U niversal Bridge

Универсальный мост. Моделирует универсальный трехфазный мостовой преобразователь с выбираемой конфигурацией и типом выключателя и источника питания.

Блок Universal Bridge моделирует универсальный трехфазный энергетический преобразователь, который состоит из шести силовых выключателей, соединенных в мост. Тип выключателя и конфигурации преобразователя выбираются в блоке диалога.

Диодные мосты:

Тиристорные мосты:

GTO-диодные мосты:

MOSFET-диодные мосты:

IGBT-диодные мосты:

Мост из идеальных ключей:

Port configuration

Конфигурация порта.

Установите параметр «ABC as input terminals», чтобы соединить фазы A, B и C моста с входными портами 1, 2 и 3 блока Universal Bridge. Зажимы + и - будут соединены с выходами 1 и 2.

Установите параметр «ABC as output terminals», чтобы соединить фазы A, B и C моста с выходными портами 1, 2 и 3 из блока Universal Bridge. Зажимы + и - будут соединены с выходами 1 и 2.

Snubber resistance Rs

Сопротивление демпфера, в Ом. Установите параметр Snubber resistance Rs inf для удаления демпфера из модели.

Snubber capacitance Cs

Емкость демпфера, в Ф. Установите параметр Snubber resistance Rs 0, чтобы удалить демпфер, или inf, чтобы получить демпфер с чисто активным сопротивлением.

Power electronic device

Устройство Power electronic.

Выберите тип энергетического электронного устройства, который хотите использовать в мосте.

Ron (ohms)

Внутреннее активное сопротивление выбранного устройства, в Ом.

Lon (H)

Внутренняя индуктивность, в Гн (для диода, тиристора или устройства MOSFET).

[Tf (s), Tt (s)]

Время спада Tf и время остатка, в с, (для GTO или IGBT устройств).

Measurements

Измерения. Выберите блок Device voltages для измерения напряжения между шестью зажимами устройства Power Electronics.

Выберите блок Device currents для измерения тока, протекающего через шесть устройств Power Electronics. Если используются демпферы, то измеренный ток – ток, протекающий только через устройства Power Electronics.

Выберите блок UAB UBC UCA UDC voltages для измерения напряжений на зажимах блока Universal Bridge (постоянного или переменного тока).

Выберите блок All voltages and currents для измерения всех напряжений и токов, соотвествующих блоку Universal Bridge.

Установите блок Multimeter в вашей модели, чтобы выделить необходимые для измерения параметры в течение моделирования. В пункте Available Measurement блока Multimeter, измерение будет идентифицировано обозначением, сопровождаемым названием блока.

Измерение	Обозначение
Напряжения устройства	uSw1:, uSw2:, uSw3:, uSw4:, uSw5:, uSw6:
Ответвленный ток	iSw1:, iSw2:, iSw3:, iSw4:, iSw5:, iSw6:
Напряжения на зажимах	uAB:, uBC:, uCA:, uDC:

Входы и выходы

Мостовая конфигурация может выбираться так, чтобы входы и выходы зависели от выбранной конфигурации:

• Когда A, B, C - входы, то зажимы dc - выходы.

• Когда A, B, C - выходы, то зажимы dc - входы.

Исключая случай диодного моста, вход Pulses принимает Simulink-совместимый векторный сигнал, содержащий шесть импульсных линий. Сигналы посылаются силовым ключом согласно номеру, показанному в диаграммах выше.

Замечание.  Порядок следования импульсов в векторе сигналов соответствует номеру ключа, обозначенному в этих шести цепях, показанных в разделе Описания. Для диодного и тиристорного моста порядок импульсов соотвествует естественному порядку коммутации. Для всех других управляемых ключей, импульсы посылаются верхним и более низким ключам фаз A, B и C со следующим порядком: [А верхний, А нижний, B верхний, B нижний, C верхний, C нижний]

Предположения и ограничения

Блоки Universal Bridge могут быть дискретизованны для использования в моделировании с дискретным шагом времени, применяемым блоком Discrete System. В этом случае, внутренняя логика коммутирования Universal Bridge заботится о коммутировании между силовыми ключами и диодами в стойках преобразователя.

Замечание.   В преобразователе, построенном с индивидуальными силовыми компонентами с управляемой коммутацией (GTOs, MOSFET, IGBTs), дискретизация модели не доступна. Подробности см. в главе Advanced Topics .

ПРИМЕР

Этот пример поясняет использование двух блоков Universal Bridge в ac-ac преобразователе (переменный ток - переменный ток), состоящем из выпрямителя, питающего IGBT инвертор через dc связь. Инвертор испоьзует ШИМ (PWM), чтобы подать трехфазное регулируемое синусоидальное напряжение переменной частоты на нагрузку. В этом примере инвертор, разделяющий частоту - 2000 Гц, и частота модуляции - 50 Гц.

IGBT инвертор управляется в замкнутом контуре с ПИ – регулятором для поддержания 1 p.u. напряжения (380 Vrms, 50 Гц) в зажимах наргузки.

Блок Multimeter используется, чтобы наблюдать коммутацию токов между диодами 1 и 3 в диодном мосте и между ключами IGBT/Diodes 1 и 2 в IGBT - мосте.

Цепь можно посмотреть в демонстрационном примере psbbridges.mdl.

Запустите моделирование. После переходного процесса (приблизительно 70 мс), система достигает установившегося состояния. Наблюдайте форму напряжения в шине DC, выходе преобразователя и нагрузке на Scope1. Гармоники, генерируемые инвертором на частоте около 2 кГц, отфильтрованы LC - фильтром. Как ожидалось, амплитудное значение напряжения нагрузки 537 В (380 В - среднеквадратичное).

В установившемся режиме среднее значение коэффициента модуляции m=0.77, среднее значение напряжения DC - 780 В. Фундаментальный компонент напряжения на 50 Гц, захороненного в расколотом преобразовательном напряжении - поэтому:

Vab = 780 В * 0.612 * 0.80 = 382 В – среднеквадратичное значение

Наблюдаемые диодные токи на характеристике 1 Scope2, показывают коммутацию диода 1 к диоду 3. Также наблюдайте на характеристике 2 токи в ключах 1 и 2 моста IGBT/Diode (верхние и нижние ключи подключены к фазе A). Эти два тока комплиментарны. Положительный ток указывает ток, текущий в IGBT, тогда как отрицательный ток указывает ток, текущий в анти-параллельном диоде.