V oltage Measurement

Измерение напряжения в цепи.

Блок Voltage Measurement измеряет мгновенное напряжение между двумя электрическими узлами. Вывод передает сигнал Simulink, который может использоваться другими блоками Simulink.

ПРИМЕР

С ледующий пример использует три блока Voltage Measurement для измерения напряжений. Этот пример в файле psbvoltmeasure.mdl.

Силовая электроника (Power Electronics) Diode

М одель диода.

Диод - полупроводниковый прибор, которым управляется собственным напряжением и током. Когда на диод подано напряжение (Vak>0), он начинает проводить с малым прямым падением напряжением на нем Vf. Диод выключается, когда ток в нем становится нулем. Если напряжение отрицательно (Vak <0), диод остается в закрытом состоянии.

Э лемент диод моделируется как резистор, индуктивность и источник постоянного напряжения Vf соединенных последовательно с ключом. Ключ управляется напряжением Vak и электрическим током Iak.

Диод также содержит демпфирующую цепь Rs-Cs, которая может быть связана параллельно с диодом.

Статическая вольтамперная характеристика этой модели показана ниже.

R esistance Ron

Внутреннее сопротивление диода Ron, в Омах. Resistance Ron не может быть установлено 0, когда Inductance Lon установлена 0.

Inductance Lon

Внутренняя индуктивность диода Lon, в Генри. Inductance Lon не может быть установлена 0, когда Resistance Ron установлено 0.

Forward voltage Vf

Прямое напряжение тиристора, в Вольтах.

Initial current Ic

Начальный ток. Когда Inductance Lon больше нуля, Вы можете определить начальный ток, текущий в диоде. Обычно устанавливается нулевым, чтобы запустить моделирование с отключенного диода.

Вы можете определить начальный ток Ic , соответствующий особенному состоянию цепи. В таком случае все части линейной цепи должны быть установлены соответственно. Инициализация всех энергетически-электронных частей – сложная задача. Поэтому, эта опция полезна только в простых цепях.

Snubber resistance Rs

Сопротивление демпферной цепочки, в Омах. Установка Snubber resistance Rs inf удаляет ее из модели.

Snubber capacitance Cs

Емкость демпферной цепочки в Фарадах. Установка Snubber capacitance Cs 0 устранить ее или inf, чтобы получить просто сопротивление.

Show measurement port

Если выбрано, прибавляет вывод Simulink к блоку, возвращая ток и напряжение на диоде.

Вход и выход

Вход элемента - анод (a) диода и первый вывод - катод (k). Второй выводит (m) - Simulink вектор выходных измеряемых величин [Iak, Vak] - ток и напряжение дода.

Предположения и недостатки

Макромодель диода не принимает во внимание или размер прибора или сложные физические процессы, лежащие в основе изменения состояния. Ток утечки в состоянии отключения и отрицательный электрический ток не рассматриваются. В большинстве цепей, обратный ток не влияет на преобразователь или другие характеристики прибора.

В зависимости от значения индуктивности Lon, блок диода смоделирован как источник тока (Lon > 0) или как цепь переменной структуры (Lon = 0).

Поскольку блок диода смоделирован как источник тока, он не может быть связан последовательно с катушкой индуктивности, источником тока или разомкнутой цепью, если не используется демпферная цепочка.

В вычислениях нужно использовать жесткий алгоритм интегрирования, чтобы моделировать цепи с диодами. Ode23tb или Ode15s с заданными по умолчанию параметрами обычно дают лучшую скорость моделирования.

ПРИМЕР

Однополупериодный выпрямитель, состоящий из диода, нагрузки RL и переменного источника напряжения со следующими параметрами:

Диод: Ron = 0.001 Ом, Lon = 0 Гн, Vf = 0.8 В, Rs = 20 Ом, Cs = 4e-6 Ф;

R=1 Ом L=1 мГн.

Эта цепь в файле psbdiode.mdl . Моделирование дает следующие результаты:

G TO

Модель выключаемого тиристора.

G TO тиристор - полупроводниковый прибор, который может включиться и выключиться от управляющего сигнала. Подобно обычному тиристору, GTO тиристор может включиться положительным управляющим сигналом (g>0). Однако, в отличие от тиристора, который может быть выключен только при прохождении тока через нуль, GTO может быть выключен в любое время, применяя управляющий сигнал, равняющийся нулю.

GTO тиристор моделируется как резистор Ron, катушка индуктивности Lon и источник постоянного напряжения Vf. Источник Vf связанный последовательно с выключателем. Выключатель управляется логически. Сигнал зависит от напряжения Vak, тока Iak и селекторный сигнал g.

G TO тиристор моделируется как резистор (Ron), катушка индуктивности (Lon), и источник напряжения ПОСТОЯННОГО ТОКА. Источник Vf соединяется последовательно с выключателем. Выключателем контролируется логический сигнал в зависимости от разности потенциалов Vak, электрический ток Iak и селекторного сигнала g.

Блок GTO также содержит Rs-Cs цепь демпфирования, которая соединяется параллельно (между А и K).

GTO тиристор включается, когда анодно-катодная разность потенциалов больше чем Vf и положительный импульсный сигнал присутствует на управляющем входе (g>0). Когда g = 0, GTO тиристор начинает отключаться, но его ток не прекращается мгновенно.

Т ак как процесс выключения GTO тиристора вносит значительные потери, характеристика отключения встроена в модель. Уменьшение тока описывается приближенно двумя сегментами. Когда сигнал g становится равен нулю, электрический ток Iak сначала уменьшается от значения Imax (значение Iak, когда GTO тиристор начинает выключаться) до Imax/10, в течение времени затухания (Tf), и затем от Imax/10, до нуля в течение оставшегося времени. GTO тиристор выключается, когда электрический ток Iak становится нулем. Нарушение срабатывания и круговые электрические токи не учитываются.

Vf, Ron и Lon – понижение прямого напряжения в то время как в проводимости, сопротивления и катушки индуктивности прибора, соответственно.

Группа элементов GTO содержит цепь демпфирующего устройства Rs, которая может быть связана параллельно с GTO тиристором.

Resistance Ron

Внутреннее сопротивление Ron, в Омах