестирования. Это значение должно быть меньше нуля.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with charge dynamics.

Начальная буква, вперед текущая при измерении пикового противоположного тока. Это значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with charge dynamics.

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with charge dynamics.

Определяет, как вы задаете противоположное время восстановления.

Если вы выбираете Specify stretch factor или Specify reverse recovery charge, вы задаете значение что использование блока, чтобы вывести противоположное время восстановления. Для получения дополнительной информации об этих опциях смотрите, Как Блок Вычисляет TM и Tau.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with charge dynamics.

Интервал между временем, когда ток первоначально переходит к нулю (когда диод выключает), и время, когда текущие падения меньше чем к 10% 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 Model dynamics на Diode with charge dynamics и Reverse recovery time parameterization к Specify reverse recovery time directly.

Значение, что использование блока, чтобы вычислить Reverse recovery time, trr. Это значение должно быть больше 1. Определение фактора фрагмента является более легким способом параметрировать противоположное время восстановления, чем определение противоположного обратного заряда. Чем больше значение фактора фрагмента, тем дольше это берет для противоположного восстановления, текущего, чтобы рассеяться.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with charge dynamics и Reverse recovery time parameterization к Specify stretch factor.

Значение, что использование блока, чтобы вычислить Reverse recovery time, trr. Используйте этот параметр, если таблица данных для вашего диода задает значение для противоположного обратного заряда вместо значения в течение противоположного времени восстановления.

Противоположный обратный заряд является общим зарядом, который продолжает рассеиваться, когда диод выключает. Значение должно быть меньше i2RM2a, где:

  • iRM является значением, заданным для Peak reverse current, iRM.

  • a является значением, заданным для Rate of change of current when measuring iRM.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Model dynamics на Diode with charge dynamics и Reverse recovery time parameterization к Specify reverse recovery charge.

Демпферы

Чтобы включить настройки Snubbers, установите Fidelity level на Detailed model - switching devices и Switching device к GTO, Ideal Semiconductor Switch, IGBT, MOFSET, или Thyristor.

Демпфер для каждого устройства переключения:

  • None

  • RC snubber

Сопротивление демпфера.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Snubber на RC snubber.

Емкость демпфера.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Snubber на RC snubber.

Вопросы совместимости

развернуть все

Поведение изменяется в R2021b

Ссылки

[1] Саад, Hani, Себастьен Деннетир и Джин Мэхсередджиэн. “При Моделировании MMC в Программе Типа EMT”. 2 016 IEEE 17-й Семинар по Управлению и Моделирующий для Силовой электроники (COMPEL), 1–7. Тронхейм, Норвегия: IEEE, 2016. https://doi.org/10.1109/COMPEL.2016.7556717.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2020b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте