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避免了編寫FPGA硬件代碼的繁瑣。
■ 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。
■ 傳統仿真器的局限
CPU運行模型,FPGA管理I/O;
■ 對于CPU模型,回路延時達到20-30μs;
■ 對于高速電機驅動系統(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。
■ 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;
■ 基于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信號采集到電機電流信號輸出的延遲低于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鍵??屏簯{借多年的工程實施經驗結合OPAL-RT先進的解算器和模型,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產品開發測試。
對于標準的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作為參考,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。
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。
高精度的模型仿真可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號。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EMTP中的飽和轉換模型很類似。我們和JSOL公司合作,借助其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。