Simulează o diodă de putere semiconductoare.
Modelul de diodă constă dintr-un rezistor conectat în serie Ron. inductivitatea Lon. o sursă de tensiune constantă Vf și un comutator SW (Figura 1.46). Blocul logic controlează funcționarea cheii. Cu o tensiune pozitivă pe diodă (Vak - Vf), cheia se închide și un curent trece prin dispozitiv. Deschiderea cheii (oprirea diodei) se efectuează când scade curentul Iak. care curge prin diodă, la zero.
Caracteristica statică a tensiunii de curent a modelului de diodă este prezentată în Fig. 1.47.
În model, în paralel cu dioda însăși, este implementat un circuit RC serie, care execută funcții de amortizare.
Fereastra de setare a parametrilor:
Rezistența Ron (Ohm):
[Rezistența în starea on (Ohm)],
Inductanță Lon (H):
[Inductanța în starea on (HH)].
Tensiune de avans Uf (V):
[Cădere de tensiune în direcția înainte (V)].
Curentul inițial Ic (A):
[Valoarea inițială a curentului (A)]. Cu valoarea parametrului egal cu zero, simularea începe când dioda este închisă. Dacă parametrul este setat la o valoare pozitivă, simularea va fi pornită când dioda este deschisă.
Rezistența la răsucire R (Ohm):
[Rezistența unui circuit de amortizare (Ohm)].
Capacitate de capcană Cs (F):
[Capacitatea lanțului de amortizare (F)].
Pe portul de ieșire al blocului, marcat cu m, se formează un vector Simulink semnal de două elemente. Primul element este curentul anodic al tiristorului, al doilea este tensiunea anodic-catodică a tiristorului.
În Fig. 1.48 este o diagramă schematică a unui model, un redresor cu jumătate de undă care acționează pe o sarcină activă-inductivă.
Tiristor, tiristor detaliat
Tiristorul este simulat. În biblioteca SimPowerSystem există două modele de tiristor: Tiristorul (model simplificat) și Tiristorul detaliat (model rafinat).
Un model tiristor simplificat constă dintr-un rezistor conectat în serie Ron. inductivitatea Lon. o sursă de tensiune constantă Vf și un comutator SW (Figura 1.49). Blocul logic controlează funcționarea cheii. Cu o tensiune pozitivă pe tiristor (Vak - Vf) și prezența unui semnal pozitiv pe electrodul de comandă (g), cheia se închide și un curent trece prin dispozitiv. Deschiderea cheii (declanșarea tiristorului) se efectuează atunci când scade curentul Iak. curge prin tiristor, la zero.
În modelul tiristorului rafinat, durata impulsului de control trebuie să fie astfel încât, atunci când este pornit, curentul anodic tiristor depășește curentul de izolare (Il). În caz contrar, includerea nu va avea loc. Când tiristorul este oprit, timpul de aplicare a tensiunii anodice-catodice negative ar trebui să depășească timpul de declanșare al titistorului (Tq). În caz contrar, tiristorul se va porni automat chiar dacă semnalul de control este zero.
Caracteristicile statice ale curentului de tensiune ale modelului tiristor pentru stările de pornire și oprire sunt prezentate în Fig. 1.50.
În modelul paralel cu tiristorul în sine, este implementat un circuit RC serie care efectuează funcții de amortizare.
Fereastra de setare a parametrilor:
Rezistența Ron (Ohm):
[Rezistența în starea on (Ohm)],
Inductanță Lon (H):
[Inductanța în stare on (HH)].
Tensiune de avans Uf (V):
[Cădere de tensiune în direcția înainte (V)].
Curentul inițial Ic (A):
[Valoarea inițială a curentului (A)]. Cu valoarea parametrului egală cu zero, simularea începe când tiristorul este închis. Dacă parametrul este setat la o valoare pozitivă, simularea va fi pornită când tiristorul este deschis.
Rezistența la răsucire R (Ohm):
[Rezistența unui circuit de amortizare (Ohm)].
Capacitate de capcană Cs (F):
[Capacitatea lanțului de amortizare (F)].
Blocarea curentului Ii (A):
[Valoarea curentului de reținere (A)]. Parametrul este specificat în modelul tiristor rafinat.
Întoarcerea timpului Tq (s):
[Timp (e) de închidere]. Parametrul este specificat în modelul tiristor rafinat.
Pe portul de ieșire al blocului, marcat cu m, se formează un vector Simulink semnal de două elemente. Primul element este curentul anodic al tiristorului, al doilea este tensiunea anodic-catodică a tiristorului.
În Fig. 1.50 este o diagramă schematică a unui model controlat de un redresor cu jumătate de undă care acționează pe o sarcină activă-inductivă. Turația impulsurilor de tiristor este generată de unitatea generatoare de impulsuri, iar unghiul de control al tiristorului este determinat de timpul de întârziere a fazei (faza de întârziere) a generatorului.
Tiristorul complet controlat
Modele tiristoare controlate complet.
Modelul unui tiristor complet controlat constă dintr-un rezistor conectat în serie Ron. inductivitatea Lon. o sursă de tensiune constantă Vf și un comutator SW (Figura 1.51). Blocul logic controlează funcționarea cheii. Cu o tensiune pozitivă pe tiristor (Vak - Vf) și prezența unui semnal pozitiv pe electrodul de comandă (g), cheia se închide și un curent trece prin dispozitiv. Pentru a opri dispozitivul, este suficient să reduceți semnalul de control la zero. Oprirea tiristorului GTO va apărea și atunci când curentul anodic scade la zero, în ciuda prezenței unui semnal de control.
Caracteristicile statice de volt-amperi ale modelului tiristor complet controlat pentru stările de pornire și oprire sunt prezentate în Fig. 1.52.
În modelul paralel cu tiristorul în sine, este implementat un circuit RC serie care efectuează funcții de amortizare.
Modelul, de asemenea, ia în considerare final timpul de oprire a tiristorului. Procesul de închidere este împărțit în două secțiuni (fig. 1.53) și se caracterizează, respectiv, timpul de cădere (Tf), în care curentul de anod scade la 0,1 a curentului la momentul oprire (Imax) și timpul de strângere (Tt), la care curentul de anod scade la zero.
Fereastra de setare a parametrilor:
Rezistența Ron (Ohm):
[Rezistența în starea on (Ohm)],
Inductanță Lon (H):
[Inductanța în starea on (HH)].
Tensiune de avans Uf (V):
[Cădere de tensiune în direcția înainte (V)].
Timp curent de scădere cu 10% Tf (s):
[Timpul declinului curent până la nivelul de 0,1 de la curent în momentul închiderii (ărilor)].
Timp de coada curentă Tt (s):
[Timp de strângere]. Momentul în care curentul scade la zero față de nivelul curent de 0,1 în momentul opririi.
Curentul inițial Ic (A):
[Valoarea inițială a curentului (A)]. Cu valoarea parametrului egal cu zero, simularea începe când instrumentul este închis. Dacă parametrul este setat la o valoare pozitivă, simularea va fi pornită când instrumentul este deschis.
Rezistența la răsucire R (Ohm):
[Rezistența unui circuit de amortizare (Ohm)].
Capacitate de capcană Cs (F):
[Capacitatea lanțului de amortizare (F)].
Pe portul de ieșire al blocului, marcat cu m, se formează un semnal vector de Simulink de două elemente. Primul element este curentul anodic al tiristorului, al doilea este tensiunea anodic-catodică a tiristorului.
În Fig. 1.54 este o diagramă a modelului, regulatorul de tensiune de impuls. Valoarea valorii medii a tensiunii pe sarcina unui astfel de controler depinde de ciclul de funcționare al impulsurilor de control. Figura arată, de asemenea, curbele de tensiune și de curent din sarcină.
Transistor IGBT bipolar
Simulează un tranzistor bipolar cu o poartă izolată.
Modelul IGBT al tranzistorului constă dintr-un rezistor conectat în serie Ron. inductivitatea Lon. o sursă de tensiune constantă Vf și un comutator SW (Figura 1.55). Blocul logic controlează funcționarea cheii. Pornirea dispozitivului are loc în cazul în care tensiunea colector-emițător este pozitivă și mai mare decât Vf și se aplică un semnal pozitiv (g> 0) la poarta tranzistorului. Oprirea dispozitivului are loc când semnalul de pe poartă scade la zero (g = 0). Când tensiunea colector-emițător este negativă, tranzistorul este în starea off.
Caracteristicile statice ale tensiunii de curent ale modelului de tranzistor IGBT pentru stările de pornire și oprire sunt prezentate în Fig. 1,56.
În model, în paralel cu dispozitivul în sine, este implementat un circuit RC secvențial care efectuează funcții de amortizare.
Modelul ia în considerare și timpul final de oprire a tranzistorului. Procesul de închidere este împărțit în două secțiuni (fig. 1.57) și se caracterizează, respectiv, timpul de cădere (Tf), în care curentul de colector-emitor scade la 0,1 curentului la momentul oprire (Imax) și timpul de strângere (Tt), la care se scade curent la zero.
Fereastra de setare a parametrilor:
Rezistența Ron (Ohm):
[Rezistența în starea on (Ohm)],
Inductanță Lon (H):
[Inductanța în stare on (HH)].
Tensiune de avans Vf (V):
[Cădere de tensiune în direcția înainte (V)].
Timp curent de scădere cu 10% Tf (s):
[Timpul declinului curent până la nivelul de 0,1 de la curent în momentul închiderii (ărilor)].
Timp de coada curentă Tt (s):
[Timp de strângere]. Momentul în care curentul scade la zero față de nivelul curent de 0,1 în momentul opririi.
Curentul inițial Ic (A):
[Valoarea inițială a curentului (A)]. Cu valoarea parametrului egal cu zero, simularea începe când instrumentul este închis. Dacă parametrul este setat la o valoare pozitivă, simularea va fi pornită când instrumentul este deschis.
Rezistența la răsucire R (Ohm):
[Rezistența unui circuit de amortizare (Ohm)].
Capacitate de capcană Cs (F):
[Capacitatea lanțului de amortizare (F)].
Pe portul de ieșire al blocului, marcat cu m, se formează un semnal vector de Simulink de două elemente. Primul element este condensatorul colector-emițător al tranzistorului, al doilea este tensiunea colector-emițător a tranzistorului.
În Fig. 1.58 este o diagramă schematică a modelului unui convertor DC-DC de lățime impulsivă nereversibilă cu comutare paralelă a tranzistorului în raport cu sarcina. Cifra arată, de asemenea, curbele de tensiune și curent în sarcina capacitivă activă.
Modelele punții universale.
Modelul permite să aleagă numărul brațelor punte (1 la 3), sub forma unor dispozitive semiconductoare (diode, tiristoare și chei comune și un tiristori complet controlate, IGBT și MOSFET tranzistori, diode freewheeling sunt triate). În model, puteți alege și tipul de cleme A, B și C (intrare sau ieșire). În Fig. 165, de exemplu, sunt diagrame schematice ale tiristor trei faze sub formă de pod la ambele terminale de intrare ale acesteia.
Fereastra de setare a parametrilor:
Numărul de brațe de punte:
[Numărul umerilor podului]. Este selectat din listă: 1, 2 sau 3.
[Port Configuration]. Parametrul determină ce cleme de port vor fi introduse și care terminale vor fi transmise.
Valoarea parametrului este selectată din listă:
- ABC ca terminale de intrare - clemele A, B și C sunt introduse,
- ABC ca ieșiri de ieșire - sunt scoase clemele A, B și C.
Rezistența la răsucire R (Ohm):
[Rezistența unui circuit de amortizare (Ohm)].
Capacitate de capcană Cs (F):
[Capacitatea lanțului de amortizare (F)].
Putere Dispozitiv electronic:
[Tipul dispozitivelor semiconductoare ale podului]. Valoarea parametrului este selectată din listă:
- Diodele sunt diode,
- Tiristoarele sunt tiristoare,
- GTO / diodele sunt tiristoare complet controlate, evitate prin diode inverse,
- MOSFET / Diode - tranzistoare MOSFET, evitate prin diode inverse,
- IGBT / diode - tranzistoare IGBT, evitate prin diode inverse,
- Comutatoarele ideale sunt chei ideale.
[Variabile măsurabile]. Parametrul vă permite să selectați variabilele transferate în blocul multimetru, variabile care pot fi apoi văzute cu blocul Scope. Valorile parametrilor sunt selectate din listă:
- Nici unul - nu există variabile de afișat,
- Dispozitive de tensiune - tensiuni pe dispozitive semiconductoare,
- Curenții dispozitivelor - curenții de dispozitive semiconductoare,
- UAB UBC UCA Tensiuni UDC - tensiune la terminalele podului.
- Toate tensiunile și curenții - toate tensiunile și curenții podului.
Semnalele afișate în blocul Multimetru sunt atribuite etichetelor:
- Usw1, Usw2, Usw3, Usw4, Usw5, Usw6 - tensiunea tastelor,
- Isw1, Isw2, Isw3, Isw4, Isw5, Isw6 - curenți cheie,
- Uab, Ubc, Uca, Udc - tensiunea la terminalele podului.
În plus față de parametrii de mai sus, parametrii pentru dispozitivele semiconductoare selectate sunt de asemenea setați în fereastra de dialog.
În Fig. 1.66 arată circuitul unui redresor tiristor trifazat care funcționează pe o sarcină inductiv-activă. La un moment de timp de 0,06 s, redresorul este convertit în modul invertor. Graficele arată clar că tensiunea de ieșire a redresorului se modifică în același timp.
În Fig. 1.67 arată circuitul unui invertor monofazat pe tranzistoare IGBT evitate de diode inverse. Sarcina invertorului este rezonantă, ceea ce explică natura sinusoidală a curentului din acesta.
