[经验]

EasyGo实时仿真丨三相永磁同步电机开环实验仿真应用

2024-8-23 09:58:01

460 电力电子实时仿真平台 FPGA

“CBox体积小巧，功能强大。CPU+FPGA的双模块建模方式使得仿真结构更加清晰，配合EasyGo DeskSim图形化上位机软件，仿真测试轻松上手。”
——中国石油大学（华东）某实验室

FPGA以其快速并行处理能力，在电机控制和并网算法中至关重要，是实现复杂控制策略的理想选择。EasyGo半实物仿真平台采用FPGA技术，实现了ns级实时仿真。配合 DeskSim软件，无需进行FPGA编译，即可直接运行在Simulink中构建的控制算法模型，为高精度控制系统开发提供了有效测试环境，加快了开发周期并降低了风险。

本篇中用户利用CBox快速原型控制器进行三相永磁同步电机的开环实验测试，并与实物电机实验测试进行对比，以验证利用EasyGo 半实物仿真平台代替实物电机进行测试的可行性与精确性。

实验基于EasyGo CBox快速原型控制器的CPU+FPGA硬件架构，我们在CBox的CPU中部署控制算法和设置UI控制信号和Scope观测通道，通过图形化上位机软件DeskSim，实时监控仿真结果。

接下来我们来进行三相永磁同步电机的开环实验测试。

这里使用SPWM算法，实现永磁同步电机的转速开环控制。

在载波频率10KHz条件下，设定调制波的频率分别为30Hz、40Hz、50Hz,观察电机的转速波形和电流波形，统计转速波动和电流THD两个指标来衡量电机稳态性能。

实验结果：

可以看到，在不同调制波频率下的转速波动和电流THD指标的变化规律，示波器采集结果与仿真结果一致。主要差别在于具体的数值方面，仿真表现比实验测试更好。

实验达到了理论验证的预期，再次验证了利用EasyGo CBox快速原型控制器代替实物电机进行测试的可行性与精确性，可为企业/科研提供高效、安全的测试平台。

实验结束，中国石油大学（华东）实验室负责人表达了对EasyGo仿真平台的高度认可：

“CBox真的让我很惊喜，很小巧的一款产品，功能却很强大。采用CPU+FPGA的双模块建模方式使得仿真结构更加清晰，CPU负责算法，FPGA负责底层驱动，各司其职。
你们的上位机软件DeskSim体验感也很不错，不仅操作流程简单、工程创建清晰，特别是可以直接更改plot图形的纵坐标范围这点很好，数据导出也更加便捷。
总体来看，EasyGo比实验室之前用过的仿真平台要更加容易入门、学习周期更短、更能快速上手，为我们实实在在的提高了实验效率。”