시뮬링크 단상 전압 소스 인버터 시뮬레이션

 

단상 전압 소스 인버터의 작동에 대한 Simulink를 설계하고 시뮬레이션합니다. 먼저 단상 전압 소스 인버터에 대한 간단한 소개를 제공하고 Simulink 모델을 설계한 다음 마지막으로 시뮬레이션하여 결과를 얻습니다.

 

단상 전압 소스 인버터 소개

단상 전압 소스 인버터는 DC 전압을 구형파 AC 또는 사인파 AC 전압으로 반전합니다. 현재 두 가지 유형의 전압 인버터가 있습니다.: 첫 번째는 4개의 스위치, IGBT 또는 MOSFET으로 구성된 풀 브리지 전압 소스 인버터이고 두 번째는 2개의 스위치, IGBT 또는 MOSFET으로 구성된 단상 전압 소스 인버터입니다. 이러한 전압 소스 인버터 애플리케이션에는 단상 UPS 및 스위칭 전원 공급 장치가 포함됩니다. 이들은 주로 고전력 정적 전력 토폴로지에서 사용되었습니다.

 

 

단상 전압 소스 인버터의 Simulink 모델

단상 전압 소스 인버터를 만드는 방법과 MATLAB Simulink 모델을 사용하여 구성 요소를 선택하는 방법을 설명합니다. 먼저 MATLAB에서 새 모델을 만드는 방법을 설명합니다. 새 모델을 만들려면 MATLAB을 열고 Simulink 라이브러리를 클릭하기만 하면 됩니다. Simulink Library를 클릭하면 "Simulink Library Browser"라는 이름의 새 페이지가 열립니다. 아래 그림에서 이것을 볼 수 있습니다.

 

 

Simulink 라이브러리 브라우저

이 Simulink 라이브러리 브라우저의 메뉴 모음에는 다양한 옵션이 있습니다. New Model(새 모델)을 클릭하기만 하면 아래와 같이 Simulink의 New Model 페이지가 열립니다.

 

Simulink의 새로운 모델

 

Simulink 라이브러리 브라우저

이 새로운 Simulink 모델에서는 새로운 회로를 만든 다음 원하는 대로 실행하거나 시뮬레이션할 수 있습니다. 전력 전자 부품을 선택하려면 Simulink 라이브러리 브라우저의 검색 메뉴 모음에 전력 전자 단어를 작성하기만 하면 됩니다. 그러면 아래와 같이 모든 전력 전자 부품 블록이 포함된 새 페이지가 열립니다.

 

전력 전자 부품 블록

 

이러한 블록을 새 모델에 삽입하려면 이 블록을 새 모델 창으로 드래그하거나 블록을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭한 다음 새 모델에 블록 추가를 클릭하면 이 블록이 자동으로 새 모델 창에 복사됩니다. 이러한 방식으로 이러한 블록을 새 모델 창에 쉽게 추가할 수 있습니다. 마찬가지로 오실로스코프 및 디스플레이 블록을 검색할 때 "Simulink Library Browser"의 검색 메뉴 표시줄에 sink라는 단어를 쓰기만 하면 아래 그림과 같이 모든 관련 블록이 새 페이지에 나타납니다.

 

오실로스코프 및 디스플레이 블록

 

Simulink 모델

마찬가지로 펄스 발생기, 로직 게이트, 커패시터, 저항 등과 같은 다른 모든 구성 요소 블록을 검색하고 드래그합니다. 그런 다음 요구 사항에 따라 회로에 합류합니다. 이제 MATLAB Simulink 라이브러리의 도움으로 단상 전압 소스 인버터가 완성되었습니다. Simulink 모델 회로는 아래 그림에서 볼 수 있습니다.

 

Simulink 모델을 사용한 단상 전압 소스 인버터

 

이 단상 전압원 인버터 Simulink 모델은 2개의 IGBT, 2개의 50μF 커패시터, 100V DC 전압 공급기, 1개의 NOT Gate 논리 연산기를 사용합니다. 또한 MATLAB Simulink는 이 저항 없이 이 회로를 시뮬레이션 할 수 없으므로 두 개의 커패시터 사이에 1옴 저항을 연결해야 했지만 하드웨어에서는 이 저항을 연결할 필요가 없습니다. 마지막으로 출력 부하로 10Ω 저항을 사용합니다. 이제 이 회로를 50% 듀티 사이클로 실행하거나 시뮬레이션합니다. 듀티 사이클은 펄스 발생기를 두 번 클릭한 다음 아래 그림에 따라 설정됩니다.

 

듀티 사이클 설정

 

시뮬레이션

두 IGBT 스위치가 동시에 켜지면 안 되기 때문에 하나의 게이트 펄스가 하나의 IGBT 스위치와 직접 연결되고 다른 게이트 펄스는 NOT 게이트 후에 다른 IGBT 스위치와 연결됩니다. 즉, 이 회로는 보완 스위칭을 통해 작동합니다. 이 회로를 50% 듀티 사이클로 시뮬레이션하면 출력 전압은 공급 전압의 절반이 되며, 이는 아래 그림과 같이 50볼트가 됨을 의미합니다.

스위칭 펄스 1, 스위칭 펄스 2 및 출력 전압

 

결론적으로 이 튜토리얼은 Simulink를 사용하여 단상 전압 소스 인버터를 설계하고 시뮬레이션하기 위한 심층적인 개요를 제공합니다. 개념을 더 잘 이해하는 데 도움이 되는 설명과 함께 단계별 절차를 다룹니다. 이 개념을 활용하여 더 복잡한 전압 소스 인버터를 설계하고 시뮬레이션할 수 있습니다.