三相ANPCインバータ

概略ブロック図

インバータスイッチングブロックの概略ブロック図と対応するスイッチの配置および名称を図 2に示します。

リアルタイム シミュレーション用の 3 相 ANPC インバータ コンポーネントの重みは 3 です。

コントロール

デジタル入力を制御パラメータとして選択すると、ゲートドライブ入力を任意のデジタル入力ピン（1～32）に割り当てることができます。たとえば、フェーズAのS1を1に割り当てると、デジタル入力ピン1はフェーズAのS1スイッチゲートドライブにルーティングされます。また、 gate_logicパラメータでは、アクティブハイ（高レベル入力電圧VIHでスイッチがオン）またはアクティブロー（低レベル入力電圧VILでスイッチがオン）を選択します。ゲートドライブロジックは、外部コントローラの設計によって異なります。TyphoonSimでは、デジタル信号は内部仮想IOバスから読み取られます。したがって、何らかの信号がデジタル出力1に送信されると、デジタル入力1に表示されます。

制御パラメータとして「モデル」を選択すると、信号処理モデルからIGBTのゲート駆動信号を直接設定できます。コンポーネント上に入力ピン「ゲート」が表示されます。このピンには、18個のゲート駆動信号を次の順序でベクトル入力する必要があります：[A相S1、A相S2、…、B相S1、B相S2、…、C相S1、C相S2、…]。モデルから制御する場合、ロジックは常にアクティブハイに設定されます。

損失計算

損失計算プロパティを有効にすると、コンポーネントはすべてのスイッチング素子 (IGBT およびダイオードまたは MOSFET) のスイッチングおよび伝導電力損失を計算します。 MOSFET スイッチング素子の場合、ダイオード特性は内部 MOSFET ボディ ダイオードを表します。 スイッチング電力損失は、3D ルックアップ テーブルを使用して、電流、電圧、および温度の関数として計算されます。また、損失の 2D 入力もサポートされています。 2D 損失テーブルを挿入すると、電流 (I) と温度の依存性のみが想定されます。 伝導電力損失は、Vt および Vd ルックアップ テーブル (LUT) を使用して、電流と温度の関数として定義できます。 これらの LUT は、1D テーブルまたは 2D テーブルです。 LUT が 1D テーブルの場合、順方向電圧降下は電流のみに依存しますが、LUT が 2D テーブルの場合は、順方向電圧降下のジャンクション温度への依存性も考慮されます。 MOSFET の場合、逆電流伝導では、MOSFET チャネルと内部ボディ ダイオード間の電流共有計算が実行されます。インポート オプションと、必要なすべての電力損失パラメータを正しく入力する方法については、「電力損失データのインポート」セクションで説明されています。

IGBTスイッチタイプの場合、電力損失用の入出力端子は、36要素（インデックス0～35、ベクトル内の各インデックスは1つのスイッチング素子を表す）のベクトルを受信/生成します。最初の12要素（ベースインデックス0）はA相のスイッチング素子に関連し、次の12要素（ベースインデックス12から始まる）はB相のスイッチング素子に関連し、最後の12要素（ベースインデックス24）はC相のスイッチング素子に関連します。

MOSFET スイッチ タイプの場合、すべての損失グループで、電力損失の入出力端子は 18 個の要素のベクトルを受信/生成します (ベクトル内の各インデックスは 1 つのスイッチング要素を表します)。最初の 6 個の要素 (インデックス 0 ～ 5) は A 相のスイッチング要素に関連し、次の 6 個の要素 (インデックス 6 ～ 11) は B 相のスイッチング要素に関連し、最後の 6 個の要素 (インデックス 12 ～ 17) は C 相のスイッチング要素に関連します。損失グループに異なるスイッチ タイプが使用されている場合、電力損失の入出力端子は、前述と同じ順序付けロジックを使用してベクトルを受信/生成します。各相のスイッチング要素の順序付けとグループ定義については、「ANPC レグ損失の計算」セクションで説明します。

すべてのスイッチは 3 つのグループに分散されており、グループごとに異なる電力損失パラメータを指定できます (フェーズ A S1、フェーズ A S4、フェーズ B S1、フェーズ B S4、フェーズ C S1、およびフェーズ C S4 はグループ 1 に含まれます。フェーズ A S2、フェーズ A S3、フェーズ B S2、フェーズ B S3、フェーズ C S2、およびフェーズ C S3 はグループ 2 に含まれます。フェーズ A S5、フェーズ A S6、フェーズ B S5、フェーズ B S6、フェーズ C S5、およびフェーズ C S6 はグループ 3 に含まれます)。

注記： 3 相 ANPC インバータの損失計算は、次の ANPC レグ変調技術に基づいて実装およびテストされます。

温度計算

温度計算プロパティを有効にすると、コンポーネントはすべてのスイッチング素子（IGBTおよびダイオード）の総合的な電力損失（P_loss）と接合温度（T_junctions）を計算します。総合的な電力損失は、内部生成された熱ネットワークコンポーネントを介して伝達されるスイッチング損失と伝導損失の合計を表します。内部生成された熱ネットワークコンポーネントは、電力損失、入力ケース温度、および指定された熱モデルパラメータから接合温度も計算します。温度計算用の入出力ポートはベクトルであり、要素数は選択したスイッチタイプによって異なります。損失計算セクションで説明されているのと同じ方法でインデックスが付けられます。

追加の温度計算コンポーネントのプロパティは次のとおりです。

• 熱ネットワークタイプ- 内部熱ネットワークのタイプを定義します
• Rthスイッチ- IGBTスイッチの熱抵抗一覧
• Tthスイッチ / Cthスイッチ- IGBTスイッチの熱時定数または熱容量のリスト
• Rthダイオード- ダイオードの熱抵抗のリスト
• Tthダイオード / Cthダイオード- ダイオードの熱時定数または熱容量のリスト
• 計算実行速度- 損失と温度計算ロジックの実行速度（[s]）

デジタルエイリアス

コンバータがデジタル入力で制御される場合、コンバータが使用するすべてのデジタル入力にエイリアスが作成されます。デジタル入力エイリアスは、既存のデジタル入力信号と並んで「デジタル入力」リストに表示されます。エイリアスは「Converter_name.Switch_name」のように表示されます。ここで、 「Converter_name」はコンバータのコンポーネント名、 「Switch_name」はコンバータ内の制御可能なスイッチ名です。

ポート

• DC+（電気）
  • DC側+ポート。

• DCn（電気）
  • DC側ニュートラルポート。

• DC（電気）
  • DC側ポート。

• A（電気）
  • AC側ポート - 相A

• B（電気）
  • AC側ポート - 相B

• C（電気）
  • AC側ポート - C相

• s_crtl (入力)
  • モデル制御を選択した場合に使用可能
  • スイッチ用の18個の入力ゲート信号のベクトル

• Tジャンクション（入力）
  • 損失計算が有効で温度計算が無効の場合に使用可能
  • スイッチ損失計算のための接合温度を提供するために使用される
  • すべてのスイッチ損失グループのスイッチタイプがIGBTの場合、 T_junctionsは36個の温度値（相ごとに12個）で構成され、スイッチとダイオードごとに1つずつあります。
  • すべてのスイッチ損失グループのスイッチタイプがMOSFETの場合、 T_junctionsは18個の温度値（MOSFETとボディダイオードは同じ温度）で構成され、位相ごとに6個になります。

• T_cases（イン）
  • 温度計算が有効になっている場合に利用可能
  • 熱モデルのケース温度を提供するために使用される
  • すべてのスイッチ損失グループのスイッチタイプがIGBTの場合、 T_junctionsは36個の温度値（相ごとに12個）で構成され、スイッチとダイオードごとに1つずつあります。
  • すべてのスイッチ損失グループのスイッチタイプがMOSFETの場合、 T_junctionsは18個の温度値（MOSFETとボディダイオードは同じ温度）で構成され、位相ごとに6個になります。

• cond_losses（出力）
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • スイッチング素子の伝導損失を表す
  • すべてのスイッチ損失グループのスイッチタイプがIGBTの場合、 cond_lossesは36個の値（相ごとに12個）で構成されます。すべてのスイッチ損失グループのスイッチタイプがMOSFETの場合、cond_lossesは18個の値（相ごとに6個）で構成されます。

• sw_losses（出力）
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • スイッチング素子のスイッチング損失を表す
  • すべてのスイッチ損失グループのスイッチタイプがIGBTの場合、 sw_lossesは36個の値（相ごとに12個）で構成されます。すべてのスイッチ損失グループのスイッチタイプがMOSFETの場合、sw_lossesは18個の値（相ごとに6個）で構成されます。

• P_loss（出力）
  • 損失と温度計算の両方が有効になっている場合に使用可能
  • スイッチング素子の導通損失とスイッチング損失の合計を表す
  • すべてのスイッチ損失グループでスイッチタイプがIGBTの場合、 P_lossは36個の値（相あたり12個）で構成されます。すべてのスイッチ損失グループでスイッチタイプがMOSFETの場合、18個の値（相あたり6個）で構成されます。

• Tジャンクション（出力）
  • 損失と温度計算の両方が有効になっている場合に使用できます。この場合、ケース熱モデルがコンポーネント内部にあり、ケース温度がコンポーネントへの入力として提供されるため、 T_junctions は出力となります。
  • スイッチング素子の接合温度を表す
  • すべてのスイッチ損失グループでスイッチタイプがIGBTの場合、 T_junctionsは36個の値（相あたり12個）で構成されます。すべてのスイッチ損失グループでスイッチタイプがMOSFETの場合、18個の値（相あたり6個）で構成されます。

コントロール（タブ）

• コントロール
  • スイッチの制御方法を指定します。デジタル入力とモデルから選択できます。
  • 各コントロールの詳細については、 「コントロール」セクションをご覧ください。

• もし デジタル入力 コントロールとして選択した場合、次のプロパティを使用できます。
  • フェーズA S1
    • A相S1スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズA S1ロジック
    • A相S1の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズA S2
    • A相S2スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズA S2ロジック
    • A相S2の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズA S3
    • A相S3スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズA S3ロジック
    • A相S3の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズA S4
    • A相S4スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズA S4ロジック
    • A相S4の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズA S5
    • A相S5スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズA S5ロジック
    • A相S5の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズA S6
    • A相S6スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズA S6ロジック
    • A相S6の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズB S1
    • B相S1スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズB S1ロジック
    • B相S1の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズB S2
    • B相S2スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズB S2ロジック
    • B相S2の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズB S3
    • B相S3スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズB S3ロジック
    • B相S3の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズB S4
    • B相S4スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズB S4ロジック
    • B相S4の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズB S5
    • B相S5スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズB S5ロジック
    • B相S5の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズB S6
    • B相S6スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズB S6ロジック
    • B相S6の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズC S1
    • C相S1スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズC S1ロジック
    • C相S1の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズC S2
    • C相S2スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズC S2ロジック
    • C相S2の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズC S3
    • C相S3スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズC S3ロジック
    • C相S3の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズC S4
    • C相S4スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズC S4ロジック
    • C相S4の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズC S5
    • C相S5スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズC S5ロジック
    • C相S5の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • フェーズC S6
    • C相S6スイッチを制御するために使用されるデジタル入力
  • フェーズC S6ロジック
    • C相S6の制御信号に適用されるロジック
    • アクティブハイまたはアクティブロー
  • ゲート制御の有効化
    • 有効にすると、ゲート制御信号の変更を適用するかどうかを制御できるようになります。
  • セン
    • ゲート制御の有効化が有効になっている場合に利用可能
    • スイッチングを有効/無効にするデジタル入力
  • Sen_logic
    • ゲート制御の有効化が有効になっている場合に利用可能
    • Sen信号に適用されるロジック

• もし モデル コントロールとして選択した場合、次のプロパティを使用できます。
  • 実行率
    • コンポーネントのゲート信号の更新間隔を定義します。ゲート信号は、コンポーネントへの信号処理入力として提供されます。

損失（タブ）

• 損失計算
  • コンバータの損失計算を有効/無効にします。詳細は「損失計算」セクションをご覧ください。

• 損失グループ
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • 特定のスイッチグループを選択するために使用します。詳細については、こちらをご覧ください。

• スイッチXMLファイル
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • XMLファイルからスイッチの損失データを読み込むために使用します。サポートされているファイル形式の詳細については、専用セクションをご覧ください。

• ダイオードのxmlファイル
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • ダイオードの損失データをXMLファイルから読み込むために使用します。サポートされているファイル形式の詳細については、専用セクションをご覧ください。

• スイッチグループタイプ
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • スイッチタイプ（MOSFETまたはIGBT）を指定します。スイッチタイプに関する情報がxmlファイルに記載されている場合は、自動的に適用されます。

• 現在の値
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • 特定のポイントにおけるコンバータ損失を指定するために使用される電流値のベクトル。損失データがXMLファイルから読み込まれる場合、自動的に入力されます。

• 電圧値
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • 特定のポイントにおけるコンバータ損失を指定するために使用される電圧値のベクトル。損失データがxmlファイルから読み込まれる場合、自動的に入力されます。

• 温度値
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • 特定のポイントにおけるコンバータ損失を指定するために使用される温度値のベクトル。損失データがxmlファイルから読み込まれる場合、自動的に入力されます。

• Vtテーブル
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • スイッチ導通電圧降下値用の2Dルックアップテーブルです。損失データをxmlファイルから読み込むと、自動的に入力されます。テーブル形式の詳細については、「損失計算」セクションをご覧ください。

• Vdテーブル
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • ダイオード導通電圧降下値の2Dルックアップテーブルです。損失データをxmlファイルから読み込むと、自動的に入力されます。テーブル形式の詳細については、「損失計算」セクションをご覧ください。

• テーブルの上に
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • スイッチオン時のスイッチング損失を計算するための3Dルックアップテーブルです。損失データがXMLファイルから読み込まれた場合は、自動的に入力されます。テーブル形式の詳細については、「損失計算」セクションをご覧ください。

• テーブルから降りる
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • スイッチのターンオフ時のスイッチング損失を計算する3Dルックアップテーブルです。損失データがXMLファイルから読み込まれた場合は、自動的に入力されます。テーブル形式の詳細については、「損失計算」セクションをご覧ください。

• エドはテーブルから降りた
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • ダイオードのターンオフ時のスイッチング損失を計算する3Dルックアップテーブルです。損失データをXMLファイルから読み込むと、自動的に入力されます。テーブル形式の詳細については、「損失計算」セクションをご覧ください。

• 温度計算
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • コンバータの損失温度計算を有効/無効にします。熱モデルを指定する必要があります。詳細は「温度計算」セクションをご覧ください。

• 熱ネットワークタイプ
  • 温度計算が有効になっている場合に利用可能
  • 熱ネットワークモデルのタイプを指定します: Foster または Cauer

• Rthスイッチ
  • 温度計算が有効になっている場合に利用可能
  • スイッチの熱抵抗
  • ベクター

• Rthダイオード
  • 温度計算が有効になっている場合に利用可能
  • ダイオードの熱抵抗
  • ベクター

• T番目のスイッチ
  • 温度計算が有効で、熱ネットワークタイプがFosterの場合に使用可能
  • スイッチ熱時定数
  • ベクター

• Tthダイオード
  • 温度計算が有効で、熱ネットワークタイプがFosterの場合に使用可能
  • ダイオードの熱時定数
  • ベクター

• Cthスイッチ
  • 温度計算が有効で、熱ネットワークタイプがCauerの場合に使用可能
  • スイッチの熱容量
  • ベクター

• Cthダイオード
  • 温度計算が有効で、熱ネットワークタイプがCauerの場合に使用可能
  • ダイオードの熱時定数
  • ベクター

• 計算実行率
  • 損失計算が有効になっている場合に利用可能
  • 損失計算の実行レート。損失計算の入力と出力を更新する間隔を定義します。

詳細設定（タブ）

特典（タブ）

「Extras」タブでは、コンポーネントの信号アクセス管理を設定できます。