一种异步电机的在环仿真测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种异步电机的在环仿真测试系统，包括上位机、FPGA芯片以及控制器；所述FPGA芯片包括逆变器单元和电机仿真单元；所述上位机与所述通信单元通信连接，所述上位机与控制器连接用于控制该控制器并接收模拟结果参数；所述逆变器单元与所述控制器的PWM通信模块连接用于根据PWM相控电压生成相电流信号；所述电机仿真单元根据逆变器单元传输的相电流信号实现单机仿真并将仿真的模拟结果参数输出至控制器。本技术，通过控制器和FPGA芯片组合，实现逆变器和电机的仿真设计，在使用的时候只要更新FPGA芯片内的逆变器单元和电机仿真单元即可实现异步电机控制器的仿真，该技术满足研发阶段的仿真。

An in loop simulation test system for asynchronous motor

【技术实现步骤摘要】
一种异步电机的在环仿真测试系统
本技术涉及闭环仿真
，尤其是一种异步电机的在环仿真测试系统。
技术介绍
随着工业自动化的推进进程，异步电机和控制器的需求越来越大，这对电机控制器设计、生产企业的效率，设计质量以及生产质量有了更高的要求。在电机控制器的设计和生产过程中，需要对控制器进行常规的参数测试，比如控制策略、中断响应、控制步长、接口通讯测试等，在传统的开发和生产流程中，开发、测试环境和实际运行环境是分离的，所以极易出现设计和测试无法完美融合的情形。另外，现有的检测多基于实物产品进行仿真，这样难以满足研发阶段的仿真需求。因此，上述技术问题需要解决。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，提出一种异步电机的在环仿真测试系统，目的在于实现异步电机控制器研发过程仿真模拟，提高研发效率和降低产品故障率。为了解决上述的技术问题，本技术提出的基本技术方案为：一种异步电机的在环仿真测试系统，包括上位机、FPGA芯片以及控制器；所述FPGA芯片包括通信单元、逆变器单元和电机仿真单元；所述上位机与所述通信单元通信连接用于实现对所述逆变器单元和电机仿真单元的数据更新，所述上位机与控制器连接用于向该控制器传输控制指令实现对该控制器进行测试参数以及测试序列的配置控制并且接收该控制器反馈的模拟结果参数；所述逆变器单元与所述控制器的PWM通信模块连接用于与该PWM通信模块交互PWM相控电压，并根据该PWM相控电压生成相电流信号；所述电机仿真单元与所述逆变器单元的输出端连接，用于接收该逆变器单元输出的相电流信号并根据该相电流信号实现仿真模拟，该电机仿真单元的输出端与所述控制器的I/O接口连接用于向控制器输出模拟结果参数。进一步的，所述通信单元为以太网转接口。进一步的，所述逆变器单元为IGBT模块。进一步的，所述逆变器单元的输出端与控制器的ADCs接口连接用于向该ADCs接口输出所述相电流信号。进一步的，所述相电流信号位三相电流信号。进一步的，所述模拟结果参数包括所述电机仿真单元的电机位置信号。进一步的，所述电机仿真单元包括异常工作模型，该异常工作模型为两相短路模型、电流脉冲模型、堵转保护模型、电压波形模型、一相断路模型、一相对地短路模型、突加转矩模型和突降转矩模型中的至少一种。进一步的，所述在环仿真测试系统包括外壳，所述上位机、FPGA芯片以及控制器被收纳在所述外壳内；其中，该外壳包括底壳、上盖和连接件，该底壳和上盖对接布置，在上盖和底壳结合缝隙的内侧设置所述连接件，且连接件的上部分位于与上盖内侧面接触的位置，连接件的下部分位于与底壳内侧面接触的位置，底壳和上盖通过螺丝与连接件螺纹连接固定。进一步的，所述连接件包括本体和沿本体长度方向分布的固定在该本体上若干螺纹连接部，每个螺纹连接部包括分布在本体两侧的螺纹孔。本技术的有益效果是：本技术的技术方案提出一种异步电机的在环仿真测试系统，包括上位机、FPGA芯片以及控制器；所述FPGA芯片包括通信单元、逆变器单元和电机仿真单元；所述上位机与所述通信单元通信连接用于实现对所述逆变器单元和电机仿真单元的数据更新，所述上位机与控制器连接用于向该控制器传输控制指令实现对该控制器进行测试参数以及测试序列的配置控制并且接收该控制器反馈的模拟结果参数；所述逆变器单元与所述控制器的PWM通信模块连接用于与该PWM通信模块交互PWM相控电压，并根据该PWM相控电压生成相电流信号；所述电机仿真单元与所述逆变器单元的输出端连接，用于接收该逆变器单元输出的相电流信号并根据该相电流信号实现仿真模拟，该电机仿真单元的输出端与所述控制器的I/O接口连接用于向控制器输出模拟结果参数。本技术，通过控制器和FPGA芯片组合，实现逆变器和电机的仿真设计，在使用的时候只要更新FPGA芯片内的逆变器单元和电机仿真单元即可实现异步电机控制器的仿真，该技术满足研发阶段的仿真。附图说明图1为本技术的一种异步电机的在环仿真测试系统的结构示意图；图2为一种异步电机的在环仿真测试系统的电路示意图；图3为一种异步电机的在环仿真测试系统的外形示意图；图4为连接件与底壳和上盖的配合结构示意图。具体实施方式下面将结合附图1至附图4对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。参见图1和图2，一种异步电机的在环仿真测试系统，包括上位机1、FPGA芯片2以及控制器3；所述FPGA芯片2包括通信单元21、逆变器单元22和电机仿真单元23；所述上位机1与所述通信单元21通信连接用于实现对所述逆变器单元22和电机仿真单元23的数据更新，所述上位机1与控制器3连接用于向该控制器3传输控制指令实现对该控制器3进行测试参数以及测试序列的配置控制并且接收该控制器3反馈的模拟结果参数。即本实施例中，上位机1与FPGA芯片2以及控制器3之间均具有信号的传输。具体的，在本实施例中，上位机1通过PCI总线实现与控制器3的数据传输，具体为上位机1向控制器3输入具体的控制指令，控制器3根据该控制指令控制测试参数的设定以及测试序列的排列等操作。应当理解，本实施例所述控制器3采用本领域公知的技术实现，具体该控制器3的型号采用dsPACEDS1104，该控制器3内置型号为TMS320F240的数字信号处理芯片，并具有PWM通信模块，16bit的模拟信号接口(ADCs接口)、I/O接口以及电源接口，使用线性光耦实现逆变器单元22和电机仿真单元23与电机控制器3的电气隔离，以此保护控制器的安全；PWM通信模块信和数字I/O接口使用磁耦进行隔离。当然，控制器3的执行作为电机控制器仿真的软件程序均为现有技术，因此不应当认为本技术的技术创新点基于软件而不符合技术保护客体范围。详细的，所述逆变器单元22与所述控制器3的PWM通信模块31连接用于与该PWM通信模块31交互PWM相控电压，并根据该PWM相控电压生成相电流信号；即逆变器单元22通过PWM通信模块31实现控制器3和FPGA芯片2的连接。在实际应用中，PWM通信模块31向逆变器单元22传输用于控制电机模拟仿真的控制指令，该控制指令被逆变器单元22接收后经过处理输出相电流信号，优选该相电流信号为三相电流信号。该相电流信号输出至电机仿真单元23，并且为了对该相电流信号的反馈，逆变器单元22的输出端与控制器3的ADCs接口连接用于向该ADCs接口输出所述相电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异步电机的在环仿真测试系统，其特征在于：包括上位机(1)、FPGA芯片(2)以及控制器(3)；/n所述FPGA芯片(2)包括通信单元(21)、逆变器单元(22)和电机仿真单元(23)；/n所述上位机(1)与所述通信单元(21)通信连接用于实现对所述逆变器单元(22)和电机仿真单元(23)的数据更新，所述上位机(1)与控制器(3)连接用于向该控制器(3)传输控制指令实现对该控制器(3)进行测试参数以及测试序列的配置控制并且接收该控制器(3)反馈的模拟结果参数；/n所述逆变器单元(22)与所述控制器(3)的PWM通信模块(31)连接用于与该PWM通信模块(31)交互PWM相控电压，并根据该PWM相控电压生成相电流信号；/n所述电机仿真单元(23)与所述逆变器单元(22)的输出端连接，用于接收该逆变器单元(22)输出的相电流信号并根据该相电流信号实现仿真模拟，该电机仿真单元(23)的输出端与所述控制器(3)的I/O接口连接用于向控制器(3)输出模拟结果参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种异步电机的在环仿真测试系统，其特征在于：包括上位机(1)、FPGA芯片(2)以及控制器(3)；
所述FPGA芯片(2)包括通信单元(21)、逆变器单元(22)和电机仿真单元(23)；
所述上位机(1)与所述通信单元(21)通信连接用于实现对所述逆变器单元(22)和电机仿真单元(23)的数据更新，所述上位机(1)与控制器(3)连接用于向该控制器(3)传输控制指令实现对该控制器(3)进行测试参数以及测试序列的配置控制并且接收该控制器(3)反馈的模拟结果参数；
所述逆变器单元(22)与所述控制器(3)的PWM通信模块(31)连接用于与该PWM通信模块(31)交互PWM相控电压，并根据该PWM相控电压生成相电流信号；
所述电机仿真单元(23)与所述逆变器单元(22)的输出端连接，用于接收该逆变器单元(22)输出的相电流信号并根据该相电流信号实现仿真模拟，该电机仿真单元(23)的输出端与所述控制器(3)的I/O接口连接用于向控制器(3)输出模拟结果参数。


2.如权利要求1所述的一种异步电机的在环仿真测试系统，其特征在于：
所述通信单元(21)为以太网转接口。


3.如权利要求1所述的一种异步电机的在环仿真测试系统，其特征在于：
所述逆变器单元(22)为IGBT模块。


4.如权利要求1所述的一种异步电机的在环仿真测试系统，其特征在于：
所述逆变器单元(22)的输出端与控制器(3)的ADCs接口连接用于向该ADCs接口输出所述相电流信号。


5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓锋，刘斌，邱小龙，曾密林，
申请(专利权)人：深圳市宾凯腾科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44