[發(fā)明專利]電機(jī)模擬系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010114415.3
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN101769992A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李興鶴;宋吉波;時迎亮;謝海峰;李唯為
• 申請（專利權(quán)）人: 上海新時達(dá)電氣股份有限公司;上海辛格林納新時達(dá)電機(jī)有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G06G7/62
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種調(diào)試技術(shù)，特別涉及一種在類似變頻器調(diào)試與開發(fā)中運 用的電機(jī)模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前開發(fā)、調(diào)試變頻器過程中，主要通過前期計算機(jī)仿真算法，然后在 硬件平臺上編寫代碼，連入電機(jī)，進(jìn)行調(diào)試。但是往往仍很難確保系統(tǒng)的安 全及周邊人員的安全，特別是在PWM(Pulse?Width?Modulation，脈寬調(diào)制) 控制算法等存在嚴(yán)重缺陷，以及功率單元保護(hù)不夠的情況下，容易出現(xiàn)因短 路、過壓、過熱等故障引起的爆炸。同時因為研發(fā)、測試人員因為要避免這 類嚴(yán)重后果，不得不增加安全檢測、操作甚至審批等諸多繁瑣環(huán)節(jié)，影響了 開發(fā)、測試的效率。此外，反復(fù)啟動系統(tǒng)及長時間工作，也會消耗大量能源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的變頻器調(diào)試技術(shù)中存在 不安全及測試效率低的缺陷，提供一種安全節(jié)能且高效的電機(jī)模擬系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：其用于根據(jù)PWM 信號，模擬電機(jī)的運行輸出，該系統(tǒng)包括：依次電連接的一PWM信號檢測 模塊、一電機(jī)模塊及一輸出側(cè)模塊；該電機(jī)模塊用于建立電機(jī)數(shù)學(xué)模型，而 且能根據(jù)輸入電機(jī)參數(shù)，模擬生成相應(yīng)的物理量。

其中，該電機(jī)模塊基于電機(jī)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建，通過一MCU或一DSP芯片 等實現(xiàn)。

其中，該P(yáng)WM信號檢測模塊用于檢測PWM信號，得到電機(jī)的實時輸 入電壓；該P(yáng)WM信號檢測模塊由一FPGA芯片、一CPLD芯片或一MCU 芯片中任一種實現(xiàn)。

其中，該輸出側(cè)模塊用于對該電機(jī)模塊生成的物理量，模擬D/A轉(zhuǎn)換輸 出或模擬電機(jī)轉(zhuǎn)速的脈沖輸出；該電機(jī)模塊還電連接一通信模塊，該通信模 塊用于接收設(shè)置參數(shù)，輸出電機(jī)模型參數(shù)。

其中，該通信模塊輸入的電機(jī)模型參數(shù)包括：極對數(shù)、額定功率、額定 頻率、額定轉(zhuǎn)速、額定線電壓、定子電阻、定子漏感、定子電阻、轉(zhuǎn)子漏感、 轉(zhuǎn)子電阻、勵磁電感、轉(zhuǎn)動慣量等與電機(jī)相關(guān)的物理量；該通信模塊輸出的 電機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)包括：定子磁鏈，氣隙磁鏈，轉(zhuǎn)子磁鏈、輸入輸出電流、輸入 輸出電壓、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率等。

其中，該通信模塊為串口，USB、以太網(wǎng)和CAN中任意一種。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明可用于需要使用電機(jī)的系統(tǒng)，能夠 安全、有效模擬電機(jī)系統(tǒng)，可以直接連入驅(qū)動電機(jī)的PWM輸出信號，可讓 諸如變頻器等使用電機(jī)的系統(tǒng)的調(diào)試、開發(fā)事半功倍，其優(yōu)點如下：

1)安全節(jié)能：本系統(tǒng)的工作電壓為5V，對操作人員及被測設(shè)備都更加 安全，且耗能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于連入實際電機(jī)的耗電量。

2)能方便的模擬各類電機(jī)：平臺能夠通過人機(jī)界面，方便的設(shè)定或模 擬出各類電機(jī)特性。

3)操作靈活，提高測試效率：用戶可通過人機(jī)界面，隨時可讀取所需 的數(shù)據(jù)及信息，并可方便的對各種輸出量及參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，系統(tǒng)操作方便， 不需為測試進(jìn)行繁瑣準(zhǔn)備；此外，系統(tǒng)還可快速反復(fù)啟動，大幅度提高測試 效率。

4)節(jié)省空間、節(jié)省成本：本系統(tǒng)能置于實驗桌上進(jìn)行調(diào)試與操作，節(jié) 省測試空間及成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一較佳實施例的系統(tǒng)框圖。

圖2為本發(fā)明另一較佳實施例的基于MCU的系統(tǒng)框圖。

圖3為本發(fā)明再一較佳實施例的基于FPGA和MCU的系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明提出一種通用且有效的能夠模擬各類電機(jī)的 嵌入系統(tǒng)，其可根據(jù)電機(jī)的輸入的變頻器PWM信號以及系統(tǒng)相應(yīng)的配置， 實現(xiàn)電機(jī)的模擬，得到電機(jī)在各種情況及環(huán)境下運行時的各種模擬物理量， 以不同的形式輸出來，比如進(jìn)行D/A(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換輸出或電機(jī)轉(zhuǎn)速的脈 沖輸出。本發(fā)明的系統(tǒng)由依次電連接的一電機(jī)模塊、一信號檢測模塊、一輸 出側(cè)模塊和一通信模塊組成。其根據(jù)各類電機(jī)數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值算法，在 嵌入式控制器上構(gòu)建電機(jī)模型，從而實現(xiàn)電機(jī)的模擬輸出。本系統(tǒng)各模塊的 功能如下：