[發明專利]雙Y移30度永磁同步電機硬件在環實時仿真方法及裝置

有效

• 申請號: 201911420766.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111049448B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 朱元;肖明康;陸科;吳志紅;張幸福;李亦舟;安浩
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P21/20;H02P6/34;H02P25/022
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 徐迪怡

本發明公開了一種雙Y移30度永磁同步電機硬件在環實時仿真方法及裝置，其中方法包括：不少于兩個仿真周期；其中，每個仿真周期包括如下步驟：獲取當前仿真周期雙Y移30度永磁同步電機中逆變器六個橋臂的導通狀態和雙Y移30度永磁同步電機六相的相電流方向信息；在橋臂狀態信息表中查詢當前仿真周期雙Y移30度永磁同步電機六相的相電壓；將當前仿真周期雙Y移30度永磁同步電機六相的相電壓依次通過空間矢量解耦變換和派克變換得到當前仿真周期雙Y移30度永磁同步電機的d軸電壓和q軸電壓。本發明有效減少實時仿真情況下將電壓模擬信號轉化為數字信號進行運算導致的延遲，避免由于計算過程發生失誤導致的模型奔潰，提高了硬件仿真模型的魯棒性。

技術領域

本發明涉及電機硬件在環實時仿真技術，尤其涉及一種雙Y移30度永磁同步電機硬件在環實時仿真方法及裝置。

背景技術

雙Y移30度永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因具有高功率密度、低轉矩脈動以及高可靠性等優點而備受關注，而應用硬件在環仿真可以使電機的仿真條件更接近于真實情況，更能正確地對所設計出的控制器性能進行檢驗和調試，有利于算法的開發，減少現場調試次數。

目前的實時仿真技術為：控制板輸入給實時仿真模型六路電壓信號，仿真模型通過ADC采樣將電壓模擬信號轉化為數字信號進行運算，導致較大的延遲。此外，模型運算過程中需要通過坐標變換將電壓從三相靜止坐標系轉化為旋轉坐標系，所進行的浮點乘除法操作需要一定的運算時間，也會造成了一定的延遲。

總而言之，由于受硬件技術發展水平的限制，硬件在環實時仿真技術的模型解算時間需要幾微秒到幾十微秒，這意味著電機實時仿真技術存在著至少幾微秒到幾十微秒的延時，加上硬件本身的響應延時，可能會導致模型仿真的嚴重失真。

因此有必要研究一種簡單、可靠、實用的雙Y移30度永磁同步電機的硬件在環實時仿真方法及系統，用以加快實時仿真速度，提高模型解算的精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有雙Y移30度永磁同步電機進行在環實時仿真時，仿真模型對電壓模擬信號進行轉化時會存在較大的延遲，且在將電壓從三相靜止坐標系轉化為旋轉坐標系時，所進行的浮點乘除法操作需要一定的運算時間，也造成了一定的延遲。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種雙Y移30度永磁同步電機硬件在環實時仿真方法，包括：不少于兩個仿真周期；

其中，每個所述仿真周期包括如下步驟：

獲取當前仿真周期雙Y移30度永磁同步電機中逆變器六個橋臂的導通狀態和所述雙Y移30度永磁同步電機六相的相電流方向信息；

根據當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機中逆變器六個橋臂的導通狀態和所述雙Y移30度永磁同步電機六相的相電流方向信息在橋臂狀態信息表中查詢當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機六相的相電壓；

計算當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機轉子的電角速度，并根據當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機轉子的電角速度計算當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機轉子的角度；基于當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機轉子的角度，將當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機六相的相電壓依次通過空間矢量解耦變換和派克變換得到當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機的d軸電壓和q軸電壓；

根據當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機轉子的電角速度以及當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機的d軸電壓和q軸電壓計算當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機的d軸電流和q軸電流，并獲取當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機的電磁轉矩。

優選地，計算當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機轉子的電角速度，并根據當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機轉子的電角速度計算當前仿真周期所述雙Y移30度永磁同步電機轉子的角度步驟包括：