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解決方案

SOLUTION

新能源電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案

關(guān)鍵詞：

新能源電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

所屬分類：

電機(jī)驅(qū)動(dòng)測(cè)試與實(shí)驗(yàn)

機(jī)電測(cè)控臺(tái)架

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方案介紹

一、設(shè)備組成

二、產(chǎn)品名稱、型號(hào)、技術(shù)規(guī)格

序號(hào)	產(chǎn)品名稱	數(shù)量	單位
1	交流永磁電機(jī)+永磁發(fā)電機(jī)，5kW對(duì)拖實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，電機(jī)對(duì)拖實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，含扭矩傳感器等	1	套
2	四象限背靠背驅(qū)動(dòng)變頻柜，開(kāi)放硬件接口，原理圖、Debug接口、開(kāi)放RCP控制接口等	1	套
3	提供此項(xiàng)目的基于simulink的永磁同步電機(jī)的FOC控制模型包	1	臺(tái)
4	提供此項(xiàng)目的基于DSP板卡的的異步電機(jī)FOC控制程序源代碼	1	臺(tái)
5	四象限背靠背負(fù)載變流柜，通過(guò)通訊控制負(fù)載電機(jī)的加載，減載，轉(zhuǎn)矩、速度控制
6	操作控制臺(tái)（含電腦，配電等）	1	臺(tái)
7	新能源臺(tái)架監(jiān)控系統(tǒng)	1	套
8	聯(lián)合調(diào)試（包含驅(qū)動(dòng)柜與RCP控制器聯(lián)調(diào)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等）	1	套

三、技術(shù)參數(shù)

3.1 5kW對(duì)拖永磁電機(jī)平臺(tái)

技術(shù)參數(shù)如下：

1) 平臺(tái)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)（永磁同步電機(jī)）、高速精密聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)速/扭矩傳感器、加載電機(jī)（永磁同步電機(jī)）及中央監(jiān)控系統(tǒng)組成，用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)對(duì)拖實(shí)驗(yàn)；

2) 可以實(shí)現(xiàn)速度控制和扭矩控制，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和加載電機(jī)以聯(lián)軸器相連，監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、系統(tǒng)監(jiān)控功能；

3) 驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)：永磁同步電機(jī)，額定功率5KW 額定轉(zhuǎn)矩 80 NM，額定轉(zhuǎn)速1500 r/min，峰值轉(zhuǎn)矩 240 NM，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 120，峰值轉(zhuǎn)矩加速度20000，重量 64KG，轉(zhuǎn)矩常數(shù)3.35，轉(zhuǎn)速電壓比2.129，定子電阻 0.572 D軸電感5.242，Q軸 13.13 頻率100HZ

4) 負(fù)載永磁電機(jī)：永磁同步電機(jī)，額定功率5KW 額定轉(zhuǎn)矩 80 NM，額定轉(zhuǎn)速1500 r/min，峰值轉(zhuǎn)矩 240 NM，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 120，峰值轉(zhuǎn)矩加速度20000，重量 64KG，轉(zhuǎn)矩常數(shù)3.35，轉(zhuǎn)速電壓比2.129，定子電阻 0.572 D軸電感5.242，Q軸 13.13 頻率100HZ

5) 扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器：轉(zhuǎn)速范圍：0-2000rpm，扭矩測(cè)量范圍：0-200NM；

6) 槽鋼底座帶橡膠墊，電機(jī)拖動(dòng)組總尺寸1250*30*40（長(zhǎng)*寬*高）

尺寸圖：

3.2 5kW 驅(qū)動(dòng)電機(jī)四象限背靠背變頻柜

1、可提供直流輸入和交流輸入兩種方式，交流輸入：380V電網(wǎng)，直流輸入：電壓400V。

2、四象限運(yùn)行方式，滿足三種工作模式：電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、變流并網(wǎng)模式、RCP外接控制模式。

3、開(kāi)放硬件原理圖，PCB圖（PDF），DSP控制板完整CCS工程源代碼。

4、將Simulink模型與快速原型控制器硬件結(jié)合在一起，下載到控制器中執(zhí)行，控制器運(yùn)行過(guò)程中，此軟件可以將Simulink模型中想要查看的各類控制量直觀顯示，也可以隨時(shí)修改各類控制參數(shù)，讓控制器實(shí)時(shí)響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了真正的在線仿真。

5、在線仿真運(yùn)行界面，采用組態(tài)方式，科研者根據(jù)自己需求，可以隨意添加控件，讓科研者將精力放到Simulink建模上面。

6、軟件具備三類設(shè)置，包括通信IP、板卡的數(shù)量設(shè)置；PWM設(shè)置，主要指示PWM的頻率值，死區(qū)值，以及動(dòng)作有效值，編碼器精度值等；顯示界面設(shè)置，用于最終的數(shù)據(jù)查看以及設(shè)置。顯示界面中包括遙控、遙調(diào)、遙信、遙測(cè)、示波器控件。

7、提供電機(jī)控制側(cè)的simulink算法模型，控制模型完全開(kāi)放且可修改，用戶可直接使用。

8、具備DSP輔助控制器，配合外圍信號(hào)采集調(diào)理電路、IO驅(qū)動(dòng)電路等組成。完成以下功能：

·各類信號(hào)的采集調(diào)理，送給主控制器以及自身使用。送給主控制器目的是實(shí)現(xiàn)算法控制，自身采集主要用于對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)保護(hù)。

·對(duì)IO信號(hào)的驅(qū)動(dòng)管理，將主控制器輸出信號(hào)管理后輸出給功率變換電路，實(shí)現(xiàn)控制，同時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況，一旦發(fā)生錯(cuò)誤，通過(guò)對(duì)IO管理，就可以封閉主控制器的控制信號(hào)，從而達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的作用。這可以保證科研者在建立模型時(shí)，即使發(fā)生錯(cuò)誤控制，也可以保證設(shè)備不受損壞。這樣可以保證科研者不用顧慮錯(cuò)誤而導(dǎo)致設(shè)備損壞。

·配合監(jiān)控軟件，可以直觀設(shè)備查看運(yùn)行參數(shù)。

·本身就可以實(shí)現(xiàn)算法控制，用于對(duì)比仿真效果

3.2 5kW 負(fù)載電機(jī)四象限背靠背變流柜

1、可提供直流輸出和交流輸入兩種方式，交流輸入：380V電網(wǎng)，直流輸入：電壓500V。

2、PWM變換器可以四象限運(yùn)行，可以根據(jù)需要工作在整流狀態(tài)或逆變狀態(tài)，能量可以雙向流動(dòng)，定子側(cè)電流和網(wǎng)側(cè)電流的大小和功率因數(shù)都是可調(diào)的，整個(gè)雙PWM變換器可以工作在四象限狀態(tài)。

3、在具體運(yùn)行中，兩個(gè)PWM變換器各司其職，根據(jù)控制算法的不同其功能略有不同。無(wú)論哪種算法，定子PWM變換器一般是采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向，控制PMSG的定子電流呈正弦波形實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和功率因數(shù)調(diào)節(jié)；并網(wǎng)PWM變換器采用電網(wǎng)電壓矢量定向，將直流電逆變?yōu)榱己玫恼也ㄐ螌?shí)現(xiàn)并網(wǎng)和有功/無(wú)功解耦。

4、通過(guò)外部通訊可控制變流器進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制和速度控制，從而模擬負(fù)載端電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

5、功率5kw，配備工頻變壓器。

設(shè)備參數(shù)：

最大輸入功率	6KW
輸入電源	三相交流380V或者直流500V
最大交流電流	20A
最高轉(zhuǎn)換效率	94%
交流輸出電壓	0~400VAC
輸出頻率范圍	0~200HZ
交流連接方式	三相四線
輸出電流總諧波畸變率	<3%
功率因數(shù)	>0.99
故障清除后	3Min
隔離變壓器（有/無(wú)）	無(wú)
輸出過(guò)載保護(hù)（有/無(wú)）	有
直流過(guò)欠壓保護(hù)（有/無(wú)）	有
交流過(guò)欠壓保護(hù)（有/無(wú)）	有
過(guò)欠頻保護(hù)（有/無(wú)）	有
其它保護(hù)
限流、過(guò)流、過(guò)熱等
工作環(huán)境溫度范圍	－20℃～＋55℃
相對(duì)濕度	0～95%，不結(jié)露
滿功率運(yùn)行的最高海拔高度	<=2000m
防護(hù)類型/防護(hù)等級(jí)	IP20
散熱方式	風(fēng)冷
顯示方式	液晶屏
通訊接口
RS485/以太網(wǎng)(ModbusRTU）
機(jī)械尺寸（寬×高×深）	8001600600