一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法及系统，其中实时仿真方法包括：步骤1：获取电机端口三相电压；步骤2：将电机三相电压进行Park变换；步骤3：确定电机类型，获得电机切换系数；步骤4：根据电机切换系数，进入相应的变量微分计算模块，计算dq变量微分方程；步骤5：针对步骤4获取的数据，dq变量数值积分模块计算微分变量的当前值；步骤6：进行反Park变换，计算出当前定子三相电流。与现有技术相比，本发明专利技术具有减少对FPGA资源的消耗，降低复杂多电机系统实时仿真实现难度，增强实时仿真系统仿真其它相关电力电子系统的能力等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法及系统


[0001]本专利技术涉及电机系统实时仿真
，尤其是涉及一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法及系统。

技术介绍

[0002]电机是实现电能和机械能互相转换的关键设备，是风力发电、电动汽车等能源系统里的关键设备。电机系统控制器是电机装置的核心和关键部件；传统的开发和测试方式是将电机系统的控制器直接在实物系统上进行测试，但即使是在小功率的微缩实物系统来测试，也存在实验成本高、较危险、难于实现测试自动化等挑战。
[0003]实时仿真器是在一个实时的硬件平台上利用数学模型来模拟实际系统行为的装置，通过实时仿真器来测试控制器，可以对控制设备进行非常接近真实情况的测试与验证。这个方式具有安全，容易实现重复测试等优点。
[0004]现代的电机驱动系统一般都是被变频器(电力电子变流器)驱动，为了准确仿真这样电力电子的系统，一般需要1微秒级别的仿真步长。为此一般计算硬件上采用FPGA(Field Programmable Gate Array，即可编程门阵列)，利用FPGA的硬件并行性来实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法，其特征在于，所述的实时仿真方法包括：步骤1：获取电机端口三相电压；步骤2：将电机三相电压进行Park变换；步骤3：确定电机类型，获得电机切换系数；步骤4：根据电机切换系数，进入相应的变量微分计算模块，计算dq变量微分方程；步骤5：针对步骤4获取的数据，dq变量数值积分模块计算微分变量的当前值；步骤6：进行反Park变换，计算出当前定子三相电流。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法，其特征在于，所述的步骤2具体为：将步骤获取的电机定子三相电压V
as
、V
bs
和V
cs
进行ABC到DQ变换得到旋转坐标系d、q轴上的分量u
ds
和u
qs
；所述的步骤6具体为：将计算得到的微分变量当前值进行DQ到ABC变换，计算出当前定子三相电流。3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法，其特征在于，所述步骤3中的电机类型包括永磁同步电机和感应电机。4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法，其特征在于，所述的步骤4具体为：若电机模型的类型为永磁同步电机模型，则电机切换系数K值设为0，进入永磁同步电机dq变量微分计算单元；若电机模型的类型为感应电机，则电机切换系数K值设为1，进入感应电机dq变量微分计算单元；dq变量微分计算模块计算微分方程di
d
/dt和di
q
/dt。5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法，其特征在于，所述的永磁同步电机dq变量微分计算单元具体为：永磁同步电机dq变量微分计算单元包含对d、q电流的微分方程计算单元，微分方程表示为：其中，u
ds
、u
qs
、i
d
和i
q
分别表示定子d、q轴电压和电流；L
d
、L
q
为定子d、q轴电感；R
s
、ψ
f
、ω
e
分别表示定子电枢电阻、转子永磁体磁链、电气角速度。6.根据权利要求4所述的一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法，其特征在于，所述的感应电机dq变量微分计算单元具体为：感应电机dq变量微分计算单元包括DQ磁链微分计算单元和磁链到电流计算单元。7.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的多类型电机实时仿真方法，其特征在于，所述的DQ磁链微分计算单元具体为：DQ磁链的微分方程：
8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪新星，许冠军，刘旭，
申请(专利权)人：上海远宽能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：