SVPWM Generator (2-Level)

SVPWM으로 제어되는 2레벨 컨버터를 위한 펄스 생성

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

설명

SVPWM Generator (2-Level) 블록은 SVPWM(공간 벡터 펄스 폭 변조) 기법을 사용하여 3상 2레벨 DC/AC 컨버터를 위한 펄스를 생성합니다.

컨버터 스위치는 다음과 같은 등가 회로로 표현됩니다.

다음 그림에서 볼 수 있듯이 SVPWM 기법의 목적은 기본 공간 벡터에 해당하는 스위칭 상태를 결합하여 기준 전압 벡터(U_ref)를 순간적으로 근사화하는 것입니다.

더 정확하게 설명하자면, 각 PWM 주기에 대해 기준 벡터 U_ref는 일정 시간에 대해서는 두 개의 인접한 공간 벡터(그림의 U₃과 U₄)를 사용하고 나머지 시간 동안에는 영벡터(U₇ 또는 U₈)를 사용하여 평균을 구합니다.

벡터	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

블록은 두 가지 대칭 스위칭 패턴[1]을 구현합니다.

패턴 #1: Software-Determined(소프트웨어 결정)라고 하는 이 패턴에서는 각 PWM 채널이 매 PWM 주기마다 두 번 스위칭합니다.

패턴 #2: Hardware-Determined(하드웨어 결정)라고 하는 이 패턴에서는 전체 PWM 주기 동안 하나의 PWM 채널이 일정하게 유지됩니다. 따라서 이 패턴에서의 스위칭 횟수는 패턴 #1보다 적습니다. 결과적으로 패턴 #2를 사용하면 스위칭 손실이 감소합니다.

특성

샘플 시간	Sample Time 파라미터에 지정됨 Sample Time = 0일 경우 연속
스칼라 확장	아니요
차원화	아니요

예제

power_SVPWMGenerator2Level 모델은 두 개의 간단한 회로를 사용하여 SVPWM Generator (2-Level)의 동작 방법을 보여주고 두 가지 스위칭 패턴 옵션을 비교합니다. 시뮬레이션을 실행하고 Powergui 블록의 FFT 분석 툴을 열어 두 컨버터에서 생성되는 고조파와 전압의 THD 값을 살펴봅니다.

모델 샘플 시간은 디폴트 값 2e-6초로 설정된 Ts 변수로 파라미터화됩니다. 명령 창에서 Ts를 0으로 설정하고 Powergui 블록의 Simulation type 파라미터를 Continuous로 변경하여 연속 모드에서 모델을 시뮬레이션합니다.

포트

입력

|U| — 회전자 기준 벡터의 크기

회전자 기준 벡터 U_ref의 크기입니다.

종속 관계

이 포트를 활성화하려면 Data type of input reference vector (Uref)을 Magnitude-Angle (rad)로 설정합니다.

⦟U — 회전자 기준 벡터의 위상

회전자 기준 벡터 U_ref의 위상(단위: 라디안)입니다.

종속 관계

이 포트를 활성화하려면 Data type of input reference vector (Uref)을 Magnitude-Angle (rad)로 설정합니다.

Uα — 회전자 기준 벡터의 alpha 성분

회전자 기준 벡터 U_ref의 alpha 성분입니다.

종속 관계

이 포트를 활성화하려면 Data type of input reference vector (Uref)을 alpha-beta components로 설정합니다.

Uβ — 회전자 기준 벡터의 beta 성분

회전자 기준 벡터 U_ref의 beta 성분입니다.

종속 관계

이 포트를 활성화하려면 Data type of input reference vector (Uref)을 alpha-beta components로 설정합니다.

출력

P — 자가정류형 소자를 시동하는 데 사용되는 펄스 신호

컨버터 소자의 자가정류형 소자(Q1~Q6)를 시동하기 위한 6개의 펄스 신호입니다.

파라미터

블록 파라미터를 대화형 방식으로 편집하려면 속성 인스펙터를 사용합니다. Simulink^® 툴스트립의 시뮬레이션 탭에 있는 준비 갤러리에서 속성 인스펙터를 선택하십시오.

Data type of input reference vector (Uref) — 기준 벡터의 유형

Magnitude-Angle (rad) (디폴트 값) | alpha-beta components | Internally generated

기준 벡터의 유형을 지정합니다.

Magnitude-Angle (rad)(디폴트 값)로 설정하면 U_ref 벡터는 다음 입력에 의해 지정됩니다.

|U| Uref의 크기(0과 1 사이의 값)

alpha-beta components로 설정하면 U_ref 벡터는 Uα 입력과 Uβ 입력에 의해 지정됩니다.

Internally generated로 설정하면 U_ref는 더 이상 블록에 대한 입력이 아닙니다. Output voltage 파라미터에 지정된 대로 컨버터 출력 전압을 제어하기 위해 내부적으로 생성됩니다.

Switching pattern — 스위칭 패턴

Pattern #1 (디폴트 값) | Pattern #2

Pattern #1(디폴트 값)로 설정하면 컨버터의 모든 소자가 매 PWM 주기마다 두 번 스위칭합니다.

Pattern #2로 설정하면 3개 암 중 하나의 상태가 전체 PWM 주기 동안 일정하게 유지됩니다(스위칭 없음).

PWM frequency (Hz) — PWM 주파수

2000 (디폴트 값)

PWM 주기를 결정하는 PWM 주파수입니다.

$$PWMperiod=1/PWMFrequency$$

Output voltage: [Mag (0<m<1), Phase (degrees), Freq (Hz)] — 출력 전압의 크기, 위상, 주파수

[0.8 -30 50] (디폴트 값)

블록에 의해 제어되는 2레벨 컨버터 출력 전압의 크기, 위상, 주파수입니다. 컨버터 선간 출력 전압의 기본 컴포넌트 크기는 다음과 같이 정의됩니다.

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

종속 관계

이 파라미터를 활성화하려면 Data type of input reference vector Uref을 Internally generated로 설정합니다.

샘플 시간 — 샘플 시간

0 (디폴트 값)

블록의 샘플 시간(단위: 초)을 지정합니다. 연속 블록을 구현하려면 0으로 설정합니다.

참고 문헌

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

확장 기능

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2013a에 개발됨

참고 항목

SVPWM Generator (3-Level)