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金莎js9999777的网址提供的产品覆盖从系统数字化设计仿真、快速原型控制、半实物仿真、测试验证、与装置接口各环节,形成完整的流程开发测试工具链。
电机模拟器KLME

应用背景

随着电动汽车、牵引机车、风力发电、航空电力等领域电机应用技术的飞速发展,对各种电机及控制器的性能测试也提出了更高要求。

当前比较流行的开发和测试方法包括快速控制原型(Rapid Control Prototyping, RCP)测试和硬件在环测试(Hardware in the loop, HIL),但这两种方法只是信号级的数据交互。而真正的电机控制器是集控制电路、驱动电路和功率电路为一体的控制系统,仅凭信号级的在环测试不能反映电机控制器的功率控制性能,无法完成真正意义上的电机控制器的全面测试。

为了解决以上提到的问题,金莎js(9999777-VIP认证)的网址-App Store结合传统的“V”字型开发流程,在HIL测试阶段之后加入一个新的测试手段──功率硬件在环测试(Power Hardware in the loop, PHIL)。PHIL技术是一种以测试功率型电力设备为目标的混合仿真技术,结合了数字仿真和物理仿真的优点,已经在风电、分布式发电技术等领域得到应用。

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公司利用该技术定制开发了可用于测试各种领域多种类型的电机控制器的电机模拟器KLME,该系统结合了半实物仿真测试和台架测试的优势,填补了信号级HIL测试与功率级电机台架测试之间的空白。该系统利用其准确的电机模拟功能,可灵活模拟不同类型、不同场景的电机特性,能高效、全面的测试电机控制器的功能及性能,完成真正意义上的电驱动系统功率级测试,是未来电机和电机控制器开发和设计的关键设备。

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系统组成

本系统由电机模拟监控软件和电机模拟功率设备构成,以太网通讯连接。功率设备主要由双向直流单元、操控单元、核心控制单元、高频功率变换单元、滤波单元等部分构成,通过操作监控软件可以方便实现电机参数设置、故障模拟、在线调参、波形查看、数据存储、波形反演、报告生成等功能,以实现对电机控制系统的功率级测试。

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运行原理

电机模拟器一端功率连接电机控制器,一端连接电网。核心控制单元主要由FPGA实现,负责解算电机模型和负载模型,通过对功率变换单元和双向直流单元的控制,实现功率的流动。系统架构图如下图所示

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核心控制单元包括采样电路、比较电路、保护电路、驱动电路等硬件模块,采样电机驱动系统的实时信息,比较、计算电机本体需要产生的特征电流,输出PWM信号,驱动功率变换单元执行动作,实现整个电机模拟装置对电机电气外特性的模拟。系统控制流程图如下图所示。

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功能与规格

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应用场景

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特点/优点

■ 功能融合:模拟电机的四象限运行特性;1套设备即可替代传统电机对拖台架中的驱动电机、负载电机以及负载变频器(或者测功机);融合负载特性模型,如新能源汽车的整车负载特性;

■ 通用性强:通过用户界面设置电机类型及参数,可以精确模拟无刷直流电机、永磁同步电机、异步电机等多种类型电机的特性,包含电特性、机械特性以及磁场的非线性特性等;

■ 覆盖面广:可以进行传动系统常规测试,亦可进行特定工况点测试,如转矩突变、电机堵转等测试;可工作在固定位置、固定转速、驱动器控制等模式;

■ 节省投资:仅仅通过设置不同的电机参数即可实现不同类型的电机对拖台架,避免重复投资及场地占用;

操作便利:通过电机监控软件可以方便实现电机参数设置、在线调参、波形查看、数据存储、波形反演、报告打印等操作;

■ 位置/速度传感器模拟:可模拟输出编码器、旋转变压器、霍尔位置传感器等传感器信号;

■ 故障模拟:机械故障、传感器故障、线路或电机相间短路/开路故障;

■ 电网接入性好:与被测设备组成功率循环环路,耗能低,由电网供给的能量少;

■ 安全性高:无旋转机械部件,用户可自定义电压、电流保护的阈值,领先于被测设备保护动作,保障被测设备的安全性。


应用领域

■ 适用于电动汽车、风力发电、航空航天、牵引机车等电机驱动领域的开发、测试;

■ 电机控制器控制策略的开发、中试及其满功率、全工况的耐久性测试;

■ 电机本体设计的实验验证,优化开发。


应用案例

应用:30 kVA电机驱动系统测试平台

基于30kVA电机模拟器KLME-A30构建特种电机驱动系统测试平台,该平台支持电机驱动系统的全数字仿真、RCP、HIL、PHIL等多种测试场景,为该电机驱动系统的研发提供全生命周期的测试服务,提高了产品开发效率和测试灵活性,降低了开发成本。

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应用:200 kVA电机驱动器测试平台

基于200kVA电机模拟器KLME-A200构建新能源汽车电机驱动器测试平台,该电机模拟器的实际模拟输出电流与期望控制输出电流误差<1%。该测试平台还配置了载荷分析软件和实时仿真软件,具备新能源车辆仿真、主减速器仿真、车辆动力学仿真等功能,为新能源汽车驱动器的开发提供了全方位的测试环境。

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