基于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(shù)實現,在獲得基于FPGA片上仿真高速、高精度優勢的同時也使得工程師(shī)避免了編寫FPGA硬件代碼的繁瑣。
■ 能夠仿真不同的IGBT 和(hé)二極管的非正常工作狀态,模拟仿真不同的IGBT故障;
■ 能夠保持定子(zǐ)的電壓;
■ 能夠給定轉子(zǐ)的速度;
■ 能夠直接給電機驅動(dòng)一個(gè)内部正弦波;
■ 能夠産生帶有死區的内部PWM來供給逆變器(qì);
■ 能夠實時地改變電機的電阻/Ld/Lq及磁通(tōng)量的值;
■ 能夠快速在GUI上設計硬件I/O口布局。
■ 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20-30µs;
■ 對于高速電機驅動(dòng)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(kě)以實現很小的步長(<1μs);
專用解算器(qì)方便解耦;
FPGA管理I/O。
■ 高精度電機仿真模型,能模拟轉子(zǐ)不對稱性、諧波反電勢、磁飽和(hé)、IGBT死區等效應;
■ 包含2電平與多電平逆變器(qì)等電力電子(zǐ)模型庫;
■ 支持對Simulink/SimPowerSystems自帶模型的實時仿真;
■ 利用EHS技術(shù)支持對CPU與FPGA聯合高精度仿真,仿真步長更可(kě)達0.25µs;
■ 需要電機模型的控制系統開發與測試;
■ 基于FPGA的高速IO闆卡,可(kě)處理高速AD/DA,靜态DIO、PWM、編碼器(qì)、旋變信号等;
■ 在測試關(guān)鍵性保護電路(lù)時,從外部控制器(qì)PWM信号采集到電機電流信号輸出的延遲低于1.3µs。
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(guān)鍵。科梁憑借多年的工程實施經驗結合OPAL-RT先進的解算器(qì)和(hé)模型,為客戶提供全線的電機模型支持,從功能驗證到系統測試及産品開發測試。
對于标準的PMSM,理想狀态下(xià)的定子(zǐ)電壓是正弦型的,反電動(dòng)勢和(hé)自感。用戶可(kě)以以轉子(zǐ)的角度θ作為參考,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(rú)自感,磁鍊,電流,變換成DQ軸的常量,從而大大簡化對設備的分析和(hé)控制過程。
除了Ld, Lq自感根據工作點的改變而連續變化,變DQ和(hé)标準DQ的PMSM模型類似。每一個(gè)工作點上,Ld, Lq直接使用Park變換更新。
高精度的模型仿真可(kě)用于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,這于此等同于在所有工作點使用真實的小信号。這類模型被定義為Spatial Harmonic(SH)。SH的曲線是非線性的,某種程度上和(hé)EMTP中(zhōng)的飽和(hé)轉換模型很類似。我們和(hé)JSOL公司合作,借助其JMAG-RT,可(kě)生成高精度電機模型,結合OPAL-RT的FPGA技術(shù),提供更高精度的模型仿真。