[發明專利]三相PWM整流器硬件在環裝置及方法

在審

• 申請號: 202211067963.4
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115291539A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 汪殿龍;程旭峰;張逾良;彭珍珍;梁志敏;梁祺祺
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 劉少卿

本發明提供一種三相PWM整流器的在環裝置及方法，該裝置包括信號發生模塊、FPGA仿真模塊和上位機；信號發生模塊和上位機分別與FPGA仿真模塊連接；信號發生模塊用于生成三相電流信號，并將三相電流信號發送至FPGA仿真模塊；FPGA仿真模塊用于，基于預設的控制器模型生成與三相電流信號對應的第一控制信號，并將第一控制信號輸入預設的元器件級三相PWM整流器電路模型，得到第一仿真結果；第一仿真結果包括元器件級三相PWM整流器電路模型中各元器件的運行參數；上位機用于對第一仿真結果進行記錄和/或處理。本發明在FPGA仿真模塊設置元器件級的三相PWM整流器電路模型，進行仿真時可以得到三相PWM整流器電路中每個元器件的運行參數，從而滿足三相PWM整流器的開發需求。

技術領域

本發明涉及電路測試技術領域，尤其涉及一種三相PWM整流器硬件在環裝置及方法。

背景技術

三相PWM整流器由交流側濾波電感、三相橋式全控整流器、直流側濾波電容、電壓電流采集模塊、整流和逆變控制器組成，可以實現交流到直流的整流變換。三相PWM整流器的開發流程是先采用計算機仿真進行原理驗證，然后研制主功率電路和相應的控制器樣機進行實驗驗證。此開發流程缺少軟件到硬件的中間過渡驗證，導致實驗樣機研制時容易出現難以解決的問題和缺陷，因此需要在開發流程中增加半硬件實驗驗證即硬件在環仿真，為樣機的研制提供先期的測試和驗證，排除樣機研制時的缺陷和問題。

目前，三相PWM整流器的硬件在環仿真平臺通常只設置三相PWM整流器的等效電路，只能進行系統級的仿真，在仿真過程中無法提供三相PWM整流器的內部參數，不能滿足三相PWM整流器的開發需求。

發明內容

本發明實施例提供了一種三相PWM整流器硬件在環裝置及方法，以解決硬件在環不能提供三相PWM整流器的內部參數的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種三相PWM整流器硬件在環裝置，包括信號發生模塊、FPGA仿真模塊和上位機；

信號發生模塊和上位機分別與FPGA仿真模塊連接；

信號發生模塊用于生成三相電流信號，并將三相電流信號發送至FPGA仿真模塊；

FPGA仿真模塊用于在接收到三相電流信號后，基于預設的控制器模型生成與三相電流信號對應的第一控制信號，并將第一控制信號輸入預設的元器件級三相PWM整流器電路模型，得到元器件級三相PWM整流器電路模型輸出的第一仿真結果，將第一仿真結果發送至上位機；第一仿真結果包括元器件級三相PWM整流器電路模型中各元器件的運行參數；

上位機用于對第一仿真結果進行記錄和/或處理。

在一種可能的實現方式中，上位機還用于：

在信號發生模塊將三相電流信號發送至FPGA仿真模塊之前，獲取待測的三相PWM整流器的參數，基于參數確定控制器模型和元器件級三相PWM整流器電路模型，并將控制器模型和元器件級三相PWM整流器電路模型配置到FPGA仿真模塊。

在一種可能的實現方式中，上位機具體用于：

基于參數構建數學開關模型；

將數據開關模型轉換為硬件描述模型；

對硬件描述模型進行優化，得到元器件級三相PWM整流器電路模型；

將元器件級三相PWM整流器電路模型配置到FPGA仿真模塊。

在一種可能的實現方式中，信號發生模塊包括三相電源、電壓霍爾傳感器和AD轉換器；三相交流電源與電壓霍爾傳感器連接，電壓霍爾傳感器與AD轉換器連接，AD轉換器與FPGA仿真模塊連接；

三相交流電源用于產生三相交流電；

電壓霍爾傳感器用于對三相交流電進行采樣，得到三相采樣信號；