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          解決方案
          The Solution
          量身定製符合客戶需求的仿真測試系統及解決方案。解決方案涉及電力、高端裝備、新能源車及教育等領域。
          電機控制器測試系統
          系統組成

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          電機模擬系統KL-Emotor系統組成如下:

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          系統原理

          電機模擬系統KL-Emotor由4部分構成。分別是試驗管理分系統、實時仿真分系統、功率接口和信號接口。

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          試驗管理分系統是上位機系統,通過以太網控制實時仿真分系統的運行,運行專門爲電機模擬系統KL-Emotor開發的軟件QuiK-Emotor,可以完成電機模型配置、試驗管理、自動測試、數據監控、數據分析和數據存儲等功能。

           

          實時仿真分系統是下位機系統,是整個系統的核心分系統。包括RT-LAB OP5600實時仿真器和各種IO板卡,需要具備系統數學模型實時運行以及實時I/O端口配置等功能,通過I/O採樣功率放大分系統輸出的電壓和電流信號,參與高精度電機模型的解算位置,獲得電機輸出電流的參考值Iabc*,再通過電流控制器的調製生成功率放大設備的電壓參考值,控制功率放大設備的三相輸出端的電壓和電流特性和模擬的電機一致;另外將轉速位置傳感器模型的解算結果,通過適當的I/O板卡輸出到被測設備的控制器端,參與電機控制。此部分的解算可以根據用戶不同的需求利用CPU完成或FPGA完成,其中,CPU計算的仿真步長可達10μs,FPGA計算的仿真步長可達250ns,可仿真電機的諧波反電動勢、齒槽效應、三相不對稱等現象。

           

          功率接口實現與被測設備的功率連接,信號接口將三相輸出的電壓和電流經過傳感器採樣到實時仿真分系統中,參與模型的解算。

          KL-Emotor電機模擬系統的詳細技術參數如下:

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          應用背景

          電機在現代工業的發展中起着舉足輕重的作用,包括航空、航天、船舶、電力和汽車等各個領域,尤其是在電動汽車、風力發電、機車牽引、船舶電力推進等技術飛速發展的今天,研發人員對各種電機及電機控制器的設計、開發和測試手段依然比較單一。

           

          傳統的測試方法爲搭建電機測試臺架,利用測功機做加載電機。該方法的優點是被常規工況的測試精度高,但是也帶來以下問題:(1)測試臺架本身佔地面積大、成本昂貴;(2)高速旋轉的機械部件給試驗人員帶來了風險;(3)無法進行高轉速、電氣故障等工況試驗;(4)對負載電機的控制要求很高;(5)無法方便更換測試電機類型或型號。

           

          當前比較流行的測試方法還包括硬件在環測試(Hardware in the loop, HIL)技術,通過實時仿真設備模擬電機、功率變換設備和各種電壓電流轉速等傳感器,將真實電機控制板通過I/O接口與實時仿真模型完成信號的閉環交互,該方法可以方便的完成電機控制策略的開發和驗證,但是隻有信號級的數據交互,而真正的電機控制器是包括電機控制板、驅動電路和功率電路等一起的整套設備,該方法並不能完成真正意義上的電機控制器的測試,只能叫控制器硬件在環測試(Contrllor hardware in the loop, CHIL)。


          爲了解決以上提到方法的問題,上海蒙特卡罗国际信息工程有限公司利用先進的功率硬件在環測試(Power Hardware in the loop, PHIL)技術,定製開發了可用於各種領域各種類型的電機控制器或變頻器的電機模擬系統KL-Emotor,該設備是未來電機和電機控制器開發和設計的關鍵設備。

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          技術亮點

          電機模型

          本系統配置的電機模型包括CPU模型和FPGA模型,電機種類包括:永磁同步電機模型、交流異步電機、開關磁阻電機等,建模方式包括:固定DQ模型、變DQ模型、基於有限元分析的模型等;另外,可以根據用戶需求定製電機模型;

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          該功放採用線性技術,相對於開關型的功率放大設備具有以下優勢:

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