Three-Level Converter (Three-Phase)
Управляемый трехфазный трехуровневый преобразователь с фиксацией нейтральной точки.
Тип: AcausalElectricPowerSystems.Converters.ThreePhaseThreeLevel
|
Путь в библиотеке: |
Описание
Блок Three-Level Converter (Three-Phase) 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. -
Ideal Semiconductor Switch— 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. -
Averaged Switch— 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 Switching device. 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 Three-Level Converter (Three-Phase).
-
Мультиплексируйте все 12 сигналов затворов в один вектор с помощью блока Twelve-Pulse Gate Multiplexer.
-
Подключите выход блока Twelve-Pulse Gate Multiplexer к блоку Three-Level Converter (Three-Phase) через порт G.
Используя настройки Diodes, 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 Integral protection diode 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 Snubbers 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 Switching device значение Averaged Switch и использовать для создания модели решатель разбиения, блок Three-Level Converter (Three-Phase) создает нелинейные разбиения, поскольку уравнения усредненного режима включают режимы , которые являются функциями входного сигнала G. Для активации кусочно-постоянной аппроксимации установите для параметра Integer for piecewise constant approximation of gate input (0 for disabled) 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 Integer for piecewise constant approximation of gate input (0 for disabled), 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 Twelve-Pulse Gate Multiplexer.
| 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
Switching Devices
#
Switching device —
переключающее устройство
GTO | Ideal Semiconductor Switch | IGBT | MOSFET | Averaged Switch
Details
Переключающее устройство преобразователя:
-
GTO; -
Ideal Semiconductor Switch; -
IGBT; -
MOSFET; -
Averaged Switch.
Зависимости
В зависимости от выбора конкретного переключающего устройства станут видны несколько дополнительных параметров.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
On-state resistance —
сопротивление во включенном состоянии
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Сопротивление между портами + и − (катод-анод для GTO, Ideal Semiconductor Switch и Averaged Switch, или эмиттер-коллектор для IGBT), когда устройство включено.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Switching device значение GTO, Ideal Semiconductor Switch, IGBT или Averaged Switch.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Off-state conductance —
проводимость в выключенном состоянии
S | nS | uS | mS | 1/Ohm
Details
Проводимость между портами + и − (катод-анод для GTO, Ideal Semiconductor Switch, эмиттер-коллектор для IGBT, или сток-исток для MOSFET), когда устройство выключено. Значение должно быть меньше , где — значение параметра On-state resistance.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Switching device значение GTO, Ideal Semiconductor Switch, IGBT или MOSFET.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Threshold voltage, Vth —
пороговое напряжение
V | uV | mV | kV | MV
Details
Пороговое напряжение между портами G (затвор) и + (катод для Ideal Semiconductor Switch, 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 Switching device значение Ideal Semiconductor Switch, IGBT или MOSFET.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Forward voltage, 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 On-state resistance.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Switching device значение GTO или IGBT.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Gate trigger voltage, 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 Switching device значение GTO.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Gate turn-off voltage, 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 Switching device значение GTO.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Holding current —
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 Switching device значение GTO.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Drain-source on resistance, 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 Switching device значение MOSFET.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
# Integer for piecewise constant approximation of gate input (0 for disabled) — кусочно-постоянная аппроксимация
Details
Целое число, используемое для выполнения кусочно-постоянной аппроксимации входных данных затвора.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Switching device значение Averaged Switch.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Diodes
#
Integral protection diode —
внутренний защитный диод
Diode with no dynamics | Diode with charge dynamics
Details
Внутренний защитный диод для каждого переключающего устройства.
Если необходимо включить внутренний защитный диод, то возможны два варианта:
-
Diode with no dynamics; -
Diode with charge dynamics.
Если для параметра Switching device установлено значение Averaged Switch в настройках Switching Devices, то данный параметр не отображается и значение Diode with no dynamics выбирается автоматически.
|
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Forward voltage —
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 On resistance.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
On resistance —
сопротивление при включении
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Скорость изменения напряжения в зависимости от тока выше Forward voltage.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Off conductance —
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 |
#
Junction capacitance —
емкость перехода
F | pF | nF | uF | mF
Details
Емкость перехода диода.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Peak reverse current, 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 Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Initial forward current when measuring 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 Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Rate of change of current when measuring 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 Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Reverse recovery time parameterization —
параметризация времени обратного восстановления
Specify stretch factor | Specify reverse recovery time directly | Specify reverse recovery charge
Details
Определяет, как задается время обратного восстановления в блоке. Значение по умолчанию — Specify reverse recovery time directly.
Если выбрать значение Specify stretch factor или Specify reverse recovery charge, вы указываете значение, которое блок использует для вычисления времени обратного восстановления.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
# Reverse recovery time stretch factor — коэффициент растяжения времени обратного восстановления
Details
Значение, используемое блоком для расчета параметра Reverse recovery time, 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 Integral protection diode значение Diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parameterization значение Specify stretch factor.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Reverse recovery time, 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 Reverse recovery time, trr должно быть больше значения параметра Peak reverse current, iRM, деленного на значение параметра Rate of change of current when measuring iRM.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parameterization значение Specify reverse recovery time directly.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Reverse recovery charge, 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 Reverse recovery time, 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 Peak reverse current, iRM;
-
— значение параметра Rate of change of current when measuring iRM.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Integral protection diode значение Diode with charge dynamics, а для параметра Reverse recovery time parameterization значение Specify reverse recovery charge.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Snubbers
# Snubber — активация демпфера
Details
Добавление демпфера к переключающему устройству.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Snubber capacitance —
емкость демпфера
F | pF | nF | uF | mF
Details
Емкость демпфера.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Snubber.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Snubber resistance —
сопротивление демпфера
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm
Details
Сопротивление демпфера.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Snubber.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |