三电平 NPC 变换器

实现三相三电平中点箝位 (NPC) 功率变换器

库

Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Power Electronics

描述

三电平 NPC 变换器模块实现了一个三相三电平中点箝位功率变换器。您可以从四种模型类型中选择：

• 开关器件 — 该变换器使用由 PWM 发生器产生的触发脉冲控制的 IGBT/二极管对进行建模。此模型提供最精确的仿真结果。

• 开关函数 — 该变换器使用开关函数模型进行建模。开关被替换为交流侧的两个电压源和两个二极管，以及直流侧的两个电流源。

变换器由 PWM 发生器产生的触发脉冲（0/1 信号）或由在指定周期内平均的触发脉冲（PWM 平均化：0 到 1 之间的信号）控制。两种操作模式都能产生通常由 PWM 控制的变换器生成的谐波，并且也能正确模拟整流操作以及死区时间。此模型类型非常适合实时仿真。

• 平均模型（Uref 控制） — 该变换器使用由参考电压信号 (Uref) 直接控制的开关函数模型进行建模。不需要 PWM 发生器。它不模拟中点电压平衡。

• 平均模型（Uref 控制，无整流器模式） — 该模块使用由参考电压直接控制的电压源来对变换器建模。该模型不需要 PWM 发生器，并且不模拟整流器模式。此设置提供最快的仿真速度。

在进行实时仿真时，请使用开关函数设置并配合平均化的触发脉冲，或者使用**平均模型（Uref 控制）或平均模型（Uref 控制，无整流器模式）**设置。

参数

模型类型

指定要使用的模型类型：

• 开关器件（默认）
• 开关函数
• 平均模型（Uref 控制）
• 平均模型（Uref 控制，无整流器模式）

器件通态电阻 (Ohms)

开关器件的内阻，单位为欧姆。仅当您将模型类型参数设置为开关器件时，此参数才可用。默认值为 1e-3。

缓冲电阻 Rs (Ohms)

缓冲电阻，单位为欧姆。将缓冲电阻设置为 inf 以消除缓冲电路。仅当您将模型类型参数设置为开关器件时，此参数才可用。默认值为 1e6。

缓冲电容 (F)

缓冲电容，单位为法拉。将缓冲电容设置为 0 以消除缓冲电路。仅当您将模型类型参数设置为开关器件时，此参数才可用。默认值为 inf。

二极管通态电阻 (Ohms)

二极管的内阻，单位为欧姆。仅当您将模型类型参数设置为开关函数或**平均模型（Uref 控制）**时，此参数才可用。默认值为 1e-3。

二极管缓冲电阻 (Ohms)

缓冲电阻，单位为欧姆。将缓冲电阻设置为 inf 以消除缓冲电路。仅当您将模型类型参数设置为开关函数或**平均模型（Uref 控制）**时，此参数才可用。默认值为 1e6。

二极管缓冲电容 (F)

缓冲电容，单位为法拉。将缓冲电容设置为 0 以消除缓冲电路。仅当您将模型类型参数设置为开关函数或**平均模型（Uref 控制）**时，此参数才可用。默认值为 inf。

二极管正向电压 (V)

二极管导通时两端的正向电压，单位为伏特。仅当您将模型类型参数设置为开关函数或**平均模型（Uref 控制）**时，此参数才可用。默认值为 1e-3。

电流源缓冲电阻 (Ohms)

两个电流源两端的缓冲电阻，单位为欧姆。将缓冲电阻设置为 inf 以消除缓冲电路。仅当您将模型类型参数设置为开关函数或**平均模型（Uref 控制）**时，此参数才可用。默认值为 inf。

输入和输出

g

用于控制变换器的向量化门极信号。门极信号包含 12 个触发脉冲。前四个脉冲控制 Q1a 到 Q4a 开关器件（变换器的 A 相），第五到第八个脉冲控制 Q1b 到 Q4b 开关器件（变换器的 B 相），最后四个脉冲控制 Q1c 到 Q4c 开关器件（变换器的 C 相）。仅当您将模型类型参数设置为开关器件或开关函数时，此端口才可见。

Uref

用于控制变换器的向量化信号。该信号包含三个参考电压（每相一个）。仅当您将模型类型参数设置为**平均模型（Uref 控制）**时，此端口才可见。

BL

您可以通过在 BL 输入端施加值为 1 的信号来阻断所有发送到变换器的触发脉冲。

示例

有关三种变换器建模技术的比较，请参阅 Power Converters Modeling Techniques 示例。

版本历史记录

R2015b 中推出

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