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SVPWM Generator (2-Level)

SVPWM 制御の 2 レベル コンバーターのパルスを生成する

ライブラリ

Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Power Electronics / Power Electronics Control

  • SVPWM Generator (2-Level) block

説明

SVPWM Generator (2-Level) ブロックは、空間ベクトル パルス幅変調 (SVPWM) 手法を使用して三相 2 レベル DC/AC コンバーターのパルスを生成します。

このコンバーター スイッチは次の等価回路によって表されます。

次の図に示すように、SVPWM 手法の目的は、基本空間ベクトルに対応するスイッチング状態を結合して、基準電圧ベクトル (Uref) を瞬時に近似することです。

より正確には、すべての PWM 周期について、特定の期間には隣接する 2 つの空間ベクトル (図の U3 および U4) を使用し、残りの期間にはヌル ベクトル (U7 または U8) を使用して、基準ベクトル Uref の平均を求めます。

ベクトルQ1Q3Q5
U1100
U2110
U3010
U4011
U5001
U6101
U7000
U8111

このブロックでは、次の 2 つの対称スイッチング パターン [1] が実装されます。

パターン #1: ソフトウェア決定と呼ばれるこのパターンでは、各 PWM チャネルが PWM 周期ごとに 2 回切り替わります。

パターン #2: ハードウェア決定と呼ばれるこのパターンでは、1 つの PWM チャネルが PWM 周期全体で一定のままになります。したがって、このパターンのスイッチング回数はパターン #1 よりも少なくなります。結果として、パターン #2 を使用すると、スイッチング損失が減ります。

パラメーター

Data type of input reference vector (Uref)

基準ベクトルのタイプを指定します。

[Magnitude-Angle (rad)] (既定) に設定した場合は、Uref ベクトルは次の入力によって指定されます。

|U| Magnitude of Uref (value between 0 and 1)

[alpha-beta components] に設定した場合は、Uref ベクトルは Uα および Uβ の入力によって指定されます。

[Internally generated] に設定した場合は、Uref はブロックへの入力ではなくなります。内部的に生成され、出力電圧パラメーターでの指定に従ってコンバーター出力電圧が制御されます。

Switching pattern

[Pattern #1] (既定) に設定すると、コンバーターのすべてのデバイスが PWM 周期ごとに 2 回切り替わります。

[Pattern #2] に設定すると、3 つのアームのうちの 1 つのステータスが PWM 周期全体で一定のままになります (スイッチングなし)。

PWM frequency (Hz)

PWM 周期を決定する PWM 周波数を指定します。

PWMperiod=1/PWMFrequency

既定は 2000 です。

Output voltage: [Mag (0<m<1), Phase (degrees), Freq (Hz)]

このブロックで制御される 2 レベル コンバーターの出力電圧の振幅、相、および周波数を指定します。既定は [0.8 -30 50] です。コンバーターの線間出力電圧の基本成分の振幅は、次のように定義されます。

VLLrms=m×Vdc2

このパラメーターは、[Data type of input reference vector Uref] パラメーターが [Internally generated] に設定されている場合にのみ表示されます。

Sample time

ブロックのサンプル時間 (秒) を指定します。連続ブロックを実装するには 0 に設定します。既定は 0 です。

入力と出力

Uref

[Data type of input reference vector Uref] パラメーターが [Magnitude-Angle (rad)] に設定されている場合は、回転基準ベクトル Uref の 2 つのブロック入力は、振幅と位相 (ラジアン) です。

[Data type of input reference vector Uref] パラメーターが [alpha-beta components] に設定されている場合は、2 つのブロック入力は、Uref のアルファ成分とベータ成分です。

出力には、コンバーター デバイスの自励式デバイス (Q1 ~ Q6) を始動する 6 つのパルス信号が含まれます。

特性

サンプル時間[Sample Time] パラメーターで指定
[Sample Time] = 0 の場合は連続
スカラー拡張なし
多次元化なし

power_SVPWMGenerator2Level モデルでは、2 つの単純な回路を使用して、SVPWM 発生器 (2 レベル) の仕組みを示し、2 つのスイッチング パターン オプションを比較しています。シミュレーションを実行し、Powergui ブロックの FFT Analysis ツールを開いて、2 つのコンバーターによって生成される電圧の高調波および THD 値を確認します。

モデルのサンプル時間は、既定値の 2e-6 秒に設定された変数 Ts でパラメーター化されています。モデルを連続モードでシミュレートするには、コマンド ウィンドウで Ts を 0 に設定し、Powergui ブロックの [Simulation type] パラメーターを [Continuous] に変更します。

参考文献

[1] Yu, Z., Application Report SPRA524, Space-Vector PWM with TMS320C24x Using H/W & S/W Determined Switching Patterns, Texas Instruments, 1999.

バージョン履歴

R2013a で導入