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新能源電機驅動系統方案
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新能源電機驅動系統方案
新能源電機驅動系統方案

新能源電機驅動系統方案

技術參數如下: 1) 平臺由驅動電機(永磁同步電機)、高速精密聯軸器、轉速/扭矩傳感器、加載電機(永磁同步電機)及中央監控系統組成,用于實現電機對拖實驗; 2) 可以實現速度控制和扭矩控制,驅動電機和加載電機以聯軸器相連, 監控系統可以實現人機交互、系統監控功能; 3) 驅動永磁電機:永磁同步電機,額定功率5KW 額定轉矩 80 NM, 額定轉速1500 r/min,峰值轉矩 240 NM,轉動慣量 120,峰值轉矩加速度20000,重量 64KG,轉矩常數3.35,轉速電壓比2.129,定子電阻 0.572 D軸電感5.242,Q軸 13.13? 頻率100HZ
產品編號
產品描述

一、設備組成

 

 

 

二、產品名稱、型號、技術規格

 

序號

產品名稱

數量

單位

1

交流永磁電機+永磁發電機,5kW對拖實驗平臺,電機對拖實驗平臺,含扭矩傳感器等

1

2

四象限背靠背驅動變頻柜,開放硬件接口,原理圖、Debug接口、開放RCP控制接口等

1

3

提供此項目的基于simulink的永磁同步電機的FOC控制模型包

1

4

提供此項目的基于DSP板卡的的異步電機FOC控制程序源代碼

1

5

四象限背靠背負載變流柜,通過通訊控制負載電機的加載,減載,轉矩、速度控制

 

 

6

操作控制臺(含電腦,配電等)

1

7

新能源臺架監控系統

1

8

聯合調試(包含驅動柜與RCP控制器聯調、現場調試等)

1

 

三、技術參數

 

3.1  5kW對拖永磁電機平臺
 
技術參數如下:
 
1) 平臺由驅動電機(永磁同步電機)、高速精密聯軸器、轉速/扭矩傳感器、加載電機(永磁同步電機)及中央監控系統組成,用于實現電機對拖實驗;
 
2) 可以實現速度控制和扭矩控制,驅動電機和加載電機以聯軸器相連, 監控系統可以實現人機交互、系統監控功能;
 
3) 驅動永磁電機:永磁同步電機,額定功率5KW 額定轉矩 80 NM, 額定轉速1500 r/min,峰值轉矩 240 NM,轉動慣量 120,峰值轉矩加速度20000,重量 64KG,轉矩常數3.35,轉速電壓比2.129,定子電阻 0.572 D軸電感5.242,Q軸 13.13  頻率100HZ
 
4) 負載永磁電機:永磁同步電機,額定功率5KW 額定轉矩 80 NM, 額定轉速1500 r/min,峰值轉矩 240 NM,轉動慣量 120,峰值轉矩加速度20000,重量 64KG,轉矩常數3.35,轉速電壓比2.129,定子電阻 0.572 D軸電感5.242,Q軸 13.13  頻率100HZ
 
5) 扭矩/轉速傳感器:轉速范圍:0-2000rpm,扭矩測量范圍:0-200NM;
 
6) 槽鋼底座帶橡膠墊,電機拖動組總尺寸1250*30*40(長*寬*高)
 
 
尺寸圖:
 
 
 
3.2  5kW 驅動電機四象限背靠背變頻柜
 
1、可提供直流輸入和交流輸入兩種方式,交流輸入:380V電網,直流輸入:電壓400V。
 
2、四象限運行方式,滿足三種工作模式:電機驅動模式、變流并網模式、RCP外接控制模式。
 
3、開放硬件原理圖,PCB圖(PDF),DSP控制板完整CCS工程源代碼。
                                                       
4、將Simulink模型與快速原型控制器硬件結合在一起,下載到控制器中執行,控制器運行過程中,此軟件可以將Simulink模型中想要查看的各類控制量直觀顯示,也可以隨時修改各類控制參數,讓控制器實時響應,從而實現了真正的在線仿真。
 
5、在線仿真運行界面,采用組態方式,科研者根據自己需求,可以隨意添加控件,讓科研者將精力放到Simulink建模上面。
 
6、軟件具備三類設置,包括通信IP、板卡的數量設置;PWM設置,主要指示PWM的頻率值,死區值,以及動作有效值,編碼器精度值等;顯示界面設置,用于最終的數據查看以及設置。顯示界面中包括遙控、遙調、遙信、遙測、示波器控件。
 
7、提供電機控制側的simulink算法模型,控制模型完全開放且可修改,用戶可直接使用。
 
8、具備DSP輔助控制器,配合外圍信號采集調理電路、IO驅動電路等組成。完成以下功能:
·各類信號的采集調理,送給主控制器以及自身使用。送給主控制器目的是實現算法控制,自身采集主要用于對系統的實時保護。
·對IO信號的驅動管理,將主控制器輸出信號管理后輸出給功率變換電路,實現控制,同時檢測系統運行情況,一旦發生錯誤,通過對IO管理,就可以封閉主控制器的控制信號,從而達到保護系統的作用。這可以保證科研者在建立模型時,即使發生錯誤控制,也可以保證設備不受損壞。這樣可以保證科研者不用顧慮錯誤而導致設備損壞。                   
·配合監控軟件,可以直觀設備查看運行參數。
·本身就可以實現算法控制,用于對比仿真效果
 
 
 
3.2  5kW 負載電機四象限背靠背變流柜
 
1、可提供直流輸出和交流輸入兩種方式,交流輸入:380V電網,直流輸入:電壓500V。
 
2、PWM變換器可以四象限運行,可以根據需要工作在整流狀態或逆變狀態,能量可以雙向流動,定子側電流和網側電流的大小和功率因數都是可調的,整個雙PWM變換器可以工作在四象限狀態。
 
3、在具體運行中,兩個PWM變換器各司其職,根據控制算法的不同其功能略有不同。無論哪種算法,定子PWM變換器一般是采用轉子磁鏈定向,控制PMSG的定子電流呈正弦波形實現轉速和功率因數調節;并網PWM變換器采用電網電壓矢量定向,將直流電逆變為良好的正弦波形實現并網和有功/無功解耦。
 
4、通過外部通訊可控制變流器進行轉矩控制和速度控制,從而模擬負載端電機的運行狀態。
 
5、功率5kw,配備工頻變壓器。
 
設備參數:
 

最大輸入功率

6KW

輸入電源

三相交流380V或者直流500V

最大交流電流

20A

最高轉換效率

94%

交流輸出電壓

0~400VAC

輸出頻率范圍

0~200HZ

交流連接方式

三相四線

輸出電流總諧波畸變率

<3%

功率因數

>0.99

故障清除后

3Min

隔離變壓器(有/無)

輸出過載保護(有/無)

直流過欠壓保護(有/無)

交流過欠壓保護(有/無)

過欠頻保護(有/無)

其它保護

 

限流、過流、過熱等

 

工作環境溫度范圍

-20℃~+55℃

相對濕度

0~95%,不結露

滿功率運行的最高海拔高度

<=2000m

防護類型/防護等級

IP20

散熱方式

風冷

顯示方式

液晶屏

通訊接口

 

RS485/以太網(ModbusRTU)

 

機械尺寸(寬×高×深)

800*1600*600

 
 
3.4 中央監控系統
 
1、監控系統由操作臺、工控機、顯示器、監控軟件組成。
 
2、實現功能如下:
a. 驅動電機轉速/轉矩控制;
b. 加載電機轉速/轉矩控制的功率控制;
c. 轉速、轉矩、功率數據和曲線顯示;
d. 實驗數據存儲。
 
 
 
   四、技術資料
 
1. 設備使用手冊
 
2. 系統通訊協議
 
3. 設備測試報告
 
4. 開源資料
 
   五、開源資料 
 
1、提供變流器所有電路板硬件原理圖(Protel版本)及BOM表:控制板,電源板,信號板,電容板,驅動板; 
 
2、開放控制板的debug接口,客戶可以燒寫自己的程序;
 
3、開放變流器全部軟件的源代碼代碼,包括但不限于程序主框架、硬件驅動功能、硬件配置功能、通訊功能、保護功能、編碼器功能、采樣功能、濾波函數、FOC控制算法等。
 
4、提供永磁電機驅動控制側的simulink算法模型,控制模型完全開放且可修改,用戶可直接使用。
 
 
   六、案例圖片 
 
 
 
 
關鍵詞:
新能源電機驅動系統方案

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