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功率级电机对拖性能研究与半实物仿真开发系统

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文字: 手机页面二维码 2020/3/26     浏览次数:    

产品概述

 功率级电机性能测试实验平台是能实现采用扭矩传感器测量电机的性能、两个电机互为负载的电机驱动和控制算法开源的实验平台。该平台是基于ti tms320f28335 dspmatlab/simulin的图形化编程,结合计算机仿真和嵌入式实时控制技术,能实现硬件在回路(hil)和快速控制原型(rcp)设计的功能。

该平台能自动生成dsp代码,拥有上位机监控界面,能在线调节控制参数和保存采集的数据,底层代码开源,是以新能源、电力拖动和电动车辆工程应用为背景的一个开放式产品平台。不仅能用于构建机器人、各种电机、汽车电子、电力电子、机械装备等的电机驱动器快速控制原型开发系统,而且能用于电机性能测试、高级电机控制算法研究的平台。


 

开发流程图

 

实物场景图

产品特点

1.采用mbd方法开发,能实现硬件在回路(hil)和快速控制原型(rcp)设计方法;

2.基于ti tms320f28335 dsp,丰富的硬件外设支持,拥有高性能的旋转变压器信号采集、spican、串口等处理模块;

3.采用matlab/simulink基于模型的设计开发,支持simulink自动dsp代码生成;

4.可在线修改多个变量,实时显示多个变量并自动存储数据;

5.驱动器控制接口开放,控制接口包括三路pwm信号,1路输出使能信号和1路故障反馈信号;

6.驱动器及其控制接口板卡自供电,具有过压、短路和过温等完善的保护功能;

7.是进行电机原理、驱动控制算法、matlab快速控制原型开发和dsp软硬件学习和研究很好的实验平台,研究人员也可以快速利用这套系统驱动其它类型的电机;

8.提供电流和速度闭环控制simulink软件以及dsp源代码;

9.并网逆变器(grid-tie inverter,简称gti)可以将直流电转换给交流电,并且其输出的交流电可以和和市电的频率及相位同步,因此输出的交流电可以回到市电;

10.应用领域广泛、操作便捷、性价比高。


开发概图

     

基于simulink的伺服电机电压开环模型    基于simulink的伺服电机速度闭环模型


适配教材

《电机学》

《电机及电力拖动》                                         

《机械基础导论》

《智能控制理论》

《嵌入式系统》

《传动控制技术》

《机电控制系统》                                    

《控制工程基础》

《自动控制原理》

《机械原理课程设计》                               

matlab 编程与应用》               

《新能源汽车电机理论》


实验内容

永磁同步电机驱动实验:

1.永磁同步电机电压开环和空间矢量svpwm实验

2.永磁同步电机电流闭环实验

3.永磁同步电机空载速度闭环实验

4.永磁同步电机带负载速度闭环实验

异步电机驱动实验:

1.异步电机电流闭环实验

2.异步电机速度闭环实验


性能指标


类型

名称

参数

电机

永磁同步电机

峰值功率:36kw  

持续功率:15kw  

峰值转矩:125nm  

持续转矩:59nm

最高工作转速:7300rpm

额定转速:2590rpm    

额定电压:345v

冷却方式:水冷

异步电机

功率:15kw 额定电流:29a  转速: 1500rpm

额定转矩:97nm  

驱动器

永磁同步电机驱动器

功率:30kw   持续电流:61a  

处理器:ti tms320f28335 dsp

含开源的simulink自动代码生成进行永磁同步电机的电流、速度闭环控制软件

异步电机驱动器

功率:30kw  持续电流:61a  

处理器:ti tms320f28335 dsp

含开源的simulink自动代码生成进行异步电机的电流、速度闭环控制软件

控制器

cspace快速控制原型开发系统

基于matlab/simulink开发

硬件接口:采用tms320f28335 dsp为主处理器,14通道ad,4路da,1路svpwm,3路编码器,2路串口,1路can总线,1路spi接口,1路i2c接口,支持汽车的can通讯接口

监控软件:可以监控10个变量,在线修改15个变量,能进行数据保存

并网逆变器

并网逆变器

实现电机的三相交流电输出并到电网

最大输入功率:6.6kw   最大直流电压:550v

mppt电压范围:120v~450v

额定电网电压:208v/220v/230v/240v

额定电网频率:50hz/60hz  电网电压范围:180v~270v

传感器

扭矩传感器

扭矩:200nm   模拟电压输出:±10v    

主要电气配件

断路器

电流:100 a

电气柜等

工业级标准,满足实验室安全性的要求

 

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