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新能源电机驱动系统方案
浏览量:
产品名称

新能源电机驱动系统方案

所属分类
电机控制平台
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产品描述

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）

800*1600*600
 
 
3.4 中央监控系统
 
1、监控系统由操作台、工控机、显示器、监控软件组成。
 
2、实现功能如下：
a. 驱动电机转速/转矩控制；
b. 加载电机转速/转矩控制的功率控制；
c. 转速、转矩、功率数据和曲线显示；
d. 实验数据存储。
 
 
 
   四、技术资料
 
1. 设备使用手册
 
2. 系统通讯协议
 
3. 设备测试报告
 
4. 开源资料
 
   五、开源资料 
 
1、提供变流器所有电路板硬件原理图（Protel版本）及BOM表：控制板，电源板，信号板，电容板，驱动板； 
 
2、开放控制板的debug接口，客户可以烧写自己的程序；
 
3、开放变流器全部软件的源代码代码，包括但不限于程序主框架、硬件驱动功能、硬件配置功能、通讯功能、保护功能、编码器功能、采样功能、滤波函数、FOC控制算法等。
 
4、提供永磁电机驱动控制侧的simulink算法模型，控制模型完全开放且可修改，用户可直接使用。
 
 
   六、案例图片 
 
 
 
 
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