ШИМ генератор (двухуровневый)

Страница в процессе разработки.

Генерация импульсов для двухуровневого преобразователя с ШИМ-управлением.

Тип: SubSystem

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Control/General Control/PWM Generator (2-Level)

Описание

Блок ШИМ генератор (двухуровневый) формирует импульсы для преобразователя с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), используя двухуровневую топологию. Блок может управлять коммутационными устройствами (FET, GTO или IGBT) трех различных типов преобразователей: однофазным полумостовым (1 плечо), однофазным полномостовым (2 плеча) или трехфазным мостовым (3 плеча).

Опорный сигнал (U_ref), также называемый модулирующим сигналом, соотносится с симметричной треугольной несущей. Когда опорный сигнал больше несущей, импульс для верхнего коммутирующего устройства имеет высокий уровень (1), а импульс для нижнего — низкий (0).

Для управления однофазным полномостовым устройством можно выбрать однополярную или биполярную ШИМ-модуляцию. При однополярной модуляции каждое плечо управляется независимо. Второй опорный сигнал формируется внутри преобразователя путем сдвига фазы исходного опорного сигнала на 180 градусов. При использовании биполярной модуляции состояние нижнего переключателя второго плеча совпадает с состоянием верхнего переключателя первого плеча, а состояние верхнего переключателя второго плеча совпадает с состоянием нижнего переключателя первого плеча. Униполярная модуляция обеспечивает лучшее качество формы переменного сигнала, но биполярная модуляция создает очень слабо меняющееся синфазное напряжение.

На рисунке показаны три метода дискретизации опорного сигнала U_ref. Метод естественной дискретизации моделирует поведение аналоговой реализации ШИМ-генератора. Используя два метода равномерной дискретизации, U_ref может быть дискретизирован дважды как на минимуме, так и на пике несущей, или только один раз на минимуме несущей. Первый метод называется асимметричной дискретизацией или методом двойного фронта. Второй метод называется симметричной дискретизацией или методом одинарного фронта.

pwm generator 2 level 1 ru

Порты

Вход

# U_ref — опорный сигнал для формирования выходных импульсов
вектор

Details

Опорный сигнал, используемый для формирования выходных импульсов. Подключите этот порт к однофазному синусоидальному сигналу, если блок используется для управления однофазным полумостовым или полномостовым преобразователем, или к трехфазному синусоидальному сигналу, если блок ШИМ-генератора управляет трехфазным мостовым преобразователем. Для линейной работы этого блока значение U_ref должно быть в диапазоне от −1 до +1.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, снимите флажок Внутренний генератор несущего сигнала.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# ωt — внешний опорный сигнал, используемый для синхронизации несущей
вектор

Details

Внешний опорный сигнал, используемый для синхронизации несущей.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Режим работы значение Несинхронизированный.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Выход

# P — импульсные сигналы, используемые для управления самокоммутирующими устройствами
вектор

Details

Выход содержит два, четыре или шесть импульсных сигналов, используемых для управления самокоммутирующими устройствами (MOSFET, GTO или IGBT) одно-, двух- или трехплечевого преобразователя.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# m — измерительный выходной сигнал
вектор

Details

Измерительный выход, который возвращает несущий сигнал, используемый для определения выходных импульсов, и дискретизированный опорный сигнал.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок Показать измерительный порт.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Основные

# Тип генератора — количество генерируемых импульсов
Однофазный полумост (2 сигнала) | Однофазный полный мост (4 сигнала) | Однофазный полный мост - биполярная модуляция (4 сигнала) | Трёхфазный мост (6 сигналов)

Details

Укажите количество генерируемых импульсов. Количество импульсов, генерируемых блоком, пропорционально количеству управляемых плеч моста.

Выберите значение Однофазный полумост (2 сигнала), чтобы управлять самокоммутирующими устройствами однофазного полумостового преобразователя. Импульс 1 управляет верхним устройством, а импульс 2 — нижним.

Выберите значение Однофазный полный мост (4 сигнала), чтобы управлять самокоммутирующими устройствами однофазного полномостового преобразователя. В этом случае генерируются четыре импульса. Импульсы 1 и 3 управляют верхними устройствами первого и второго плеча. Импульсы 2 и 4 управляют нижними устройствами.

Выберите значение Однофазный полный мост - биполярная модуляция (4 сигнала) для управления самокоммутирующими устройствами однофазного полномостового преобразователя. В этом случае генерируются четыре импульса. Импульсы 1 и 3 управляют верхними устройствами первого и второго плеч. Импульсы 2 и 4 управляют нижними устройствами. Импульсы 1 и 4 идентичны. Импульсы 2 и 3 идентичны.

Выберите значение Трёхфазный мост (6 сигналов) для управления самокоммутирующими устройствами трехфазного мостового преобразователя. Импульсы 1, 3 и 5 управляют верхними устройствами первого, второго и третьего плеч. Импульсы 2, 4 и 6 управляют нижними устройствами.

Значения	`Single-phase half-bridge (2 pulses)` \| `Single-phase full-bridge (4 pulses)` \| `Single-phase full-bridge - Bipolar modulation (4 pulses)` \| `Three-phase bridge (6 pulses)`
Значение по умолчанию	`Three-phase bridge (6 pulses)`
Имя для программного использования	`modulator_type`
Вычисляемый	Да

Опорный сигнал

# Режим работы — режим работы несущего сигнала
Cинхронизированный | Несинхронизированный

Details

При выборе значения Несинхронизированный частота несинхронизированного несущего сигнала определяется параметром Частота, Гц.

При выборе значения Cинхронизированный несущий сигнал синхронизируется с внешним опорным сигналом (входной сигнал на порту ωt), а частота несущего сигнала определяется параметром Коэффициент переключений (несущая частота / выходная частота).

Значения	`Synchronized` \| `Unsynchronized`
Значение по умолчанию	`Unsynchronized`
Имя для программного использования	`modulator_mode`
Вычисляемый	Да

# Частота, Гц — частота треугольного несущего сигнала

Details

Частота треугольного несущего сигнала в Гц.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Режим работы значение Несинхронизированный.

Значение по умолчанию	`1350.0`
Имя для программного использования	`f_carrier`
Вычисляемый	Да

# Начальная фаза, град — начальная фаза несущей

Details

Начальная фаза несущей в градусах. Значение 90 градусов означает, что начальное положение треугольной несущей установлено посередине между минимальным и максимальным значениями, а наклон положительный.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Режим работы значение Несинхронизированный.

Значение по умолчанию	`90.0`
Имя для программного использования	`carrier_phase`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент переключений (несущая частота / выходная частота) — коэффициент переключения

Details

Частота ( ) треугольного несущего сигнала определяется как произведение коэффициента переключения и частоты выходного напряжения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Режим работы значение Cинхронизированный.

Значение по умолчанию	`27.0`
Имя для программного использования	`switching_ratio`
Вычисляемый	Да

# Минимальные и максимальные значения [Min, Max] — минимальное и максимальное значения треугольного несущего сигнала

Details

Минимальное (впадина) и максимальное (пик) значения треугольного несущего сигнала.

Значение по умолчанию	`[-1.0, 1.0]`
Имя для программного использования	`min_max`
Вычисляемый	Да

Несущий сигнал

# Режим дискретизации — метод дискретизации опорного сигнала
Естественный | Асимметричный | Симметричный

Details

Укажите метод дискретизации опорного сигнала: Естественный, Асимметричный или Симметричный.

При выборе методов равномерной дискретизации параметр Период дискретизации, с должен быть целым числом, кратным периоду дискретизации. Период дискретизации определяется как для асимметричной дискретизации и как для симметричной дискретизации, где — частота несущей.

Значения	`Natural` \| `Asymmetrical regular (double edge)` \| `Symmetrical regular (single edge)`
Значение по умолчанию	`Natural`
Имя для программного использования	`sampling_technique`
Вычисляемый	Да

# Внутренний генератор несущего сигнала — внутренняя генерация опорного сигнала

Details

Если этот флажок установлен, то опорный сигнал генерируется блоком.

Если этот флажок не установлен, то для генерации импульсов используются внешние опорные сигналы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Режим работы значение Несинхронизированный.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`modulating_signals`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент модуляции — индекс модуляции

Details

Индекс модуляции для управления амплитудой основной составляющей выходного напряжения преобразователя. Индекс модуляции должен быть больше 0 и меньше или равен 1.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Внутренний генератор несущего сигнала.

Значение по умолчанию	`0.8`
Имя для программного использования	`m`
Вычисляемый	Да

# Частота, Гц — частота опорного сигнала

Details

Частота выходного напряжения, используемая для управления частотой основной составляющей выходного напряжения преобразователя.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Внутренний генератор несущего сигнала.

Значение по умолчанию	`50.0`
Имя для программного использования	`f`
Вычисляемый	Да

# Фаза, град — фаза опорного сигнала

Details

Фаза основной гармоники выходного напряжения преобразователя.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Внутренний генератор несущего сигнала.

Значение по умолчанию	`0.0`
Имя для программного использования	`phase`
Вычисляемый	Да

Основные

# Период дискретизации, с — интервал дискретизации

Details

Интервал дискретизации блока в секундах. Установите значение 0, чтобы реализовать непрерывный блок. При выборе метода равномерной дискретизации параметр Период дискретизации, с должен быть целым числом, кратным периоду дискретизации. Период дискретизации определяется как для асимметричной дискретизации и как для симметричной дискретизации, где — частота несущей.

Значение по умолчанию	`0.0`
Имя для программного использования	`sample_time`
Вычисляемый	Да

# Показать измерительный порт — включить выходной порт измерения

Details

Установите этот флажок, чтобы добавить выходной порт m к блоку. Выход возвращает несущий сигнал, используемый для определения выходных импульсов и выборки опорного сигнала.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`has_measurement_port`
Вычисляемый	Да