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

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ライブラリ:
Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Power Electronics / Power Electronics Control

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 (U_ref) 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 U_ref の平均を求めます。

ベクトル	Q1	Q3	Q5
U1	1	0	0
U2	1	1	0
U3	0	1	0
U4	0	1	1
U5	0	0	1
U6	1	0	1
U7	0	0	0
U8	1	1	1

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。

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

例

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。

端子

入力

|U| — 回転基準ベクトルの振幅

回転基準ベクトル U_ref の振幅。

依存関係

この端子を有効にするには、[Data type of input reference vector (Uref)] を [Magnitude-Angle (rad)] に設定します。

⦟U — 回転基準ベクトルの位相

回転基準ベクトル U_ref の位相 (ラジアン)。

依存関係

この端子を有効にするには、[Data type of input reference vector (Uref)] を [Magnitude-Angle (rad)] に設定します。

Uα — 回転基準ベクトルのアルファ成分

回転基準ベクトル U_ref のアルファ成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[Data type of input reference vector (Uref)] を [alpha-beta components] に設定します。

Uβ — 回転基準ベクトルのベータ成分

回転基準ベクトル U_ref のベータ成分。

依存関係

この端子を有効にするには、[Data type of input reference vector (Uref)] を [alpha-beta components] に設定します。

出力

P — 自励式デバイスの始動に使用されるパルス信号

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。

パラメーター

ブロック パラメーターを対話的に編集するには、プロパティ インスペクターを使用します。Simulink^® ツールストリップの [シミュレーション] タブの [準備] ギャラリーで [プロパティ インスペクター] を選択します。

Data type of input reference vector (Uref) — 基準ベクトルのタイプ

Magnitude-Angle (rad) (既定値) | alpha-beta components | Internally generated

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、U_ref 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、U_ref 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、U_ref 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 — スイッチング パターン

Pattern #1 (既定値) | Pattern #2

[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 周波数

2000 (既定値)

PWM 周期を決定する PWM 周波数。

$$PWMperiod=1/PWMFrequency$$

Output voltage: [ Mag (0<m<1), Phase (degrees), Freq (Hz)] — 出力電圧の振幅、位相、および周波数

[0.8 -30 50] (既定値)

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、位相、および周波数。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。

$$V_{LLrms}=m\times \frac{V_{dc}}{\sqrt{2}}$$

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Data type of input reference vector Uref] を [Internally generated] に設定します。

サンプル時間 — サンプル時間

0 (既定値)

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。

参照

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

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2013a で導入

参考

SVPWM Generator (3-Level)