EasyGo實時仿真丨飛輪儲能系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真測試

飛輪儲能系統(tǒng)由三相PWM整流器、飛輪驅(qū)動系統(tǒng)和H橋變換電路三個單元組合而成。本篇中我們對飛輪儲能系統(tǒng)進行拆分，分別將控制算法與被控電路拓?fù)洳渴鸬交赑PEC平臺的真實控制板與EasyGo PXIBox實時仿真器，來進行飛輪儲能系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真測試。

測試系統(tǒng)整體示意圖

測試中，使用PPEC平臺進行每個單元的控制，使用PXIBox實時仿真器及6500FPGA板卡，來進行1us的小步長電力電子拓?fù)浞抡?。將硬件在環(huán)測試仿真結(jié)果與離線仿真結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，其控制效果、仿真數(shù)據(jù)與預(yù)期一致。

歡迎感興趣的工程師們咨詢了解，接下來為大家分享本次飛輪儲能系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真測試詳情。

一、測試說明

1、測試對象

本片中測試對象為：飛輪儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)由三個單元組合而成，且每個單元的控制部分都由PPEC平臺進行控制，同時使用EasyGo PXIBox進行仿真拓?fù)?，形成閉環(huán)。

飛輪儲能系統(tǒng)

單元1：三相PWM整流器。采用恒功率控制策略。

單元2：飛輪驅(qū)動系統(tǒng)。內(nèi)部含2個變換器，一個是半橋buck-boost用于DCDC變換，另一個是三相H橋驅(qū)動電機工作。當(dāng)母線電壓高，系統(tǒng)將能量往飛輪中存儲，當(dāng)母線電壓低，系統(tǒng)將飛輪能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔転槟妇€提供能量。

單元3：H橋變換電路。實現(xiàn)電流梯形輸出控制。

2、測試系統(tǒng)架構(gòu)

對飛輪儲能系統(tǒng)進行拆分，分別將控制算法與被控電路拓?fù)洳渴鸬交赑PEC平臺的真實控制板與EasyGo PXIBox實時仿真器。

系統(tǒng)分割示意圖

在測試中，將電路拓?fù)洳糠钟脤崟r仿真設(shè)備PXIBox進行模擬，將控制部分用PPEC平臺實現(xiàn)，并將兩者通過物理接線的形式進行連接，構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)。

測試系統(tǒng)整體示意圖

3、測試系統(tǒng)物理接線

真實物理接線如下圖所示。

接線示意圖真實物理接線圖

二、測試過程與分析

1、搭建模型

利用Matlab Simulink搭建出飛輪儲能系統(tǒng)模型。

EasyGo PXIBox模型

IO配置。用EasyGo嵌入Matlab中的IO配置模塊對IO進行配置。同時還可以將需要觀測的量引出來，用上位機進行實時觀測。

解算器模塊配置。解算器模塊是用來確認(rèn)該模型應(yīng)該部署進哪一部分硬件，或者用哪一種解算模式的。在本次測試中，用到的硬件是PXIBox的6500板卡該板塊在機箱的第三板槽中，運行的模型時電力電子拓?fù)洹?/p>

2、部署模型

在實時模型搭建好之后，需要用EasyGo Desksim軟件進行模型部署。

• 點擊“l(fā)oad”部署模型，選擇對應(yīng)文件路徑。
• 在User Interface中進行搭建用戶觀測界面
• 設(shè)置通訊IP，EasyGo PXIBox的IP地址為192.168.154

3、運行模型

點擊運行按鈕等待模型運行，并通過PPEC平臺控制該模型。

測試一：H橋輸出為0時仿真波形

H橋輸出為0時波形圖

測試二：H橋輸出為4500A上升沿波形

H橋輸出為上升沿時波形圖

測試三：H橋輸出為4500A下降沿波形

H橋輸出為下降沿時波形圖

如圖上圖波形所示，Va、Vb、Vc為三相整流器交流側(cè)電壓波形；ia、ib、ic為三相整流器交流側(cè)電流波形；Uhigh和Udc_bus為三相整流器直流側(cè)母線電壓波形；ibus三相整流器直流側(cè)母線電流波形；i_lod為H橋輸出電流波形；

測試結(jié)果：

離線模型中Udc_bus波形圖實時仿真中Udc_bus波形圖離線模型中Iout波形圖實時仿真中Iout下降沿波形圖實時仿真中Iout上升沿波形圖

將硬件在環(huán)測試仿真結(jié)果與離線仿真結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，其控制效果、仿真數(shù)據(jù)與預(yù)期一致。

今天的分享就到這兒啦，歡迎感興趣的工程師們一起留言溝通。