Average-Value Inverter (Three-Phase)

Усредненный преобразователь напряжения постоянного тока в трехфазное напряжение переменного тока с фиксированной потерей мощности.

Тип: AcausalElectricPowerSystems.Converters.ThreePhaseAverageValueInverter

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Semiconductors & Converters/Converters/Average-Value Inverter (Three-Phase)

Описание

Блок Average-Value Inverter (Three-Phase) моделирует усредненный полнопериодный инвертор. Он преобразует напряжение постоянного тока в трехфазное напряжение переменного тока и потребляемую мощность трехфазного переменного тока в потребляемую мощность постоянного тока. Соответствующая потребляемая мощность постоянного тока равна сумме фиксированных потерь мощности и потребляемой мощности переменного тока.

Блок Average-Value Inverter (Three-Phase) можно использовать только в качестве полнопериодного инвертора. Он ведет себя как источник переменного напряжения, управляемый напряжением постоянного тока. Заданное вами соотношение определяет соотношение между постоянным и переменным напряжениями.

На рисунке показана эквивалентная схема полнопериодного инвертора. Однако блок Average-Value Inverter (Three-Phase) не выдает гармоники, которые обычно ассоциируются с детальным представлением, поскольку он выполняет усредненное преобразование мощности.

average value inverter three phase

Уравнения, определяющие электрические параметры

Напряжения определяются следующим образом:

где

и — напряжения на положительной и отрицательной клеммах инвертора;
— разность напряжений между положительной и отрицательной клеммами инвертора;
— смещение постоянного тока;
— отношение номинального напряжения переменного тока к номинальному напряжению постоянного тока инвертора; см. параметр Ratio of rated AC voltage to rated DC voltage для значений для распространенных режимов управления инвертором;
— действующее линейное напряжение переменного тока;
— пиковое фазное напряжение;
— частота;
— время;
— фазовый сдвиг;
, , — соответствующие фазные напряжения переменного тока.

Мощность, сопротивление и токи определяются соотношениями

где

, , — соответствующие переменные токи, протекающие через инвертор;
— выходная мощность на стороне переменного тока; имеет минимальный предел 0 Вт;
— фиксированная потеря мощности, указанная в блоке;
— сопротивление на стороне постоянного тока;
— ток, протекающий между положительной и отрицательной клеммами инвертора.

Инвертор начинает генерировать напряжение переменного тока, то есть включается, когда напряжение источника постоянного тока превышает значение, установленное для параметра DC voltage for turn on. Он прекращает преобразование, то есть выключается, когда напряжение источника постоянного тока падает ниже значения, установленного для параметра DC voltage for turn off. При выключении инвертора блок устанавливает выходной переменный ток равным нулю.

Порты

Ненаправленные

# + — положительная клемма
электричество

Details

Порт, связанный с положительной клеммой.

Имя для программного использования

p

# − — отрицательная клемма
электричество

Details

Порт, связанный с отрицательной клеммой.

Имя для программного использования

n

# ~ — трехфазный порт
электричество

Details

Составной трехфазный порт.

Имя для программного использования

port

Параметры

Parameters

# Rated AC frequency — частота переменного тока в Гц
Hz | kHz | MHz | GHz

Details

Частота переменного тока, заданная в Гц (где Гц определяется как 1/с). Например, кГц и МГц являются допустимыми единицами измерения, а рад/с — нет.

Единицы измерения	`Hz` \| `kHz` \| `MHz` \| `GHz`
Значение по умолчанию	`50.0 Hz`
Имя для программного использования	`f_rated`
Вычисляемый	Да

# Phase shift — фазовый сдвиг
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Фазовый сдвиг в угловых единицах.

Единицы измерения	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
Значение по умолчанию	`0.0 deg`
Имя для программного использования	`shift`
Вычисляемый	Да

# Ratio of rated AC voltage to rated DC voltage — отношение номинального напряжения переменного тока к номинальному напряжению постоянного тока

Details

В таблице приведены соотношения для распространенных режимов управления трехфазным двухуровневым инвертором. Значение по умолчанию равно .

Для режимов проводимости 180° и 120° заданные напряжения представляют собой фундаментальные действующие значения межфазных напряжений. Для других методов указанные напряжения представляют собой максимальные фундаментальные действующие значения межфазных напряжений.

Вы можете управлять выходным напряжением инвертора в соответствии с конкретными требованиями. В число режимов ПШИМ входят 30° ПШИМ, 60° ПШИМ и 120° ПШИМ. Подробнее см. литературу [3], [4].

Метод управления (line-line) Отношение (line-line) к

Метод управления	(line-line)	Отношение (line-line) к
Режим проводимости `180°` [1]		`0.7797`
Режим проводимости `120°` [1]		`0.6752`
Гистерезисное управление током [2]		`0.7797`
Синусоидальная ШИМ (СШИМ) [2]		`0.6124`
Пространственно-векторная модуляция (ПВМ) [2]		`0.7071`
Прерывистая ШИМ (ПШИМ) [3], [4]		`0.7071`
Преобразовать в исходное напряжение переменного тока усредненного выпрямителя		`0.7405`

Режим проводимости 180° [1]

0.7797

Режим проводимости 120° [1]

0.6752

Гистерезисное управление током [2]

0.7797

Синусоидальная ШИМ (СШИМ) [2]

0.6124

Пространственно-векторная модуляция (ПВМ) [2]

0.7071

Прерывистая ШИМ (ПШИМ) [3], [4]

0.7071

Преобразовать в исходное напряжение переменного тока усредненного выпрямителя

0.7405

Значение по умолчанию	`sqrt(6)/pi`
Имя для программного использования	`voltage_ratio`
Вычисляемый	Да

# Fixed power loss — фиксированная потеря мощности
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

Минимальная мощность, потребляемая на стороне постоянного тока. Значение по умолчанию — 1e3.

Единицы измерения	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
Значение по умолчанию	`1000.0 W`
Имя для программного использования	`P_fixed_losses`
Вычисляемый	Да

# DC voltage for turn on — напряжение постоянного тока для включения
V | uV | mV | kV | MV

Details

Когда напряжение источника постоянного тока превышает это значение, инвертор вырабатывает выходное напряжение переменного тока.

Единицы измерения	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
Значение по умолчанию	`100.0 V`
Имя для программного использования	`V_on`
Вычисляемый	Да

# DC voltage for turn off — напряжение постоянного тока для выключения
V | uV | mV | kV | MV

Details

Когда напряжение источника постоянного тока падает ниже этого значения, инвертор выключается, и блок устанавливает выходные переменные токи равными нулю.

Единицы измерения	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
Значение по умолчанию	`75.0 V`
Имя для программного использования	`V_off`
Вычисляемый	Да

Литература

Rashid, M. H. Pulse-Width-Modulation Inverters. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 2004, pp. 237–248.
Krause, P. C., O. Wasynczuk, and S. D. Sudhoff. Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Piscataway, NJ: IEEE Press, 2002.
Chung, D. W., J. S. Kim, and S. K. Kul. «Unified voltage modulation technique for real-time three-phase power conversion.» IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. 34, no. 2, 1998, pp. 374–380.
Hava, A. M., R. J. Kerkman, and T. A. Lipo. «Simple analytical and graphical methods for carrier-based PWM-VSI drives.» IEEE Transactions on Power Electronics. Vol. 14, 1999, no. 1, pp. 49–61.