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合动智能cSPACE控制与仿真系统 成功应用于扬州大学风力发电项目中


"幸福就是:天蓝、山青、水绿"


在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天,风力发电已经成为绿色可再生能源的一个重要途径。永磁同步电机以其效率高、功率比大、结构简单、节能效果显著等一系列优点在风力发电领域逐步得到广泛应用。永磁直驱风力发电机不仅可以提高发电机的效率,并且因为发电机采用了永磁结构,省去了电刷和集电环等易耗机械部件,提高了系统的可靠性,而且不需要电励磁装置,能在增大电机容量的同时,减少体积。另外,风力机的直驱化也是当前的一个热点趋势。目前大多风力发电系统发电机与风轮并不是直接相连,而是通过变速齿轮连接,这种机械装置不仅降低了系统的效率,增加了系统的成本,而且容易出现故障,是风力发电急需解决的瓶颈问题。直驱式风力发电机可以直接与风轮相连,增加了系统的稳定性,减少了维护工作,并且还降低了噪音。因此鉴于诸多优点,国内各类科研单位,都青睐于对永磁直驱风力发电的研究。为了研究风力发电系统,本案例中风力模型一般由一个原动机来模拟。

图1 直驱风力发电机结构示意图


安徽合动智能的cSPACE作为原动机的控制器, 成功应用在扬州大学2KW永磁同步电机的矢量控制上, 实现了在中等功率等级上的交流伺服快速原型实验平台上的应用,为客户进行先进控制算法的开发提供了平台。该案例实现了对电机电流环、速度环、位置环的控制,为客户今后进行矢量控制、弱磁控制、直接转矩控制等算法研究,提供了快速原型验证平台。经现场测试电机实现了良好的动静态性能,达到客户的要求。


图2 工程师现场讲解:cSPACE快速原型控制器的开发

cSPACE有丰富的电机控制硬件接口

●  6路PWM(其中6路高精度HPWM),+5V电平输出;

●  8路AD输入接口,12位精度,输入电压范围:0V~+3V;

●  3路差分输入QEP,32位分辨率,十分适合对电机进行高精度控制。


cSPACE在软件资源上也非常丰富

1)采用科研人员所熟悉的MATLAB/Simulink软件进行开发,设计控制系统只是搭建Simulink模块,图形化编程,并且可以充分利用MATLAB的资源,并支持matlab先进的模块与指令,提供嵌入式产品相关的硬件支持包模块;

2)数据实时观测、修改和存储,有独立的后台数据监控界面,能在线同时15个word类型数据下发和4个变量word类型数据实时上传,支持4个数据同时动态显示,支持数据自动存储在本地电脑,方便用户进行数据分析;

3)丰富的应用案例,能应用在电机控制、新能源、工业自动化、机械臂、仿生手等领域,并提供对应的简单应用案例程序;

4)教学科研资源丰富,提供该产品的使用手册,指导书,使用PPT,使用视频,原理图,软件等资料。


合动智能cSPACE支持功率级的快速控制原型开发平台,与MATLAB/Simulink无缝连接,支持图形化编程、自动代码生成和程序的自动下载,大大缩短开发周期,可应用于高校、科研院所等进行新的算法和控制策略的开发验证。


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