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电机控制器功率级硬件在环仿真测试系统方案

常规的硬件在环(Hardware In the Loop,HIL)测试系统对于控制器的设计和测试非常有用,属于信号级的仿真测试,但是车载电机控制器一般都是将控制主板、驱动板、功率器件封装成一个整体。如果想把电机控制器作为一个待测设备(Devices Under Test,DUT)进行整体测试,测试电机控制器的逆变器性能,需要在常规的硬件在环测试系统基础上进一步拓展,便成为功率硬件在环(Power Hardware-in-the-Loop,PHIL)测试系统。
PHIL测试系统将逆变器的功率变换考虑在内,实现了真实的能量流动,在多国能源领域(储能、光伏发电、风力发电)和汽车领域(动力电池、车载动力电机)得到研究和应用。使用PHIL测试系统,用户无需进行电机控制器的拆解,就可以实现电机控制器的功能测试和性能测试,并且可以对功率器件进行测试。
针对汽车领域的PHIL测试需求,莎益博依托美国国家仪器(National Instruments,NI)开发的模拟系统(Emulated System),提供了完整的PHIL测试系统解决方案,实现了将车载电机控制器接入测试系统进行PHIL测试。
 
解决方案
完整的PHIL测试系统分为实时仿真设备(Real-Time Simulator)、模拟设备(Emulated System)和电机控制器(待测设备,DUT),如下图所示。电机控制器的接口分为信号接口和功率接口,信号接口主要包括通信总线、电机温度、转子位置传感器等,功率接口主要是直流母线接口和三相交流接口。信号接口可以直接接入实时仿真设备进行交互,功率接口必须接入到模拟设备。实时仿真设备和模拟设备通过模拟通道直接传输信号,保证足够快地信号传输。
 
实时仿真设备采用NI PXI设备和NI VeriStand实时仿真平台,可以兼容第三方建模软件创建的电池模型、动力传动模型和整车模型。采用NI FPGA板卡运行电机模型,可以实现亚微秒级的仿真速度。
 
借助PHIL测试系统,可以实现电机控制器的功能测试和极限条件测试;为电机台架的功能测试和性能测试打下基础;进行控制算法的在线分析和跟踪调试;降低测试风险及测试成本。
工程实施和技术服务
PHIL测试系统的使用涉及到安全性、可靠性和稳定性,不同于常规的HIL系统的搭建,需要专业的理论指导和规范的现场实施。莎益博提供专业的工程实施和技术服务,根据客户具体需求,为客户提供定制的技术服务。技术服务内容包括:
  • PHIL系统的数字仿真运行调试
  • 实时仿真设备的选型和配置
  • 模拟设备的选型和配置
  • PHIL测试系统集成和安装调试
  • PHIL测试系统使用培训和知道 
  • 测试任务执行和测试报告处理
     
 021-64227122            sales.testing@cybernet.sh.cn          关注莎益博测试与测量     
  
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