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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。
        電驅控制測試解決方案
        概述

        基於eFPGAsim的電機硬件在環測試系統,是面向HIL的高精度FPGA的解決方案,利用eHS(Electric HardwareSolver) 技術實現,在獲得基於FPGA片上仿真高速、高精度優勢的同時也使得工程師避免了編寫FPGA硬件代碼的繁瑣。

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        eFPGAsim仿真測試平臺的特點

        ■ 能夠仿真不同的IGBT 和二極管的非正常工作狀態,模擬仿真不同的IGBT故障;

        ■ 能夠保持定子的電壓;

        ■ 能夠給定轉子的速度;

        ■ 能夠直接給電機驅動一個內部正弦波;

        ■ 能夠產生帶有死區的內部PWM來供給逆變器;

        ■ 能夠實時地改變電機的電阻/Ld/Lq及磁通量的值;

         能夠快速在GUI上設計硬件I/O口布局。

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        傳統仿真器與eFPGAsim的對比

         傳統仿真器的侷限

        CPU運行模型,FPGA管理I/O;

         對於CPU模型,迴路延時達到20-30µs;

         對於高速電機驅動系統(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的步長(<1μs);

        專用解算器方便解耦;

        FPGA管理I/O。

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        關鍵特性

         高精度電機仿真模型,能模擬轉子不對稱性、諧波反電勢、磁飽和、IGBT死區等效應;

         包含2電平與多電平逆變器等電力電子模型庫;

         支持對Simulink/SimPowerSystems自帶模型的實時仿真;

        ■ 利用EHS技術支持對CPU與FPGA聯合高精度仿真,仿真步長更可達0.25µs;

        ■ 需要電機模型的控制系統開發與測試;

        ■ 基於FPGA的高速IO板卡,可處理高速AD/DA,靜態DIO、PWM、編碼器、旋變信號等;

        ■ 在測試關鍵性保護電路時,從外部控制器PWM信號採集到電機電流信號輸出的延遲低於1.3µs。

        高精度的電機模型

        高精度的電機模型是電驅測試系統,實現高精度閉環測試的關鍵。蒙特卡罗国际憑藉多年的工程實施經驗結合OPAL-RT先進的解算器和模型,爲客戶提供全線的電機模型支持,從功能驗證到系統測試及產品開發測試。

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        標準定L的DQ模型

        對於標準的PMSM,理想狀態下的定子電壓是正弦型的,反電動勢和自感。用戶可以以轉子的角度θ作爲參考,通過Park變換對方程進行轉換。Park變換(即DQ變換)把正弦形變量,如自感,磁鏈,電流,變換成DQ軸的常量,從而大大簡化對設備的分析和控制過程。

        變L的DQ電機模型特性

        除了Ld, Lq自感根據工作點的改變而連續變化,變DQ和標準DQ的PMSM模型類似。每一個工作點上,Ld, Lq直接使用Park變換更新。

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        有限元電機模型特性

        高精度的模型仿真可用於高性能的電機控制系統的性能優化。有限元電機模型具有高精度,體現電機的非線性,這於此等同於在所有工作點使用真實的小信號。這類模型被定義爲Spatial Harmonic(SH)。SH的曲線是非線性的,某種程度上和EMTP中的飽和轉換模型很類似。我們和JSOL公司合作,藉助其JMAG-RT,可生成高精度電機模型,結合OPAL-RT的FPGA技術,提供更高精度的模型仿真。

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