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新能源汽車功率級(jí)電機(jī)對(duì)拖半實(shí)物仿真開發(fā)系統(tǒng)

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新能源汽車功率級(jí)電機(jī)對(duì)拖半實(shí)物仿真開發(fā)系統(tǒng)主要由新能源汽車大功率永磁同步電機(jī)對(duì)拖平臺(tái)、大功率驅(qū)動(dòng)器硬件在回路控制測(cè)試仿真系統(tǒng)組成

詳細(xì)介紹

新能源汽車功率級(jí)電機(jī)對(duì)拖半實(shí)物仿真開發(fā)系統(tǒng)主要由新能源汽車大功率永磁同步電機(jī)對(duì)拖平臺(tái)、大功率驅(qū)動(dòng)器硬件在回路控制測(cè)試仿真系統(tǒng)組成。

新能源大功率電動(dòng)汽車電機(jī)對(duì)拖平臺(tái)和cSPACE快速控制原型開發(fā)系統(tǒng)都采用基于MATLAB/Simulink的圖形化編程，能實(shí)現(xiàn)對(duì)扭矩傳感器、電機(jī)的電流、速度、位置信號(hào)進(jìn)行讀取或結(jié)算的功能，能用于構(gòu)建機(jī)器人、各種電機(jī)、汽車電子、電力電子、機(jī)械裝備等的控制器設(shè)計(jì)以及硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試，擁有計(jì)算機(jī)監(jiān)控界面，能在線調(diào)節(jié)控制參數(shù)和保存采集的數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)總成和功能說(shuō)明

特點(diǎn)

n 采用MBD方法開發(fā)，能實(shí)現(xiàn)硬件在回路（HIL）和快速控制原型（RCP）設(shè)計(jì)方法；

n 雙DSP技術(shù)，豐富的硬件外設(shè)支持，擁有高性能的AD/DA、SPI、CAN、串口和正交編碼信號(hào)處理模塊；

n 采用MATLAB/Simulink基于模型的設(shè)計(jì)開發(fā)，支持Simulink自動(dòng)DSP代碼生成；

n 可在線修改多個(gè)變量，實(shí)時(shí)顯示多個(gè)變量并自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；

n 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、操作便捷、性價(jià)比；

n 變流器控制接口開放，控制接口包括三路PWM信號(hào)，1路復(fù)位故障信號(hào)，1路輸出使能信號(hào)和1路故障反饋信號(hào)，控制接口方式為光纖；

n 變流器及其控制接口板卡自供電，具有過(guò)壓、短路和過(guò)溫等完善的保護(hù)功能；

n 驅(qū)動(dòng)器開發(fā)平臺(tái)是進(jìn)行電機(jī)原理、驅(qū)動(dòng)控制算法、MATLAB快速控制原型開發(fā)和DSP軟硬件學(xué)習(xí)和研究很好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究人員也可以快速利用這套系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)其它類型的電機(jī)。

n 提供電流和速度閉環(huán)控制Simulink軟件以及DSP源代碼；

n 并網(wǎng)逆變器（grid-tie inverter，簡(jiǎn)稱GTI）可以將直流電轉(zhuǎn)換給交流電，并且其輸出的交流電可以和和市電的頻率及相位同步，因此輸出的交流電可以回到市電。

n 整流器將交流電（AC）變成直流電(DC)，經(jīng)濾波后供給負(fù)載，或者供給逆變器；并且可以給蓄電池提供充電電壓，起到充電器的作用。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

n 磁場(chǎng)定向控制扭矩控制實(shí)驗(yàn)

n 速度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)

n 空間矢量SVPWM電流控制實(shí)驗(yàn)

n cSPACE嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)

n 伺服驅(qū)動(dòng)電流閉環(huán)和速度閉環(huán)雙PID控制實(shí)驗(yàn)

n 速度動(dòng)態(tài)特性響應(yīng)實(shí)驗(yàn)

n 其它電流和速度算法實(shí)驗(yàn)（提供simulink軟件接口）

基于simulink的伺服電機(jī)電壓開環(huán)模型

基于simulink的伺服電機(jī)速度閉環(huán)模型

規(guī)格參數(shù)

類型	名稱	參數(shù)
電機(jī)	永磁同步電機(jī)	峰值功率 10kw 持續(xù)功率 5kw 峰值轉(zhuǎn)矩 80Nm 持續(xù)轉(zhuǎn)矩 17Nm 工作轉(zhuǎn)速 5500rpm 額定轉(zhuǎn)速 3000rpm 額定電壓 60 冷卻方式風(fēng)冷
電機(jī)	異步電機(jī)	功率 5.5 額定電流 11.7 轉(zhuǎn)速 2830 額定轉(zhuǎn)矩 17.4Nm 可以工作在發(fā)電機(jī)模式，通過(guò)并網(wǎng)逆變器把發(fā)的電并入三相電網(wǎng)
驅(qū)動(dòng)器	永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)器	功率7.5KW 持續(xù)電流 12A 處理器采用TI TMS320F28335 DSP 含開源的Simulink自動(dòng)代碼生成進(jìn)行永磁同步電機(jī)的電流、速度、位置三閉環(huán)軟件含直接轉(zhuǎn)矩控制和弱磁控制的算法含減速能量回饋功能
驅(qū)動(dòng)器	異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)器	功率7.5KW 持續(xù)電流 11A 處理器采用TI TMS320F28335 DSP 含開源的Simulink自動(dòng)代碼生成進(jìn)行異步電機(jī)的電流、速度閉環(huán)軟件
控制器	cSPACE快速控制原型開發(fā)系統(tǒng)	基于MATLAB/Simulink開發(fā) 硬件接口：采用TMS320F28335 DSP為主處理器，14通道AD，4路DA，1路SVPWM，3路編碼器，2路串口，1路CAN總線，1路SPI接口，1路I2C接口，支持汽車的CAN通訊接口監(jiān)控軟件：可以監(jiān)控10個(gè)變量，在線修改15個(gè)變量，能進(jìn)行數(shù)據(jù)保存
并網(wǎng)逆變器	并網(wǎng)逆變器	實(shí)現(xiàn)電機(jī)的三相交流電輸出并到電網(wǎng) 輸入功率6600W 直流電壓550V MPPT電壓范圍120~450V 額定電網(wǎng)電壓208/220/230/240V 額定電網(wǎng)頻率50/60Hz 電網(wǎng)電壓范圍 180~270V
傳感器	扭矩傳感器	200Nm ，±10V模擬電壓輸出，轉(zhuǎn)速高達(dá)7000RPM
主要電氣配件	斷路器	100 A
主要電氣配件	電氣柜等	工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，滿足實(shí)驗(yàn)室安全性的要求