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飞轮储能系统硬件在环仿真测试 [复制链接]

飞轮储能系统由三相PWM整流器、飞轮驱动系统和H桥变换电路三个单元组合而成。本篇中我们对飞轮储能系统进行拆分,分别将控制算法与被控电路拓扑部署到基于PPEC平台的真实控制板与EasyGo PXIBox实时仿真器,来进行飞轮储能系统硬件在环仿真测试。
测试中,使用PPEC平台进行每个单元的控制,使用PXIBox实时仿真器及6500FPGA板卡,来进行1us的小步长电力电子拓扑仿真。将硬件在环测试仿真结果与离线仿真结果对比发现,其控制效果、仿真数据与预期一致。
欢迎感兴趣的工程师们咨询了解,接下来为大家分享本次飞轮储能系统硬件在环仿真测试详情。
一、测试说明
1、测试对象
本片中测试对象为:飞轮储能系统。该系统由三个单元组合而成,且每个单元的控制部分都由PPEC平台进行控制,同时使用EasyGo PXIBox进行仿真拓扑,形成闭环。
140712d59zor9iv50iirio.png
飞轮储能系统
单元1:三相PWM整流器。采用恒功率控制策略。
单元2:飞轮驱动系统。内部含2个变换器,一个是半桥buck-boost用于DCDC变换,另一个是三相H桥驱动电机工作。当母线电压高,系统将能量往飞轮中存储,当母线电压低,系统将飞轮能量转变为电能为母线提供能量。
单元3:H桥变换电路。实现电流梯形输出控制。
2、测试系统架构
对飞轮储能系统进行拆分,分别将控制算法与被控电路拓扑部署到基于PPEC平台的真实控制板与EasyGo PXIBox实时仿真器。
140712wym232m3zqmfmj2w.png
系统分割示意图
在测试中,将电路拓扑部分用实时仿真设备PXIBox进行模拟,将控制部分用PPEC平台实现,并将两者通过物理接线的形式进行连接,构成一个闭环系统。
140712zhtj6uiijezjgjg6.png
测试系统整体示意图
3、测试系统物理接线
真实物理接线如下图所示。
140712euucuq99y49bk4bx.png
接线示意图
140712v3w25v3hbh1fb2e2.png
真实物理接线图
二、测试过程与分析
1、搭建模型
利用Matlab Simulink搭建出飞轮储能系统模型。
140712qde9xhhhkzx29xes.jpg
EasyGo PXIBox模型
IO配置。用EasyGo嵌入Matlab中的IO配置模块对IO进行配置。同时还可以将需要观测的量引出来,用上位机进行实时观测。
解算器模块配置。解算器模块是用来确认该模型应该部署进哪一部分硬件,或者用哪一种解算模式的。在本次测试中,用到的硬件是PXIBox的6500板卡该板块在机箱的第三板槽中,运行的模型时电力电子拓扑。
2、部署模型
在实时模型搭建好之后,需要用EasyGo Desksim软件进行模型部署。
140712veehlliicyyrr8l4.jpg
  • 点击“load”部署模型,选择对应文件路径。
  • 在User Interface中进行搭建用户观测界面
  • 设置通讯IP,EasyGo PXIBox的IP地址为192.168.154
3、运行模型
点击运行按钮等待模型运行,并通过PPEC平台控制该模型。
测试一:H桥输出为0时仿真波形
140712zv2qkm28mlqkvb82.png
H桥输出为0时波形图
测试二:H桥输出为4500A上升沿波形
140712xendc33f1umnmtel.png
H桥输出为上升沿时波形图
测试三:H桥输出为4500A下降沿波形
140712u0zuageuajuxyf1j.png
H桥输出为下降沿时波形图
如图上图波形所示,Va、Vb、Vc为三相整流器交流侧电压波形;ia、ib、ic为三相整流器交流侧电流波形;Uhigh和Udc_bus为三相整流器直流侧母线电压波形;ibus三相整流器直流侧母线电流波形;i_lod为H桥输出电流波形;
测试结果:
140712ppgctnn3qtjj5uqa.png
离线模型中Udc_bus波形图
140712h7o6lt4bxxakxpb4.png
实时仿真中Udc_bus波形图
140712f1eqq7n4sc0zbbsb.png
离线模型中Iout波形图
140712x99wxxjao9oykazk.png
实时仿真中Iout下降沿波形图
140712zmvv0gwvm18al2rx.png
实时仿真中Iout上升沿波形图
将硬件在环测试仿真结果与离线仿真结果对比发现,其控制效果、仿真数据与预期一致。今天的分享就到这儿啦,欢迎感兴趣的工程师们一起留言沟通。

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其控制效果、仿真数据与预期一致这是最理想   详情 回复 发表于 2024-6-29 08:25

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