一种基于有限元反查表模型的电机模拟器制造技术

一种基于有限元反查表模型的电机模拟器，基于三相定子坐标系的有限元反查表模型考虑了电机磁饱和、齿槽效应、空间谐波等因素，提高了模型精度。本发明专利技术的方案中所采用的有限元反查表模型实时性好，能够实现实时仿真与控制，且适用于不同类型的三相电机，通用性强。本发明专利技术所提供的基于有限元反查表模型的电机模拟器，能够实现不同功率等级、不同类型电机的特性模拟，测试灵活，通用性好，能够实现对电驱动系统的快速、精确测试。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元反查表模型的电机模拟器
本专利技术属于电机硬件在环测试
，尤其涉及一种基于有限元反查表模型的电机模拟器。
技术介绍
电机的广泛应用对电驱动测试系统提出了更高的要求，传统机械式测试平台由于测试空间需求大、测试周期长、测试费用高、故障配置难等缺点，无法满足测试需求。电机模拟器是一种利用数字仿真和电力电子器件来模拟真实电机特性的仿真测试技术，通过灵活的配置可以实现对不同电机不同工况的模拟，测试周期短、测试费用低。电机模型作为电机模拟器数字仿真部分的核心，其实时性与精度直接影响到模拟器的动态特性与精度。然而，由于电机的齿槽效应及磁饱和等特性，其模型呈现出高度非线性，数学表达式复杂。同时，由于不同类型电机结构、原理的不同，电机模型的数学表达式也不相同。目前，现有电机模型大多针对某一特定类型的电机，且能够同时满足高实时性与高精度要求的电机模型较少。
技术实现思路
为克服上述本领域中尚存在的技术问题，本专利技术提供了一种基于有限元反查表模型的电机模拟器，包括：电压采集电路、电流采集电路、实时处理器、功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有限元反查表模型的电机模拟器，其特征在于：包括：/n电压采集电路、电流采集电路、实时处理器、功率级变换器、耦合滤波电路；/n所述模拟器外接包括电机控制器，以及与电机控制器连接的左侧直流电源，以及与所述功率级变换器连接的右侧直流电源，能够形成一完整的电驱动测试系统；/n其中，所述实时处理器由永磁同步电机有限元反查表模型模块、比较器、电流PI控制器、SVPWM调制模块组成；/n电压采集电路和电流采集电路分别用于实时采集与所述模拟器连接的电机控制器所输出的三相电压和电流，并输入至所述实时处理器；所采集的电压输入所述有限元反查表模型模块，处理得到期望输出电流，经比较器与电流采集电路所采集的...

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元反查表模型的电机模拟器，其特征在于：包括：
电压采集电路、电流采集电路、实时处理器、功率级变换器、耦合滤波电路；
所述模拟器外接包括电机控制器，以及与电机控制器连接的左侧直流电源，以及与所述功率级变换器连接的右侧直流电源，能够形成一完整的电驱动测试系统；
其中，所述实时处理器由永磁同步电机有限元反查表模型模块、比较器、电流PI控制器、SVPWM调制模块组成；
电压采集电路和电流采集电路分别用于实时采集与所述模拟器连接的电机控制器所输出的三相电压和电流，并输入至所述实时处理器；所采集的电压输入所述有限元反查表模型模块，处理得到期望输出电流，经比较器与电流采集电路所采集的实际电流比较后，将电流差值输入至所述电流PI控制器；
所述电机控制器所输出的电压和电流信号还经过依次连接的耦合滤波电路、功率级变换器、右侧直流电源；所述耦合滤波电路用于避免左、右两电压源型变换器直接并联带来的电流不均衡问题；
所述电流PI控制器基于所述电流差值计算得到功率级变换器的期望输出电压，并输入至所述SVPWM调制模块；通过SVPWM调制模块实现对功率级变换器的控制；同时，实时处理器中的永磁同步电机模型模块将输出的电机转速、转角等信息实时反馈回电机控制器。


2.如权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述耦合滤波电路采用L型电路，其相电感值的大小等于永磁同步电机的平均相电感值，相电阻值的大小等于永磁同步电机的相电阻值。


3.如权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述功率级变换器采用三相两电平电压源型变换器，通过精确地控制三相输出电压实现对三相电流的模拟跟踪。


4.如权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述实时处理器可采用软件、FPGA板卡、嵌入式系统等多种不同的形式实现，从而能够提供较好的设计灵活性。


5.如权利要求1所述的模拟器，其特征在于：所述永磁同步电机有限元反查表模型通过以下过程建立：
1)基于以下三相定子坐标系电机电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志福，孙庆乐，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11