? 本系統(tǒng)以內置式永磁同步電機為被控對象，電機控制開發(fā)通過MATLAB Simulink搭建控制算法，并提供成熟的工具鏈實現(xiàn)控制模型仿真、代碼自動生成和下載調試。用戶可以對被控電機的電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)進行全環(huán)路控制器設計，可以為弱磁控制和＊大轉矩電流比(MTPA)控制等控制算法研究，提供快速驗證平臺，為電機控制軟件開發(fā)提供非常便利的條件。
? 該系統(tǒng)由驅動電機和負載電機組成，形成對拖系統(tǒng)，并搭配基座平臺，通過扭矩傳感器測量驅動電機的扭矩以及轉速，將負載功率通過能量回饋模塊回饋至電網，將驅動電機制動產生的制動電能通過雙向直流電源模塊回饋到電網，適用于內置式永磁同步電機(IPMSM)控制系統(tǒng)開發(fā)，是一套功能完整的電機控制半實物仿真驗證開發(fā)系統(tǒng)。
01平臺特點
? 支持RCP快速原型設計，可實現(xiàn)MATLAB/Simulink模型仿真、代碼自動生成和下載調試；
??可實現(xiàn)電機驅動調制方法研究、控制算法研究、自整定技術研究以及無位置傳感器控制技術研究及應用等；
? 該系統(tǒng)集成了過壓、過流、過溫等硬件保護功能和剎車制動功能，以及PWM死區(qū)時間設置錯誤等軟件保護功能，確保用戶設備安全；
? 系統(tǒng)提供測試接口，可進行控制信號的旁路測試，方便連接示波器；
? 基于圖形化操作軟件，可實現(xiàn)基于模型的仿真測試；
? 可實現(xiàn)在線標定（調參）、觀測，數(shù)據(jù)記錄及回放；
? 電機及電機控制器冷卻能滿足系統(tǒng)全工況使用要求。
02開發(fā)運行流程
使用MATLAB Simulink建模環(huán)境結合Links-RT實時仿真軟件包，用戶可按照6個步驟實現(xiàn)從建模到硬件在環(huán)仿真的全過程。下圖給出了流程示例。
開發(fā)主機基于Windows系統(tǒng)，是整個平臺的開發(fā)控制核心。運行MATLAB/Simulink建模環(huán)境，進行建模仿真；使用Links-RT仿真軟件包軟件實現(xiàn)對仿真運行試驗的啟停控制、在線監(jiān)控、數(shù)據(jù)后處理等操作
03實驗內容
（1）平臺配套實驗：提供示例模型和實驗手冊
? ?永磁風電機組并網實驗
??永磁風電機組離網實驗
??永磁風電機組有功功率調節(jié)實驗
??永磁風電機組轉速控制實驗
??永磁風電變流器控制參數(shù)調節(jié)實驗
??永磁風電變流器轉速-功率控制實驗
??永磁變流器SVPWM矢量控制實驗
??永磁發(fā)電機轉速采集與解碼實驗
??永磁變流器電壓電流采樣實驗
（2）可支持的研究方向：基于本平臺，用戶自己開發(fā)。
??永磁變流器先進控制算法研究
??MATLAB永磁風電機組建模研究
??永磁發(fā)電機有功/無功控制算法研究
??永磁發(fā)電機組＊大功率跟蹤算法研究
??永磁變流器并網控制算法研究
04仿真模型
仿真模型軟件RT-DEMO提供永磁風電控制模型實現(xiàn)有功功率控制、矢量分解、并網離網等功能，特點如下：
??基于Matlab/Simulink搭建的針對PMSM的SVPWM控制系統(tǒng)模型，包括算法模型和說明文檔，能夠實現(xiàn)試驗風電機組的功率控制、并離網等功能。
??能夠生成代碼，下載到快速原型仿真器中。
??提供關鍵信號原始信號（模數(shù)轉換值，開關量高低電平，具體見附表）
??整個系統(tǒng)具有自我保護功能，不因客戶開發(fā)的試驗軟件缺陷而導致系統(tǒng)部件損壞。永磁發(fā)電機模型根據(jù)本項目提供的永磁電機參數(shù)，采用Matlab/Simulink建模，實現(xiàn)永磁電機的勵磁調節(jié)控制。下面給出的示例為通用性模型，僅做參考，不作為具體項目的模型。
圖1?矢量控制框圖
圖2?永磁同步發(fā)電機矢量控制仿真模塊
圖3?SVPWM仿真模塊
SVPWM算法的實現(xiàn)過程主要有根據(jù)定子空間電壓矢量進行扇區(qū)的判斷，各個扇區(qū)所需的相鄰兩個基本空間電壓矢量與零矢量作用時間的計算以及確定各個扇區(qū)開關矢量切換點，＊后將得到的調制波與一定頻率的三角載波信號進行比較，得到逆變器所需的PWM脈沖信號。仿真模型通過矢量變換，實現(xiàn)了永磁風電機組的并網、離網和功率控制，具體如下：通過對發(fā)電機定子電流的調節(jié)，實現(xiàn)發(fā)電機發(fā)送電能的實時控制，同時可以實現(xiàn)發(fā)電機在不同轉速下的恒功率發(fā)電。
圖4 發(fā)電機定子電流
圖5 系統(tǒng)有功和無功功率
圖6 系統(tǒng)轉速
