項目背景

新能源電動車汽車作為新一代的交通工具，在節能減排、減少人類對傳統化石能源的依賴方面具備傳統汽車不可比擬的優勢。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也是區別于內燃機汽車的的最大不同點。但是汽車電驅系統由于功率相對較高，像一些高轉速、大負載、故障工況等環境不便于在實際的硬件上實現，為了能方便高效地測試電驅系統的調速控制裝置，用戶希望用實時仿真器來代替實際電機。

技術實現

電機驅動系統是一個典型的電力電子系統，包含電機、逆變電路兩個部分，對實時化仿真步長的要求非常高。StarSim小步長仿真技術，能夠以1μs的步長穩定仿真整個電驅動系統；同時還支持用戶在熟悉的建模環境中，自定義搭建模型并快速下載驗證。該平臺能夠幫助用戶快速地進行不同功率電機額定、極限工況運行時的控制情況。

項目成果展示

離線仿真 

用戶先采用離線仿真軟件進行控制算法驗證

30kW電機給定轉速 1000rpm->3000rpm->5000rpm

120KW電機給定轉速500rpm->1000rpm->2000rpm

實時仿真

下圖為給最終客戶搭建的實時仿真系統，左邊機箱為電機驅動系統的實時仿真器，左側為待測的電機控制板，控制器與實時仿真器通過接線構成信號閉環，電機以及電驅動系統仿真運行在FPGA板卡上，并通過旋變信號的方式進行位置信號的輸出。附圖為30kw電機、120kw電機在控制器實際運行起來后，對應控制效果的示波器截圖。

工況驗證測試：

? 正常工況工作信號驗證

? 電機旋變信號驗證

? 高速工作中轉矩轉速控制測試

30kW電機 測試表格

在下列工況下進行硬件在環仿真測試，能夠顯示運行過程中的交流電壓、定子電流（包括3相電流和id，iq）、轉矩和轉速波形。

結論：

使用StarSim + PXI的MCU硬件在環測試系統，很好的解決了不同種類電機，高轉速危險工況下MCU控制器的測試問題，并且和離線仿真，以及實物系統擬合度很高。工程師利用該系統只用3個工作日就完成了系統的搭建、算法的驗證、整個系統的測試工作，極大的節省了時間和精力。