H 桥
H 桥电机驱动器
类型: AcausalElectricPowerSystems.Converters.HBridge
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说明
H 桥*模块是一个 H 桥电机驱动器。该单元有以下两种建模模式选项：
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PWM"--在该模式下，H 桥*模块的输出为受控电压，取决于*PWM（PWM）端口的输入信号。如果输入信号的值超过*启用阈值电压*参数，则*H 桥*输出电压的值等于*输出电压振幅*参数。如果输入信号小于*使能阈值电压*，则设备使用以下三种*续流模式*选项之一维持负载电路：
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通过一个半导体开关和一个续流二极管
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通过两个续流二极管
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通过两个半导体开关和一个续流二极管。
第一和第三种选择有时被称为同步操作。
REV 端口的信号决定输出的极性。如果*REV*端口信号小于*反向阈值电压*，输出为正极性，否则为负极性。
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平均"--在此模式下，负载电流特性有两种可能：
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平滑
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非平滑或不连续。
在 "平滑 "变量中，假设电流因负载电感而接近连续。在这种情况下，*H 桥*模块的输出如下：
其中
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- 是*输出电压振幅*参数 V 的值。
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- 是 PWM 端口电压值，V。
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- 是 PWM 端口电压的值，V。
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- 输出电流值，A。
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- 参数 桥接电阻，欧姆。
如果 PWM 频率足够高，电流会很平稳。同步运行时，自由振荡会通过桥臂传回电源，这也有助于平滑电流。如果电流不平滑或可能不连续（即在 PWM 周期之间反向为零），请使用 "不平滑或不连续 "选项。对于该选项，还必须指定*负载总串联电阻*、负载总串联电感*和*PWM 频率。在仿真过程中，设备会使用这些值计算出更精确的 H 桥输出电压值，以达到与 PWM 仿真相同的平均电流。
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使用*可控 PWM 电压*模块控制*H 桥*模块时，为加快仿真速度，请将*仿真模式*参数设置为 "平均"。受控 PWM 电压*单元的*模拟模式*参数也必须设置为 "平均"。在这种情况下，将所需 PWM 电压的平均值应用于电机。平均 "模式下模拟结果的准确性取决于对负载电流的假设。如果指定电流是非平滑或间歇性的，则精度还取决于负载电阻和电感值的示范性。该模式还对电流间歇情况下的基本方程进行了一些简化假设。对于典型的电机和电桥参数，精度应在百分之几以内。要检查 "平均 "模式的准确性，请在 PWM 模式下运行仿真，并将结果与 "平均 "模式下的结果进行比较。
当施加到*BRK*端口的电压超过*制动阈值电压*时，制动模式将启用。不管是 PWM 还是平均模式，在制动模式下，H 桥都是由两个电阻 和 的串联组合来模拟的，其中：
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- 是电桥一臂的电阻，即 *电桥总电阻 * 参数值的一半。
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- 一个桥臂的电阻与二极管电阻并联，即 ，其中 为二极管电阻。
假设和限制
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在对模型进行线性化时，请将*模拟模式*参数设置为 "平均"，并确保正确指定工作点。只能在占空比大于零且小于 PWM 信号振幅的情况下对*H 桥*模块进行线性化。如果需要在占空比为零时进行线性化，且控制器始终使用再生制动，则应将 再生制动 设置为 "始终启用（适合线性化）"。
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在 "平均 "模式下，选择 "非平滑或不连续 "时，必须提供负载电感和负载电阻值，以确定负载电流特性。对于直流电机，电阻为电枢电阻，电感为电枢电感与串联平滑扼流圈（如有）之和。对于通用电机，总电阻等于电枢绕组和磁场绕组电阻之和，总电感等于电枢电感和磁场电感之和加上串联平滑电感。对于并联电动机，Engee 建议使用 Thevenin 等效电路来确定适当的数值。
参数
建模模式和负载假设
模拟模式 - 模拟模式
PWM（默认） | `平均 `
为输出电压类型选择以下选项之一：
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PWM` - 输出电压为脉宽调制信号。这是默认选项。
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平均值"- 输出电压是一个恒定值，其值等于 PWM 信号的平均值。
空转模式 - 空转模式
通过一个半导体开关和一个续流二极管（默认）` | | 通过两个续流二极管 | 通过两个半导体开关和一个续流二极管。
为 H 桥散射模式类型选择以下选项之一：
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通过一个半导体开关和一个续流二极管"--在这种模式下，设备通过保持顶部电桥的一个臂永久导通，并使用 PWM 信号调制底部电桥的相应臂来控制负载。这意味着当电桥关闭时，电路块仅使用一个并联二极管来完成耗散电路。该选项默认使用。
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通过两个续流二极管"--在这种模式下，电桥的所有臂在关断状态下都被关闭。这意味着设备通过两个续流二极管耗散电源的负载电流。
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通过两个半导体开关和一个续流二极管"--在这种模式下，设备通过保持顶部电桥的一个臂永久开启，并使用 PWM 信号在底部电桥的相应臂和顶部电桥的相反臂之间切换来控制负载。这意味着，当电桥关闭时，一个与电桥臂并联的二极管和另一个串联的电桥臂用于完成耗散电路。
依赖关系
该参数仅在*模拟模式*参数选择 "PWM"，或*模拟模式*参数选择 "平均 "且*负载电流特性*参数选择 "非平滑或不连续 "时使用。
再生制动 - 再生制动
取决于 REV 标志和电流符号（默认） ` | `始终启用（适用于联动） `
为 H 桥散射模式类型选择以下选项之一：
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取决于 REV 标志和当前符号"--该选项为默认值。
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始终启用（适合线性化）"- 当控制器始终设置 REV 标志以启用再生制动时，可以使用该选项。如果出于控制目的需要对模型进行线性化，以确保 H 桥在零占空比附近线性化，则此选项非常有用。
依赖关系
该参数仅在*模拟模式*参数选择 "平均 "时使用。
负载电流特性 - 负载电流特性
平滑（默认）` |不平滑或不连续。
为负载电流类型选择以下选项之一：
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平滑"（Smoothed）- 由于负载电感的存在，假定电流几乎是连续的。默认使用该选项。
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非平滑或不连续"--该选项用于电流非平滑或可能不连续的情况（即在 PWM 周期之间反向为零）。该选项还必须设置*负载总串联电阻*、*负载总串联电感*和*PWM 频率*参数。在仿真过程中，设备会使用这些值计算出一个更精确的 H 桥输出电压值，以达到与 PWM 仿真相同的平均电流。
依赖关系
该参数仅在*仿真模式*参数选择 "平均 "时使用。
负载总串联电阻 - 负载的总串联电阻
10 欧姆（默认值）
H 桥看到的负载总串联电阻。
依赖关系
该参数仅在*模拟模式*选择 "平均 "和*负载电流特性*选择 "非平滑或不连续 "时显示。
负载总串联电感 - 负载的总串联电感
1e-5 Gn（默认值）
H 桥感应到的负载总串联电感。除电机电感外，还必须包括为均衡电流而添加到电机外部的任何串联电感。
依赖关系
该参数仅在*模拟模式*选择 "平均 "和*负载电流特性*选择 "非平滑或不连续 "时显示。
PWM 频率 - PWM 频率
10000 Hz（默认值）
控制 H 桥的 PWM 频率。为保持一致性，该值必须与控制 H 桥块的 Controlled PWM Voltage 块设置的 PWM 频率一致。
依赖关系
该参数仅在*模拟模式*选择 "平均 "和*负载电流特性*选择 "非平滑或不连续 "时显示。
续流二极管离态电导 - 并联二极管离态电导
1e-6cm（默认值）"。
续流二极管关态电导。
依赖关系
该参数仅在*模拟模式*选择 "平均 "和*再生制动*选择 "取决于 REV 标志和电流符号 "时使用。
输入阈值
启用阈值电压 - 启用阈值电压
2.5V（默认值）` - 启用阈值电压
PWM 端口上的电压必须高于该阈值才能接通 *H 桥*单元的输出。
依赖关系
当*模拟模式*和*模拟模式和负载假设*设置为 "PWM "时，将使用该参数。
PWM 信号幅度 - PWM 信号幅度
5.0V（默认值）"。
PWM 输入信号幅度。
依赖关系
只有当*仿真模式和负载假设*选项卡上的*仿真模式*参数设置为 "平均 "时，*H 桥*装置才会使用该参数。
反向阈值电压 - 反向阈值电压
2.5V（默认值）
当 REV 端口电压超过该阈值时，输出极性变为负。
制动阈值电压 - 制动阈值电压
2.5V（默认值）。
当*BRK*端口电压超过该阈值时，*H 桥*单元的输出引脚将通过下一系列器件短路：
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电桥的一个臂。
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电桥的一个臂与一个导电自由运行二极管并联。