電(diàn)驅控制測試解決方案-解決方案-上(shàng)海貝銳信息科技(jì)股份有限公司

解決方案

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電(diàn)驅控制測試解決方案

概述

基于eFPGAsim的電(diàn)機(jī)硬件(jiàn)在環測試系統，是面向HIL的高(gāo)精度FPGA的解決方案，利用eHS(Electric HardwareSolver) 技(jì)術(shù)實現，在獲得基于FPGA片上(shàng)仿真高(gāo)速、高(gāo)精度優勢的同時也使得工(gōng)程師(shī)避免了編寫FPGA硬件(jiàn)代碼的繁瑣。

eFPGAsim仿真測試平台的特點

■ 能(néng)夠仿真不同的IGBT 和二極管的非正常工(gōng)作狀态，模拟仿真不同的IGBT故障；

■ 能(néng)夠保持定子的電(diàn)壓；

■ 能(néng)夠給定轉子的速度；

■ 能(néng)夠直接給電(diàn)機(jī)驅動一(yī)個(gè)内部正弦波；

■ 能(néng)夠産生(shēng)帶有死區的内部PWM來供給逆變器(qì)；

■ 能(néng)夠實時地改變電(diàn)機(jī)的電(diàn)阻/Ld/Lq及磁通(tōng)量的值；

■ 能(néng)夠快速在GUI上(shàng)設計硬件(jiàn)I/O口布局。

傳統仿真器(qì)與eFPGAsim的對比

■ 傳統仿真器(qì)的局限

CPU運行模型，FPGA管理I/O；

■ 對于CPU模型，回路(lù)延時達到(dào)20-30µs；

■ 對于高(gāo)速電(diàn)機(jī)驅動系統(PWM f >10kHz,

■ eFPGAsim仿真解決方案

架構：CPU運行模型，或FPGA運行模型，FPGA運行模型實現

延時（1-2μs）；

FPGA運行模型時可以實現很小(xiǎo)的步長(cháng)（<1μs）；

專用解算(suàn)器(qì)方便解耦；

FPGA管理I/O。

關鍵特性

■ 高(gāo)精度電(diàn)機(jī)仿真模型，能(néng)模拟轉子不對稱性、諧波反電(diàn)勢、磁飽和、IGBT死區等效應；

■ 包含2電(diàn)平與多(duō)電(diàn)平逆變器(qì)等電(diàn)力電(diàn)子模型庫；

■ 支持對Simulink/SimPowerSystems自(zì)帶模型的實時仿真；

■ 利用EHS技(jì)術(shù)支持對CPU與FPGA聯合高(gāo)精度仿真，仿真步長(cháng)更可達0.25µs；

■ 需要電(diàn)機(jī)模型的控制系統開(kāi)發與測試；

■ 基于FPGA的高(gāo)速IO闆卡，可處理高(gāo)速AD/DA,靜(jìng)态DIO、PWM、編碼器(qì)、旋變信号等；

■ 在測試關鍵性保護電(diàn)路(lù)時，從(cóng)外部控制器(qì)PWM信号采集到(dào)電(diàn)機(jī)電(diàn)流信号輸出的延遲低(dī)于1.3µs。

高(gāo)精度的電(diàn)機(jī)模型

高(gāo)精度的電(diàn)機(jī)模型是電(diàn)驅測試系統，實現高(gāo)精度閉環測試的關鍵。科梁憑借多(duō)年(nián)的工(gōng)程實施經驗結合OPAL-RT先進的解算(suàn)器(qì)和模型，為(wèi)客戶提供全線的電(diàn)機(jī)模型支持，從(cóng)功能(néng)驗證到(dào)系統測試及産品開(kāi)發測試。

标準定L的DQ模型

對于标準的PMSM,理想狀态下(xià)的定子電(diàn)壓是正弦型的，反電(diàn)動勢和自(zì)感。用戶可以以轉子的角度θ作為(wèi)參考，通(tōng)過Park變換對方程進行轉換。Park變換（即DQ變換）把正弦形變量，如自(zì)感，磁鏈，電(diàn)流，變換成DQ軸的常量，從(cóng)而大大簡化對設備的分析和控制過程。

變L的DQ電(diàn)機(jī)模型特性

除了Ld, Lq自(zì)感根據工(gōng)作點的改變而連續變化，變DQ和标準DQ的PMSM模型類似。每一(yī)個(gè)工(gōng)作點上(shàng)，Ld, Lq直接使用Park變換更新。

有限元電(diàn)機(jī)模型特性

高(gāo)精度的模型仿真可用于高(gāo)性能(néng)的電(diàn)機(jī)控制系統的性能(néng)優化。有限元電(diàn)機(jī)模型具有高(gāo)精度，體現電(diàn)機(jī)的非線性，這于此等同于在所有工(gōng)作點使用真實的小(xiǎo)信号。這類模型被定義為(wèi)Spatial Harmonic(SH)。SH的曲線是非線性的，某種程度上(shàng)和EMTP中的飽和轉換模型很類似。我們和JSOL公司合作，借助其JMAG-RT，可生(shēng)成高(gāo)精度電(diàn)機(jī)模型，結合OPAL-RT的FPGA技(jì)術(shù)，提供更高(gāo)精度的模型仿真。