Скачиваний:
185
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
4.99 Mб
Скачать

Примечание. Впреобразователе, построенном с помощью индивидуальных силовых приборов с принудительной коммутацией (GTO, MOSFET, IGBT), дискретизация модели не возможна. Смотри главу «Расширенные темы» для большего количества подробностей.

Пример:

Этотпример иллюстрирует использование двух блоков Universal Bridge (универсальный мост) в преобразователе переменного тока, состоящем из выпрямителя, питающего IGBT инвертор через связь постоянного тока. Инвертор, с широтно-импульсной модуляцией (PWM), производитпеременную частоту переменного трехфазного синусоидального напряжения на нагрузке. Вэтом примере инвертор с частотой переключений – 2000 Гц, частота модуляции – 50 Гц.

IGBT инвертор управляется в замкнутой системе с ПИрегулятором, чтобы сохранять напряжение 1 о.е. (380 Вдействующее, 50 Гц) на терминалах нагрузки.

Блок Multimeter (мультиметр) используется, чтобы наблюдать коммутации токов между диодами 1 и 3 в диодном мосту и между IGBT/Diodes приборами 1 и 2 в мосте IGBT.

Схема доступна в демонстрационном примере psbbridges.mdl.

451

 

 

 

 

 

 

+

v

 

 

 

 

 

 

 

Vdc

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

+

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V dc

 

 

 

+

 

Vab inv erter

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

PWM

Vab _ i nv

 

 

-

Vab Load

 

 

 

 

Rec tif ier

L1

 

I G BT Inv erter

 

 

 

 

V ab_ l oad

modulation index

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scope1

 

 

 

 

 

 

 

+

A

A

A

A

A

 

 

 

 

A

a

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

A

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

B

B

B

B

C

 

 

 

 

B

B

b

B

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

Vabc

 

 

 

 

C

 

 

 

-

 

puls es

C

C

C

C

Vabc

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

c

C

 

 

I abc

 

I D iodes 1 & 3

 

25 kV , 60 Hz

 

 

 

 

 

 

 

 

I abc

 

 

 

25kV / 600V

 

 

 

 

 

 

LC Fi lt er

M easure

 

Mult im et er

 

10 M VA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50 kVA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I I GBT 1 & 2

Scope2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A B C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50 kW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

380 V rm s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vabc (pu)

Vabc _inv

Signal(s) Puls es

 

50 Hz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Vd _ref (pu)

m

D iscrete

 

 

 

 

Powergui

 

 

 

 

 

 

Vref (pu)

 

 

 

PW M G enerat or

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-Di screte,

 

 

 

 

 

 

Vol tage Regul at or

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts= 2e-006 s.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The 'PreLoadFcn' ofpsbbridges .m dl

AC-DC-AC PWM converter

autom atically sets 'Ts ' to 2e-6 in your Workspace.

? : Double click here for more info

Use the P owergui to display spectrum of Scope1 si gnal s stored i n the 'psbbridges_str'

structure

Запустите моделирование. После переходного периода приблизительно 70 мс, система достигаетустойчивого состояния. Посмотрите кривые напряжения на шине постоянного тока, выходе инвертора и нагрузке на Scope1 (измеритель 1). Гармоники, сгенерированные инвертором кратные 2 кГц отфильтрованы LC фильтром. Как ожидалось максимальное значение напряжения нагрузки – 537 В(380 Вдействующее).

Вустойчивом состоянии среднее значение индекса модуляции - m=0.77,

исреднее значение постоянного напряжения – 780 В. Фундаментальная компонента напряжения 50 Гц, скрыта в прерывистом напряжении инвертора – поэтому:

Vab = 780 В· 0.612 · 0.80 = 382 Вдействующее

Посмотрите токи диода на графике 1 Scope2 (измерителя 2), их коммутацию отдиода 1 на диод 3. Такжепосмотрите на графике 2 токи приборов 1 и 2 из моста IGBT/Diode (верхние и нижние приборы, соединенные с фазой A). Эти два тока дополнительны. Положительный ток - ток, текущий в IGBT, отрицательный ток – ток, текущий в анти параллельном диоде.

452

Scope 1 (измеритель 1)

453

Scope 2 (измеритель 2)

См. также: Diode (диод), GTO (запираемый тиристор), Ideal Switch (идеальный выключатель), IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), MOSFET (канальный полевой униполярный МОП– транзистор),

Thyristor (тиристор)

454

Voltage Measurement (измеритель напряжения)

Назначение: Измерение напряжения в цепях.

Библиотека: Measurements (измерение)

Описание: Блок Voltage Measurement (измеритель напряжения) измеряетмгновенное напряжение между двумя электрическими узлами. Выход выдаетSimulink сигнал, который можно использовать другими Simulink блоками.

Диалоговое окно:

Пример:

Следующий пример использует три блока Voltage Measurement (измеритель напряжения), чтобы измерить напряжения. Этот пример доступен в файле psbvoltmeasure.mdl.

10

+

v

-

 

 

v1

R1 10 Ohms

 

 

+- v

v2

5 Ohms

5 uF

Scope1

Scope2

120 v

20

5Ohms 5 uF1

10

+

- v

v3

Scope3

20

См. также: Current Measurement (измеритель тока)

455

456

Глава 5: Команды Power System...............................................................

457

circ2ss ..........................................................................................

459

power2sys.....................................................................................

477

powerinit ......................................................................................

483

457

Эта таблица включаетзадачи, выполняемые командами, описанными в этой главе. Команды в этой главе рассматриваются в алфавитном порядке.

Задачи

Команда

Вычислите линейную модель state-space (режим пространство)

circ2ss

электрической схемы

 

Анализируетэлектрическую схему, построенную с помощью

power2sys

Power System Blockset

 

Устанавливаетначальные значения состояний электрической

powerinit

схемы

 

458

circ2ss

Назначение: Вычислите линейную модель state-space (режим пространство) электрической схемы.

Краткий обзор: Вы должны вызывать функцию circ2ss, минимумом с семью входными параметрами.

[A,B,C,D,states,x0,x0sw,rlsw,u,x,y,freq,Asw,Bsw,Csw,Dsw,Hlin]= circ2ss(rlc,switches,source,line_dist,yout,y_type,unit)

Вы можете также определить дополнительные параметры. Чтобы использовать опции, номер входных параметров должен быть 12, 13, 14 или 16.

[A,B,C,D,states,x0,x0sw,rlsw,u,x,y,freq,Asw,Bsw,Csw,Dsw,Hlin] = circ2ss(rlc,switches,source,line_dist,yout,y_type,unit,net_arg1, net_arg2,net_arg3,...

netsim_flag,fid_outfile,freq_sys,ref_node,vary_name,vary_val)

Описание: Вычисляетмодель state-space (режим пространство) линейной электрической схемы, выраженной как

x& = A x + B uy = C x + D u

где x – вектор переменных матрицы state-space (режим пространство) (токи катушки индуктивности и напряжения конденсатора), u – вектор входных напряжений и токов, и y – вектор выходных напряжений и токов.

Когда Вы строите схему с помощью блоков Power System Blockset библиотеки powerlib , функция circ2ss автоматически вызывается функцией power2sys. Функцию circ2ss сделали доступной для опытных пользователей. Она позволяет Вам получать модели state-space (режим пространство) без использования графического интерфейса пользователя Power System Blockset и обращаться к опциям, которые не доступны через powerlib. Например, Вы можете определить трансформаторы и взаимную индуктивность с больше чем тремя обмотками.

Линейная схема можетсодержать любую комбинацию источников напряжения и тока, RLC ветвей, мульти обмоточных трансформаторов, взаимно соединенных индуктивностей и выключателей. Переменные состояния – токи катушки индуктивности и напряжения конденсатора.

Модель state-space (режим пространство) (матрицы A, B, C, D и вектор x0) вычисленная circ2ss можеттогда использоваться в системе Simulink, с помощью блока State-Space (режим пространство) можно моделировать электрические схемы (см. пример ниже).

459

Нелинейные элементы (механические или электронные выключатели, насыщение трансформатора, машины, линии с распределенными параметрами, и т.д.) могутбыть подсоединены к линейной схеме.

Нелинейные Simulink модели соединены с помощью интерфейса с линейной схемой через выходы напряжения и входы тока модели state-space (режим пространство). Вы можете найти модели нелинейных элементов

Power System Blockset в библиотеке powerlib_models (см. главу «Расширен-

ные темы»).

Входы и выходы: Число входных параметров должен быть 7, 12, 13, 14 или 16. Параметры от8 до 16 — дополнительные. Первые семь параметров, которые должны быть определены:

1.rlc (RLC): Матрица ветвей, определяющая топологию схемы, значения сопротивлений R, индуктивностей L, и емкостей C. Смотри форматматрицы входа RLC.

2.switches (выключатели): Матрица выключателей. Определите пустую переменную, если выключатели не используются. Смотри форматматрицы входа выключателей.

3.source (источники): Матрица источников, определяющая параметры источников напряжения и тока. Определите пустую переменную, если источники не используются. Смотри форматматрицы входа источников.

4.Line_dist (распределенные линии): Матрица линий с распределенными параметрами. Определите пустую переменную, если распределенные линии не используются. Смотри форматматрицы распределенных линий.

5.yout: Строковая матрица выражений выхода. Смотри форматматрицы yout.

6.Y_type: Вектор, содержащий целые значения, указывающий на типы выходов (нуль для выхода напряжения, единица для выхода тока).

7.unit (единицы измерения): Строковая переменная, определяющая единицы измерения, которые нужно использовать для R, L, и C значений в матрице rlc. Если unit = 'OHM', R L C значения определены в Омах (Ом) на фундаментальной частоте, указанной в freq_sys (значение по умолчанию – 60 Гц). Если unit = 'OMU', R L C значения определены в Омах (Ом), милли Генри (мГн), и микро Фарадах (мкФ).

Последние девять параметров – дополнительные. Первые три используются, чтобы передать параметры из функции power2sys. Далее, мы будем описывать только те параметры, которые используются, когда circ2ss работаеткак автономная функция:

8, 9, 10 net_arg1, net_arg2, net_arg3: Используются, чтобы передать параметры из power2sys. Определите пустые переменные [ ] для каждой из этих переменных.

460

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.