Трехуровневый преобразователь (3 фазы)
Управляемый трехфазный трехуровневый преобразователь с фиксацией нейтральной точки.
Тип: AcausalElectricPowerSystems.Converters.ThreePhaseThreeLevel
|
Путь в библиотеке: |
Описание
Блок Трехуровневый преобразователь (3 фазы) моделирует двенадцатиимпульсный трехфазный трехуровневый преобразователь с фиксацией нейтральной точки. Этот блок предназначен для подключения трехфазной сети переменного тока к трехуровневой сети постоянного тока.
Модель
Блок состоит их трех плеч моста, каждое из которых состоит из четырех переключающих устройств и соответствующих встречно-параллельных диодов. Возможные типы переключающих устройств:
-
GTO— запираемый тиристор. Информацию о вольт-амперной характеристике устройства см. в описании блока GTO. -
Идеальный полупроводниковый переключатель— идеальный полупроводниковый управляемый переключатель. Информацию о вольт-амперной характеристике устройства см. в описании блока Идеальный полупроводниковый переключатель. -
IGBT— биполярный транзистор с изолированным затвором. Информацию о вольт-амперной характеристике устройства см. в описании блока Идеальный IGBT. -
MOSFET— n-канальный МОП-транзистор для схем коммутации. Информацию о вольт-амперной характеристике устройства см. в описании блока Идеальный MOSFET. -
Усредненный ключ— усредненный полупроводниковый переключатель с антипараллельным диодом. Порт управляющего сигнала G принимает значения в интервале[0, 1]. Когда G равен0или1, усредненный переключатель полностью открыт или полностью закрыт соответственно. Переключатель ведет себя аналогично блоку Идеальный полупроводниковый переключатель с антипараллельным диодом. Когда G находится в диапазоне от0до1, усредненный переключатель частично разомкнут. Вы можете усреднить сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ) за определенный период. Затем вы можете уменьшить выборку модели и использовать формы модулирующих сигналов вместо ШИМ-сигналов.
Каждый компонент в трехплечевой схеме представляет собой одно и то же переключающее устройство, которое задается в параметре Тип переключателя. Переключающие устройства, которые можно задать, являются реализациями блоков из библиотеки Полупроводники и конвертеры.
На рисунке показана эквивалентная схема блока, использующего в качестве переключающего устройства блок Идеальный полупроводниковый переключатель.
Управляйте портами затворов 12 переключающих устройств через вход в порт G блока Трехуровневый преобразователь (3 фазы).
-
Мультиплексируйте все 12 сигналов затворов в один вектор с помощью блока Двенадцатиимпульсный мультиплексор.
-
Подключите выход блока Двенадцатиимпульсный мультиплексор к блоку Трехуровневый преобразователь (3 фазы) через порт G.
Используя настройки Диоды, можно включить внутренний защитный диод для каждого переключающего устройства. Встроенный диод защищает устройство, обеспечивая канал проводимости для обратного тока, резкий скачок которого возникает, когда устройство внезапно отключает подачу напряжения на индуктивную нагрузку.
Установите значение для параметра Внутренний защитный диод в зависимости от целей.
| Цели | Значение для выбора | Внутренний защитный диод |
|---|---|---|
Приоритет скорости моделирования |
|
Блок Диод |
Приоритет точности моделирования — точное указание динамики заряда в обратном режиме |
|
Динамическая модель блока Диод |
В группе параметров Снаббер можно включить схему снаббера (демпфера) для каждого переключающего устройства. Цепи снаббера содержат последовательно соединенные резистор и конденсатор. Они защищают переключающие устройства от высокого напряжения, которое создают индуктивные нагрузки, когда устройство отключает подачу напряжения на нагрузку. Кроме того, цепи снаббера предотвращают чрезмерную скорость изменения тока при включении переключающего устройства.
Кусочно-постоянная аппроксимация в усредненном переключателе
Если установить для параметра Тип переключателя значение Усредненный ключ и использовать для создания модели решатель разбиения, блок Трехуровневый преобразователь (3 фазы) создает нелинейные разбиения, поскольку уравнения усредненного режима включают режимы , которые являются функциями входного сигнала G. Для активации кусочно-постоянной аппроксимации установите для параметра Целое число для кусочно-постоянной аппроксимации входа (0 для отключенного) значение большее, чем 0. Тогда этот блок будет рассматривать режим как кусочно-постоянное целое число с фиксированным диапазоном. Это превращает ранее нелинейные разбиения в линейные, изменяющиеся во времени.
Целочисленное значение в диапазоне [0, K], где — значение параметра Целое число для кусочно-постоянной аппроксимации входа (0 для отключенного), теперь ассоциируется с каждым режимом реального значения в диапазоне [0, 1]. Блок вычисляет режим кусочно-постоянной аппроксимации путем деления исходного режима на , чтобы нормализовать его обратно к диапазону [0, 1]:
Порты
Ненаправленные
#
G
—
затвор
электричество
Details
Входной порт, связанный с клеммами затвора переключающих устройств. Подключите этот порт к блоку Двенадцатиимпульсный мультиплексор.
| Имя для программного использования |
|
#
+
—
положительная клемма
электричество
Details
Порт, связанный с положительной клеммой постоянного тока.
| Имя для программного использования |
|
#
0
—
нейтральная клемма
электричество
Details
Порт, связанный с нейтральной клеммой постоянного тока.
| Имя для программного использования |
|
#
–
—
отрицательная клемма
электричество
Details
Порт, связанный с отрицательной клеммой постоянного тока.
| Имя для программного использования |
|
#
~
—
трехфазный порт
электричество
Details
Составной трехфазный порт.
| Имя для программного использования |
|
Параметры
Тип переключателя
#
Тип переключателя —
переключающее устройство
GTO | Идеальный полупроводниковый переключатель | IGBT | MOSFET | Усредненный ключ
Details
Переключающее устройство преобразователя:
-
GTO; -
Идеальный полупроводниковый переключатель; -
IGBT; -
MOSFET; -
Усредненный ключ.
Зависимости
В зависимости от выбора конкретного переключающего устройства станут видны несколько дополнительных параметров.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Сопротивление во включенном состоянии —
сопротивление во включенном состоянии
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Сопротивление между портами + и − (катод-анод для GTO, Идеальный полупроводниковый переключатель и Усредненный ключ, или эмиттер-коллектор для IGBT), когда устройство включено.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение GTO, Идеальный полупроводниковый переключатель, IGBT или Усредненный ключ.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Проводимость в закрытом состоянии —
проводимость в выключенном состоянии
S | nS | uS | mS | 1/Ohm
Details
Проводимость между портами + и − (катод-анод для GTO, Идеальный полупроводниковый переключатель, эмиттер-коллектор для IGBT, или сток-исток для MOSFET), когда устройство выключено. Значение должно быть меньше , где — значение параметра Сопротивление во включенном состоянии.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение GTO, Идеальный полупроводниковый переключатель, IGBT или MOSFET.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Пороговое напряжение, Vth —
пороговое напряжение
V | uV | mV | kV | MV
Details
Пороговое напряжение между портами G (затвор) и + (катод для Идеальный полупроводниковый переключатель, эмиттер для IGBT, или исток для MOSFET). Устройство включается, когда напряжение между портами блока G и + превышает это значение.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение Идеальный полупроводниковый переключатель, IGBT или MOSFET.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Прямое напряжение, Vf —
прямое напряжение
V | uV | mV | kV | MV
Details
Минимальное напряжение, необходимое на портах анод-катод (для GTO) или коллектор-эмиттер (для IGBT), чтобы градиент вольт-амперной характеристики устройства был равен , где — значение параметра Сопротивление во включенном состоянии.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение GTO или IGBT.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Отпирающее напряжение управления, Vgt —
напряжение отпирания затвора
V | uV | mV | kV | MV
Details
Пороговое напряжение затвор-катод. Устройство включается, когда напряжение затвор-катод превышает это значение.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение GTO.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Запирающее напряжение управления, Vgt_off —
напряжение выключения затвора
V | uV | mV | kV | MV
Details
Пороговое напряжение затвор-катод. Устройство выключается, когда напряжение затвор-катод становится ниже этого значения.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение GTO.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Ток удержания —
удерживающий ток
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA
Details
Пороговое значение тока. Устройство остается включенным, когда ток превышает это значение, даже если напряжение затвор-катод падает ниже напряжения отпирания затвора.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение GTO.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Сопротивление сток-исток в открытом состоянии, R_DS(on) —
сопротивление сток-исток
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Сопротивление сток-исток при включенном устройстве.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение MOSFET.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
# Целое число для кусочно-постоянной аппроксимации входа (0 для отключенного) — кусочно-постоянная аппроксимация
Details
Целое число, используемое для выполнения кусочно-постоянной аппроксимации входных данных затвора.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип переключателя значение Усредненный ключ.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Диоды
#
Внутренний защитный диод —
внутренний защитный диод
Диод без учёта динамики | Диод с учётом динамики
Details
Внутренний защитный диод для каждого переключающего устройства.
Если необходимо включить внутренний защитный диод, то возможны два варианта:
-
Диод без учёта динамики; -
Диод с учётом динамики.
Если для параметра Тип переключателя установлено значение Усредненный ключ в настройках Тип переключателя, то данный параметр не отображается и значение Диод без учёта динамики выбирается автоматически.
|
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Прямое напряжение —
прямое напряжение
V | uV | mV | kV | MV
Details
Минимальное напряжение, необходимое на портах + и −, чтобы градиент вольт-амперной характеристики диода был равен , где — значение параметра Сопротивление во включенном состоянии.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Сопротивление во включенном состоянии —
сопротивление при включении
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Скорость изменения напряжения в зависимости от тока выше Прямое напряжение.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Проводимость в закрытом состоянии —
проводимость при выключении
S | nS | uS | mS | 1/Ohm
Details
Проводимость диода в обратном состоянии.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Емкость перехода —
емкость перехода
F | pF | nF | uF | mF
Details
Емкость перехода диода.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Внутренний защитный диод значение Диод с учётом динамики.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Пиковый обратный ток, iRM —
пиковый обратный ток
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA
Details
Пиковый обратный ток, измеренный внешней тестовой схемой. Это значение должно быть меньше нуля. Значение по умолчанию равно -235 A.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Внутренний защитный диод значение Диод с учётом динамики.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Начальный прямой ток при измерении iRM —
начальный прямой ток при измерении iRM
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA
Details
Начальный прямой ток при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть больше нуля.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Внутренний защитный диод значение Диод с учётом динамики.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Скорость изменения тока при измерении iRM —
скорость изменения тока при измерении iRM
A/s | A/us
Details
Скорость изменения тока при измерении пикового обратного тока. Это значение должно быть меньше нуля.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Внутренний защитный диод значение Диод с учётом динамики.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Способ определения времени обратного восстановления —
параметризация времени обратного восстановления
Задать коэффициент растяжения времени | Задать время восстановления | Задать заряд обратного восстановления
Details
Определяет, как задается время обратного восстановления в блоке. Значение по умолчанию — Задать время восстановления.
Если выбрать значение Задать коэффициент растяжения времени или Задать заряд обратного восстановления, вы указываете значение, которое блок использует для вычисления времени обратного восстановления.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Внутренний защитный диод значение Диод с учётом динамики.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
# Коэффициент растяжения времени обратного восстановления — коэффициент растяжения времени обратного восстановления
Details
Значение, используемое блоком для расчета параметра Время обратного восстановления, trr. Это значение должно быть больше 1. Указание коэффициента растяжения — более простой способ параметризации времени обратного восстановления, чем указание заряда обратного восстановления. Чем больше значение коэффициента растяжения, тем больше времени требуется для рассеивания тока обратного восстановления.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Внутренний защитный диод значение Диод с учётом динамики, а для параметра Способ определения времени обратного восстановления значение Задать коэффициент растяжения времени.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Время обратного восстановления, trr —
время обратного восстановления
s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Интервал между моментом первоначального падения тока до нуля (когда диод выключается) и моментом, когда ток падает до значения менее 10% от пикового обратного тока. Значение параметра Время обратного восстановления, trr должно быть больше значения параметра Пиковый обратный ток, iRM, деленного на значение параметра Скорость изменения тока при измерении iRM.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Внутренний защитный диод значение Диод с учётом динамики, а для параметра Способ определения времени обратного восстановления значение Задать время восстановления.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Заряд обратного восстановления, Qrr —
заряд обратного восстановления
C | nC | uC | mC | nA*s | uA*s | mA*s | A*s | mA*hr | A*hr | kA*hr | MA*hr
Details
Значение, используемое блоком для расчета параметра Время обратного восстановления, trr. Используйте этот параметр, если в техническом описании вашего диодного устройства указано значение заряда обратного восстановления вместо значения времени обратного восстановления.
Заряд обратного восстановления — это общий заряд, который продолжает рассеиваться при выключении диода. Значение должно быть меньше , где
-
— значение параметра Пиковый обратный ток, iRM;
-
— значение параметра Скорость изменения тока при измерении iRM.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Внутренний защитный диод значение Диод с учётом динамики, а для параметра Способ определения времени обратного восстановления значение Задать заряд обратного восстановления.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Снаббер
# Снаббер — активация демпфера
Details
Добавление демпфера к переключающему устройству.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Ёмкость —
емкость демпфера
F | pF | nF | uF | mF
Details
Емкость демпфера.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Снаббер.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Активное сопротивление —
сопротивление демпфера
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Сопротивление демпфера.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Снаббер.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |