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Converter (Three-Phase)

控制器控制的双向三相交流/直流转换器。

blockType: AcausalElectricPowerSystems.Converters.ThreePhase

图书馆路径:

/Physical Modeling/Electrical/Semiconductors & Converters/Converters/Converter (Three-Phase)

说明

Converter (Three-Phase) 单元模拟了一个由三个桥臂组成的六脉冲三相受控转换器。每个桥臂由两个开关器件组成。转换器电路将三相交流网络连接到直流网络。

三臂电路中的每个元件都是相同的开关设备,开关设备在参数 Switching device 中定义。可定义的开关设备都是由 Semiconductors & Converters 库中的模块实现的:

  • GTO- 闭锁晶闸管。有关设备伏安特性的信息,请参见GTO

  • Ideal Semiconductor Switch- 理想固态受控开关。有关该器件伏安特性的信息,请参阅Ideal Semiconductor Switch

  • IGBT- 绝缘栅双极晶体管。有关该器件伏安特性的信息,请参见IGBT (Ideal, Switching)

  • MOSFET- 用于开关电路的 n 沟道 MOSFET。有关该器件伏安特性的信息,请参见MOSFET (Ideal, Switching)

  • Thyristor- 片线性晶闸管。有关该器件的伏安特性,请参见Thyristor (Piecewise Linear)

  • Averaged Switch- 带有反并联二极管的固态开关。控制信号端口 G 的取值范围为`[0, 1]`。当 G 为 "0 "或 "1 "时,平均开关分别处于全开或全闭状态。开关的行为类似于带有反并联二极管的Ideal Semiconductor Switch 块。当 G 介于`0`和`1`之间时,平均开关处于半开状态。您可以对一定周期内的脉宽调制(PWM)信号进行平均。然后,您可以对模型进行降采样,并使用调制波形代替 PWM 信号。

该图显示了带有完全受控开关器件(如 IGBT、GTO)的逆变器的等效电路:

converter three phase 1

通过输入 Converter (Three-Phase) 设备的 G 端口,控制六个开关设备的闸门端口:

  1. 使用模块Six-Pulse Gate Multiplexer 将所有六个栅极信号复用为一个矢量。

  2. 通过 G 端口将Six-Pulse Gate Multiplexer 块的输出连接到 Converter (Three-Phase) 块。

通过 Integral Diodes 的设置,可以打开内部保护二极管。当设备突然切断电感负载的电压供应时,内部二极管会为反向电流提供一个传导路径,从而保护设备。

请根据用途设置 Integral protection diode 的值。

用途 选择值 内部保护二极管

不启用保护。

未使用

启用保护。

优先考虑模拟速度。

Diode with no dynamics

程序块Diode (Advanced).

优先考虑建模精度 - 精确显示反向模式下的电荷动态。

Diode with charge dynamics

动态块模型Diode (Advanced).

如果参数 Switching device 设置为 Averaged Switch,程序块将自动建立不带动态功能的保护二极管模型,参数 Integral protection diode 将不可见,保护二极管参数将与模型相对应。 Diode with no dynamics.

程序块可以为每个开关设备包含一个缓冲电路。缓冲电路包含串联的电阻和电容。当设备断开对负载的电压供应时,它们可保护开关设备免受电感负载产生的高电压影响。此外,缓冲电路还能防止开关设备接通时电流变化率过大。

港口

非定向

# G — 百叶窗
电力

Details

与开关设备栅极端子相关联的输入端口。将此端口连接至设备Six-Pulse Gate Multiplexer

程序使用名称

gate_port

# ~ — 三相端口
电力

Details

三相复合端口。

程序使用名称

port

# + — 阳极

Details

与直流正极相关的端口。

程序使用名称

p

# - — 负极
电力

Details

与直流负极相关的端口。

程序使用名称

n

参数

开关器件

# Switching device — 开关装置
GTO | Ideal Semiconductor Switch | IGBT | MOSFET | Thyristor | Averaged Switch

Details

变换器开关装置:

* GTO –可锁定晶闸管 GTO.

* Ideal Semiconductor Switch -完美的半导体控制开关 Ideal Semiconductor Switch.

* IGBT -具有隔离栅极的双极晶体管 IGBT (Ideal, Switching).

* MOSFET -用于开关电路的N沟道MOSFET MOSFET (Ideal, Switching).

* Thyristor -分段线性晶闸管 Thyristor (Piecewise Linear).

* Averaged Switch -具有反平行二极管的半导体开关。 开关的行为类似于块 Ideal Semiconductor Switch 用反平行二极管。

GTO | Ideal Semiconductor Switch | IGBT | MOSFET | Thyristor | Averaged Switch

默认值

Ideal Semiconductor Switch

程序使用名称

switching_device_type

可计算

# Integer for piecewise constant approximation of gate input (0 for disabled) — FPGA使用的整数模式

Details

用于对FPGA部署的门输入执行分段常数近似的整数。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 Averaged Switch.

默认值

0.0

程序使用名称

K

可计算

# Forward voltage — 正向电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

在单元的端口的最小电压*+*和*−*(阴极和阳极为 GTOThyristor,或者发射极和集电极用于 IGBT),必须保证伏安特性的倾斜角等于 ,在哪里 -参数值 *On-state resistance*.

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 GTO, IGBTThyristor.

计量单位

V | uV | mV | kV | MV

默认值

0.8 V

程序使用名称

V_f

可计算

# On-state resistance — 导通状态下的电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

单元的端口之间的电阻*+*和*-*(阴极-阳极为 Ideal Semiconductor Switch, GTO, ThyristorAveraged Switch,或发射极集电极用于 IGBT)当设备打开时。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 Ideal Semiconductor Switch, GTO, IGBT, ThyristorAveraged Switch.

计量单位

Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

默认值

0.001 Ohm

程序使用名称

R_on

可计算

# Drain-source on resistance, R_DS(on) — 漏源电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

当设备打开时,单元*+*和*−*(漏源)端口之间的电阻。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 MOSFET.

计量单位

Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

默认值

0.001 Ohm

程序使用名称

R_ds

可计算

# Off-state conductance — 关状态下的导电性
S | nS | uS | mS | 1/Ohm

Details

单元的端口之间的导电性*+*和*-*(阴极-阳极为 Ideal Semiconductor Switch, GTO, Thyristor,发射极集电极为 IGBT,或用于 MOSFET)处于关闭状态。 值应小于 ,在哪里 -接通状态下电阻的值 *On-state resistance*.

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 GTO, Ideal Semiconductor Switch, IGBT, MOSFETThyristor.

计量单位

S | nS | uS | mS | 1/Ohm

默认值

1e-06 1/Ohm

程序使用名称

G_off

可计算

# Threshold voltage — 阈值电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

单元的端口之间的阈值电压*G*(栅极)和*+*(阴极为 Ideal Semiconductor Switch,发射体为 IGBT,或来源 MOSFET). 当*G*和*+*块的端口之间的电压超过此值时,设备打开。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 Ideal Semiconductor Switch, IGBTMOSFET.

计量单位

V | uV | mV | kV | MV

默认值

6.0 V

程序使用名称

V_threshold

可计算

# Gate trigger voltage — 快门释放电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

单元的端口之间的阈值电压为*G*(栅极)和*+*(阴极)。 当*G*和*+*块的端口之间的电压超过此值时,设备打开。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 GTOThyristor.

计量单位

V | uV | mV | kV | MV

默认值

1.0 V

程序使用名称

V_GT

可计算

# Gate turn-off voltage — 锁定电压控制
V | uV | mV | kV | MV

Details

单元的端口之间的阈值电压为*G*(栅极)和*+*(阴极)。 当*G*和*+*单元端口之间的电压低于此值时,器件将关闭。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 GTO.

计量单位

V | uV | mV | kV | MV

默认值

-1.0 V

程序使用名称

V_GT_off

可计算

# Holding current — 保持电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

的当前阈值。 如果电流超过此值,即使单元*G*(栅极)和*+*(阴极)端口之间的电压低于解锁控制电压,设备仍保持打开状态。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 GTOThyristor.

计量单位

A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

默认值

1.0 A

程序使用名称

I_H

可计算

积分二极管

# Integral protection diode — 内部保护二极管(抑制器)
None | Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics

Details

指定单元是否包括保护二极管(抑制器)。 默认值为 None.

如果有必要打开内部保护二极管,那么有两种可能的选择:

* Diode with no dynamics.

* Diode with charge dynamics.

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Switching device*价值 GTO, Ideal Semiconductor Switch, IGBT, MOSFETThyristor.

None | Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics

默认值

None

程序使用名称

protection_diode_parameterization

可计算

# Forward voltage — 正向电压
V | uV | mV | kV | MV

Details

块的端口*+*和*−*所需的最小电压,以确保二极管的伏安特性的倾斜角等于 ,在哪里 -参数值 *On-state resistance*.

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with no dynamicsDiode with charge dynamics.

计量单位

V | uV | mV | kV | MV

默认值

0.8 V

程序使用名称

V_f_diode

可计算

# On resistance — 直接接通时的电阻
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

当电压高于参数设置的值时,二极管的电阻处于开路状态 *Forward voltage*.

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with no dynamicsDiode with charge dynamics.

计量单位

Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

默认值

0.001 Ohm

程序使用名称

R_on_diode

可计算

# Off conductance — 封闭状态电导率
S | nS | uS | mS | 1/Ohm

Details

二极管重新导通时的电导率。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with no dynamicsDiode with charge dynamics.

计量单位

S | nS | uS | mS | 1/Ohm

默认值

1e-05 1/Ohm

程序使用名称

G_off_diode

可计算

# Junction capacitance — 转移能力
F | pF | nF | uF | mF

Details

从耗尽区过渡的电容特性的值,充当电介质并分离阳极和阴极的连接。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with charge dynamics.

计量单位

F | pF | nF | uF | mF

默认值

50.0 nF

程序使用名称

C_diode

可计算

# Peak reverse current, iRM — 峰值反向电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

外部测试电路测得的返回电流峰值。 此值必须小于零。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with charge dynamics.

计量单位

A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

默认值

-235.0 A

程序使用名称

i_rm_diode

可计算

# Initial forward current when measuring iRM — iRM测量期间的初始正向电流
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

Details

测量峰值反向电流时的初始正向电流(在接通时间的初始时刻)。 此值必须大于零。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with charge dynamics.

计量单位

A | pA | nA | uA | mA | kA | MA

默认值

300.0 A

程序使用名称

i_f_diode

可计算

# Rate of change of current when measuring iRM — iRM测量期间电流的变化率
A/s | A/us

Details

测量峰值反向电流时的电流的变化率。 此值必须小于零。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with charge dynamics.

计量单位

A/s | A/us

默认值

-50.0 A/us

程序使用名称

diode_current_change_rate

可计算

# Reverse recovery time parameterization — 类型的反向恢复时间确定
Specify stretch factor | Specify reverse recovery time directly | Specify reverse recovery charge

Details

选择选项时 Specify stretch factorSpecify reverse recovery charge 块用于计算反向恢复时间的值来指定。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with charge dynamics.

Specify stretch factor | Specify reverse recovery time directly | Specify reverse recovery charge

默认值

Specify stretch factor

程序使用名称

t_rr_diode_parameterization

可计算

# Reverse recovery time stretch factor — 反向恢复时间的拉伸系数

Details

块用于计算的值 *Reverse recovery time, trr*. 这个值应该更高。 1. 与指定反向恢复电荷相比,指定拉伸系数是参数化反向恢复时间的更简单方法。 拉伸系数的值越高,反向恢复电流耗散的时间越长。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with charge dynamics,并且对于*反向恢复时间参数化*参数,值 Specify stretch factor.

默认值

3.0

程序使用名称

t_rr_factor_diode

可计算

# Reverse recovery time, trr — 反向恢复时间
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

当二极管两端的电压从正向偏置反转到反向时,二极管关闭所需的时间。

电流通过零(当二极管关断时)的初始转变的瞬间与电流下降到小于峰值电流的10%的瞬间之间的间隔。 参数值 *Reverse recovery time, trr*必须大于参数的值 *Peak reverse current, iRM*除以参数的值*测量时电流的变化率,iRM*。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with charge dynamics,并且对于*反向恢复时间参数化*参数,值 Specify reverse recovery time directly.

计量单位

s | ns | us | ms | min | hr | d

默认值

15.0 us

程序使用名称

t_rr_diode

可计算

# Reverse recovery charge, Qrr — 反向恢复费用
C | nC | uC | mC | nA*s | uA*s | mA*s | A*s | mA*hr | A*hr | kA*hr | MA*hr

Details

块用于计算的值 *Reverse recovery time, trr*. 如果在块参数中指定反向恢复时间值作为反向恢复时间确定的类型而不是反向恢复时间值,则使用此参数。

反向恢复电荷是二极管关断后继续耗散的总电荷。 值必须小于 ,在哪里:

* -为参数指定的值 *Peak reverse current, iRM&ast

* -为参数指定的值 *Rate of change of current when measuring iRM*.

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Integral protection diode*价值 Diode with charge dynamics,并且对于*反向恢复时间参数化*参数,值 Specify reverse recovery charge.

计量单位

C | nC | uC | mC | nA*s | uA*s | mA*s | A*s | mA*hr | A*hr | kA*hr | MA*hr

默认值

1500.0 uA*s

程序使用名称

Q_rr_diode

可计算

缓冲器

# Snubber — 缓冲模型

Details

噪声消除开关装置的模型。

默认值

false (关掉)

程序使用名称

snubber_option

可计算

# Snubber capacitance — 缓冲能力
F | pF | nF | uF | mF

Details

缓冲能力。

依赖关系

若要使用此选项,请选中该选项的复选框 *Snubber*.

计量单位

F | pF | nF | uF | mF

默认值

1e-07 F

程序使用名称

C_s

可计算

# Snubber resistance — 缓冲阻力
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

缓冲阻力。

依赖关系

若要使用此选项,请选中该选项的复选框 *Snubber*.

计量单位

Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

默认值

0.1 Ohm

程序使用名称

R_s

可计算