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合肥工业大学

所属分类：

开放式新能源台架测试系统

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方案详情

一、设备组成

二、产品名称、型号、技术规格

序号	产品名称	数量	单位
1	交流永磁电机+永磁发电机，5kW对拖实验平台，电机对拖实验平台，含扭矩传感器等	1	套
2	四象限背靠背驱动变频柜，开放硬件接口，原理图、Debug接口、开放RCP控制接口等	1	套
3	提供此项目的基于simulink的永磁同步电机的FOC控制模型包	1	台
4	提供此项目的基于DSP板卡的的异步电机FOC控制程序源代码	1	台
5	四象限背靠背负载变流柜，通过通讯控制负载电机的加载，减载，转矩、速度控制
6	操作控制台（含电脑，配电等）	1	台
7	新能源台架监控系统	1	套
8	联合调试（包含驱动柜与RCP控制器联调、现场调试等）	1	套

三、技术参数

3.1 5kW对拖永磁电机平台

技术参数如下：

1) 平台由驱动电机（永磁同步电机）、高速精密联轴器、转速/扭矩传感器、加载电机（永磁同步电机）及中央监控系统组成，用于实现电机对拖实验；

2) 可以实现速度控制和扭矩控制，驱动电机和加载电机以联轴器相连，监控系统可以实现人机交互、系统监控功能；

3) 驱动永磁电机：永磁同步电机，额定功率5KW 额定转矩 80 NM，额定转速1500 r/min，峰值转矩 240 NM，转动惯量 120，峰值转矩加速度20000，重量 64KG，转矩常数3.35，转速电压比2.129，定子电阻 0.572 D轴电感5.242，Q轴 13.13 频率100HZ

4) 负载永磁电机：永磁同步电机，额定功率5KW 额定转矩 80 NM，额定转速1500 r/min，峰值转矩 240 NM，转动惯量 120，峰值转矩加速度20000，重量 64KG，转矩常数3.35，转速电压比2.129，定子电阻 0.572 D轴电感5.242，Q轴 13.13 频率100HZ

5) 扭矩/转速传感器：转速范围：0-2000rpm，扭矩测量范围：0-200NM；

6) 槽钢底座带橡胶垫，电机拖动组总尺寸1250*30*40（长*宽*高）

尺寸图：

3.2 5kW 驱动电机四象限背靠背变频柜

1、可提供直流输入和交流输入两种方式，交流输入：380V电网，直流输入：电压400V。

2、四象限运行方式，满足三种工作模式：电机驱动模式、变流并网模式、RCP外接控制模式。

3、开放硬件原理图，PCB图（PDF），DSP控制板完整CCS工程源代码。

4、将Simulink模型与快速原型控制器硬件结合在一起，下载到控制器中执行，控制器运行过程中，此软件可以将Simulink模型中想要查看的各类控制量直观显示，也可以随时修改各类控制参数，让控制器实时响应，从而实现了真正的在线仿真。

5、在线仿真运行界面，采用组态方式，科研者根据自己需求，可以随意添加控件，让科研者将精力放到Simulink建模上面。

6、软件具备三类设置，包括通信IP、板卡的数量设置；PWM设置，主要指示PWM的频率值，死区值，以及动作有效值，编码器精度值等；显示界面设置，用于最终的数据查看以及设置。显示界面中包括遥控、遥调、遥信、遥测、示波器控件。

7、提供电机控制侧的simulink算法模型，控制模型完全开放且可修改，用户可直接使用。

8、具备DSP辅助控制器，配合外围信号采集调理电路、IO驱动电路等组成。完成以下功能：

·各类信号的采集调理，送给主控制器以及自身使用。送给主控制器目的是实现算法控制，自身采集主要用于对系统的实时保护。

·对IO信号的驱动管理，将主控制器输出信号管理后输出给功率变换电路，实现控制，同时检测系统运行情况，一旦发生错误，通过对IO管理，就可以封闭主控制器的控制信号，从而达到保护系统的作用。这可以保证科研者在建立模型时，即使发生错误控制，也可以保证设备不受损坏。这样可以保证科研者不用顾虑错误而导致设备损坏。

·配合监控软件，可以直观设备查看运行参数。

·本身就可以实现算法控制，用于对比仿真效果

3.2 5kW 负载电机四象限背靠背变流柜

1、可提供直流输出和交流输入两种方式，交流输入：380V电网，直流输入：电压500V。

2、PWM变换器可以四象限运行，可以根据需要工作在整流状态或逆变状态，能量可以双向流动，定子侧电流和网侧电流的大小和功率因数都是可调的，整个双PWM变换器可以工作在四象限状态。

3、在具体运行中，两个PWM变换器各司其职，根据控制算法的不同其功能略有不同。无论哪种算法，定子PWM变换器一般是采用转子磁链定向，控制PMSG的定子电流呈正弦波形实现转速和功率因数调节；并网PWM变换器采用电网电压矢量定向，将直流电逆变为良好的正弦波形实现并网和有功/无功解耦。

4、通过外部通讯可控制变流器进行转矩控制和速度控制，从而模拟负载端电机的运行状态。

5、功率5kw，配备工频变压器。

设备参数：

最大输入功率	6KW
输入电源	三相交流380V或者直流500V
最大交流电流	20A
最高转换效率	94%
交流输出电压	0~400VAC
输出频率范围	0~200HZ
交流连接方式	三相四线
输出电流总谐波畸变率	<3%
功率因数	>0.99
故障清除后	3Min
隔离变压器（有/无）	无
输出过载保护（有/无）	有
直流过欠压保护（有/无）	有
交流过欠压保护（有/无）	有
过欠频保护（有/无）	有
其它保护
限流、过流、过热等
工作环境温度范围	－20℃～＋55℃
相对湿度	0～95%，不结露
满功率运行的最高海拔高度	<=2000m
防护类型/防护等级	IP20
散热方式	风冷
显示方式	液晶屏
通讯接口
RS485/以太网(ModbusRTU）
机械尺寸（宽×高×深）	8001600600