Three Level Bridge
Трехфазный ограничивать преобразователь мощности с выбираемой топологией и приборами переключения в электроэнергетической схеме.
Блок
Three Level Bridge состоит из одно, двух или трех
ветвей приборов переключения в
электроэнергетической системе. Каждая
ветвь состоит из четырех коммутационных
устройств (Q1 к Q4) наряду с их антипараллельными
диодами (D1 к D4) и двум нейтральным
фиксирующим диодам (D5 и D6) как показано.
Тип прибора переключения в электроэнергетической системе (IGBT, GTO, MOSFET или идеальный ключ) и число рукавов (один, два или три) является выбираемыми из блока диалога. Когда идеальный ключ используется как коммутационное устройство, блок Three-Level Bridge осуществляет идеальный мостик коммутатора, имеющий трехуровневую топологию как показано.
Number of bridge arms
Число плечей моста. Определение топологии моста: Один, два или три рукова.
Snubber resistance Rs
Сопротивление демпфирующего устройства, в Омах. Установка Snubber resistance Rs inf устраняет демпфирующие устройства из модели.
Snubber capacitance Cs
Емкость демпфирующего устройства, в Фарадах. Установите Snubber capacitance Cs 0, чтобы устранить демпфирующие устройства, или inf, чтобы получить резистивное демпфирующее устройство.
Для приборов управляемой коммутации (GTO, IGBT, или MOSFET) блок Three-Level Bridge работает удовлетворительно с резистивными демпфирующими устройствами, пока посылаются пусковые импульсы коммутационным устройствам.
Если пусковые импульсы на приборы управляемой коммутации блокированы, мостик работает как диодный выпрямитель. В этом состоянии, Вы должны использовать соответствующие значения Rs и Cs. Если модель дискретизирована, Вы можете использовать следующие формулы, чтобы вычислить приближенные значения Rs и Cs:
Pn - номинальная мощность однофазного или трехфазного преобразователя (ВA), Vn - номинальное линейное переменное напряжение (среднеквадратичное значение), f – основная частота (Гц), и Ts - Sample time.
Rs и Cs получены из этих двух критериев:
Ток утечки демпфирующего устройства на основной частоте - меньше чем 0.1 % номинального тока, когда электронные приборы не проводят мощность
Постоянная времени демпфирующих устройств выше чем два раза Sample time Ts.
Обратите внимание, что Rs и Cs, которые гарантируют числовую устойчивость дискретизированного мостика, могут отличаться от фактических значений, используемых в физической цепи.
Power electronic device
Выбор типа мощного электронного прибора для использования в мостике.
Internal resistance Ron (ohms)
Внутреннее сопротивление выбранных приборов и диодов, в Омах.
Forward voltages [Device Vf (V), Diode Vfd (V)]
Прямое напряжение выбранных приборов (только для GTO или IGBT ) и антипараллельных и фиксирующих диодов, в Вольтах.
Measurements
Измерения. Выбор Device currents для измерения тока, текущиго через все элементы (Q1 к Q4 и D1 к D6). Если приборы демпфирующего устройства определены, определяемые электрические токи - те, которые текут только через мощные электронные приборы.
Выберите UAN UBN UCN UDCP(DC+) UDCM(DC-) voltages, чтобы измерить напряжения на клеммах (переменный ток и постоянный ток) блока Three Level Bridge.
Выберите All voltages and currents, чтобы измерить все напряжения и токи, определенные для блока Three Level Bridge.
Разместите блок Multimeter в вашу модель. В Available Measurement блока Multimeter измерение идентифицировано обозначением, сопровождаемым названием блока.
Измерение |
Обозначение |
токи прибора для MOSFET, IGBT и GTO токи прибора для идеального ключа, где X=A, В или С |
I_Q1_X:, I_Q2_X:, I_Q3_X:, I_Q4_X:, I_D1_X:, I_D2_X:, I_D3_X:, I_D4_X:, I_D5_X:, I_D6_X:
или
I_Sw1_X:, I_Sw2_X:, I_Sw3_X: |
Напряжения на клеммах |
Uan:, Ubn:, Ucn:, Udcp:, Udcm: |
Входы и выходы
Топология мостика является выбираемой, и входные устройства, и выводы зависят от выбранной топологии:
Когда A, В, С выбраны как входы, выводы – клеммы постоянного тока
Когда A, В,С выбраны как выводы, клеммы постоянного тока - входные устройства.
Импульсный вход принимает вектоный Simulink сигнал, управляющий сигнал, содержащий четыре импульса (Q1 к Q4) для каждой ветви преобразователя. Например, если выбрана топология с тремя ветвями, входной вектор должен содержать двенадцать импульсов, и упорядочение должно быть следующие: Q1 ветви A, Q2 ветви A..., Q4 ветви С.
Обратите внимание. В случае преобразователя с идеальным ключом, Q1 импульс посылается Sw1, Q4 импульс к Sw2 и логическая операция AND выполнена на Q2 и импульсах Q3 и результате, посланном Sw3. |
Предположения и недостатки
Включение и время turnoff (Время затухания, время остатка) приборов переключения в электроэнергетической системе не смоделированы в блоке Three-Level Bridge.
ПРИМЕР
В файле psb3levelVSC.mdl демонстрационный пример иллюстрирует использование блока Three Level Bridge в преобразователе постоянный ток - переменный ток, состоящем из трехфазного IGBT преобразователя напряжения (VSC). Преобразователь с широтно-импульсным модулятором (PWM) преобразует постоянное напряжение 500 В (+/-250V). В этом примере преобразователь использует частоту - 1620 Гц и частота энергосистемы - 60 Гц.
VSC управляется в замкнутом контуре двумя PI стабилизаторами, чтобы поддержать постоянное напряжение 500 В в нагрузке при поддержании входного коэффициента мощности для питания переменным током.
Начальные условия для моделирования получены, произведя моделирование до установившегося состояния для целого числа периодов 60 Гц. В заключительной части (и Power System Blockset и Simulink контроллера) записаны в векторе, вызывал xInitial. Этот вектор, так же как sample times (Ts_Power и Ts_Control) записаны в файле psb3levelVSC_xinit.mat .
Прочитайте начальное условие в МАТ файле и начните моделирование. Наблюдайте следующие сигналы:
Разность потенциалов постоянного тока (блок Vdc Scope)
Разность потенциалов первичной и электрический ток фазы питания переменным током
(блок VaIa Scope)
Токи прибора ветви мостика IGBT (блок Ia_Devices Scope в Measurements & Signals subsys tem)
Междуфазное напряжение на клеммах VSC (блок Vab_VSC Scope)
В 50 мс включается 200-КВт нагрузки. Вы можете видеть, что динамическая характеристика стабилизатора постоянного тока к вариации внезапно приложенной нагрузки от 200 КВт до 400 КВт удовлетворительна. Разность потенциалов постоянного тока возвращается к 500 В в пределах 2 циклов, и коэффициент мощности на стороне переменного тока поддержан.
В 100 мс, Stop Pulsing сигнал активизирован, и импульсы обычно посылаемые преобразователю, блокированы. Вы можете видеть уменьшение падения напряжения постоянного тока до 315 В. Значительное изменение в форме волны тока в первичной цепи может также быть соблюдено. Когда импульсы блокированы, режим блока Three-Level Bridge становится подобным трехфазному диодному мостику.
Следующие два рис. суммируют результаты моделирования. Первый показывает режим преобразователя постоянного тока - переменного тока в течение вариации нагрузки и когда импульсы блокированы.
Второй показывает ток, текущий в различных приборах мостика IGBT, когда преобразователь подает 500 Vdc при 200-КВт нагрузке.
