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Universal Bridge

選択可能なトポロジおよびパワー エレクトロニクス デバイスを使用して汎用電力コンバーターを実装する

  • Universal Bridge block

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

説明

Universal Bridge ブロックは、ブリッジ構成で接続された最大 6 つの電源スイッチで構成された三相汎用電力コンバーターを実装します。電源スイッチのタイプおよびコンバーターの構成は、ダイアログ ボックスから選択できます。

Universal Bridge ブロックでは、自然整流 (他励式) のパワー エレクトロニクス デバイス (ダイオードやサイリスタ) と強制整流のデバイス (GTO、IGBT、MOSFET) の両方を使用したコンバーターのシミュレーションが可能です。

Universal Bridge ブロックは、2 レベルの電圧源コンバーター (VSC) を構築するための基本ブロックです。

デバイスの番号付けは、パワー エレクトロニクス デバイスが自然整流なのか強制整流なのかによって異なります。自然整流の三相コンバーター (ダイオードおよびサイリスタ) の場合は、番号付けは転流の自然順に従います。

二相ダイオードまたはサイリスタ ブリッジの場合、およびその他の任意のブリッジ構成の場合は、転流の順序は次のとおりです。

GTO-ダイオード ブリッジ:

IGBT-ダイオード ブリッジ:

MOSFET-ダイオードおよび理想的なスイッチのブリッジ:

端子

入力

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制御スイッチ デバイスのゲート入力。ゲート信号のベクトル内のパルスの順序付けは、「説明」セクションに表示される 6 つの回路で示されているスイッチ番号に対応します。ダイオードおよびサイリスタのブリッジの場合、パルスの順序付けは、転流の自然順に対応します。その他のすべての強制整流のスイッチの場合、パルスは、A 相、B 相、および C 相の上側スイッチおよび下側スイッチに送られます。

トポロジ

入力 g のパルス ベクトル

アーム 1 つ

[Q1,Q2]

アーム 2 つ

[Q1,Q2,Q3,Q4]

アーム 3 つ

[Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6]

保存

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A 相に関連付けられた特定用途向けの電気量保存端子。

B 相に関連付けられた特定用途向けの電気量保存端子。

C 相に関連付けられた特定用途向けの電気量保存端子。

正の端子に関連付けられた特定用途向けの電気量保存端子。

負の端子に関連付けられた特定用途向けの電気量保存端子。

パラメーター

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単相コンバーター (2 つまたは 4 つのスイッチング デバイス) を得るには、1 または 2 に設定します。Graetz ブリッジ構成で接続された三相コンバーター (6 つのスイッチング デバイス) を得るには、3 に設定します。既定は 3 です。

スナバ抵抗。単位はオーム (Ω) です。既定は 1e5 です。[Snubber resistance Rs] パラメーターを inf に設定すると、モデルからスナバが削除されます。

スナバ静電容量。単位はファラド (F) です。既定は inf です。[Snubber capacitance Cs] パラメーターを 0 に設定するとスナバが削除され、inf に設定すると抵抗性スナバが得られます。

連続ソルバーを使用していて、Powergui ブロックの [Preference] タブで [Disable snubbers in switching devices] オプションを選択した場合、すべてのパワー エレクトロニクス デバイスでスナバを削除できます。

システムが離散化されている場合、非常に大きな抵抗をもつ純粋な抵抗性スナバを指定することで、漏れ電流が無視できる値になり、実質的にスナバを使用せずにパワー エレクトロニクス デバイスをシミュレートできます。ブリッジは、純粋な抵抗性スナバで十分に動作します。

ブリッジで使用するパワー エレクトロニクス デバイスのタイプを選択します。既定は [Thyristors] です。

[Switching-function based VSC] を選択すると、スイッチング関数電圧源コンバーター タイプに相当するモデルが使用されます。この場合、スイッチは AC 側で 2 つの電圧源、DC 側で 1 つの電流源に置き換えられます。このモデルでは、他のパワー エレクトロニクス デバイスの場合と同じ点弧パルスを使用し、ブリッジで正常に生成される高調波を正しく表します。

[Average-model based VSC] を選択すると、電圧源コンバーターの平均モデル タイプを使用してパワー エレクトロニクス スイッチが表されます。他のパワー エレクトロニクス デバイスとは異なり、このモデルは、ブリッジの ABC 端子で生成される平均電圧を表す基準信号 (uref) を使用します。このモデルでは高調波は表現されません。これは、平均電圧のダイナミクスを保持しながら、大きなサンプル時間で使用できます。

これらの 2 つのモデルを、IGBT/ダイオード デバイスを使用した Universal Bridge ブロックと比較した例については、power_sfavg を参照してください。

選択したデバイスの内部抵抗。単位はオーム (Ω) です。既定は 1e-3 です。

ダイオードまたはサイリスタ デバイスの内部インダクタンス。単位はヘンリー (H) です。既定は 0 です。ブリッジが離散化されている場合、Lon パラメーターをゼロに設定する必要があります。

このパラメーターは、選択されている [Power electronic device]GTO/Diodes または IGBT/Diodes の場合に使用できます。

強制整流のデバイス (GTO、MOSFET、または IGBT) および逆向きに接続したダイオードの順電圧。単位はボルト (V) です。既定は [ 0 0 ] です。

このパラメーターは、選択されている [Power electronic device]Diodes または Thyristors の場合にのみ使用できます。

通電時にデバイスにかかる順電圧。単位はボルト (V) です。既定は 0 です。

既定は [None] です。

6 つのパワー エレクトロニクス デバイスの端子にかかる電圧を測定するには、[Device voltages] を選択します。

6 つのパワー エレクトロニクス デバイスを流れる電流を測定するには、[Device currents] を選択します。逆向きに接続したダイオードを使用する場合は、測定される電流は、強制整流のデバイス (GTO、MOSFET、または IGBT) および逆向きに接続したダイオードの合計電流です。したがって、正の電流は強制整流のデバイスを流れる電流を示し、負の電流はダイオードを流れる電流を示しています。スナバ デバイスが定義されている場合、測定される電流は、パワー エレクトロニクス デバイスのみを流れる電流です。

Universal Bridge ブロックの端子電圧 (AC および DC) を測定するには、[UAB UBC UCA UDC voltages] を選択します。

Universal Bridge で定義されているすべての電圧および電流を測定するには、[All voltages and currents] を選択します。

選択した測定値をシミュレーション中に表示するには、モデルに Multimeter ブロックを配置します。Multimeter ブロックの [Available Measurements] メニューでは、後ろにブロック名が続くラベルで測定値が識別されます。

測定

ラベル

デバイス電圧

Usw1:

分岐の電流

Isw1:

端子電圧

Uab:

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

R2006a より前に導入