方案详情
1、设备组成
2、 技术参数
2.1 永磁电机对拖平台
技术参数如下：
1)平台由驱动电机（永磁同步电机）、高速精密联轴器、转速/扭矩传感器、加载电机（永磁同步电机）及*监控系统组成，用于实现电机对拖实验；
2)可以实现速度控制和扭矩控制，驱动电机和加载电机以联轴器相连， 监控系统可以实现人机交互、系统监控功能；
3)驱动电机：永磁同步电机，额定功率5.5KW，额定线电压380V，额定线电流12A，额定转矩 35 NM，额定转速1500 r/min，峰值转矩 70NM，转子惯量8.6，重量 30KG，转矩常数2.9，反电势181，编码器线数2500。
4)负载电机：永磁同步电机，额定功率5.5KW，额定线电压380V，额定线电流12A，额定转矩 35 NM，额定转速1500 r/min，峰值转矩 70NM，转子惯量8.6，重量 30KG，转矩常数2.9，反电势181，编码器线数2500
5)扭矩/转速传感器（选配）：转速范围：0-2000rpm，扭矩测量范围：0-200NM；
6)槽钢底座带橡胶垫，电机拖动组总尺寸1250*30*40（长*宽*高）
图1 电机对拖台架实物图
2.2 电机驱动背靠背变流柜
两个PWM变换器各司其职，根据控制算法的不同其功能略有不同。无论哪种算法，定子PWM变换器一般是采用转子磁链定向，控制PMSG的定子电流呈正弦波形实现转速和功率因数调节；并网PWM变换器采用电网电压矢量定向，将直流电逆变为良好的正弦波形实现并网和有功/无功解耦。直流母线电压可以由定子PWM变换器控制也可以由并网PWM变换器控制，保持为比电网幅值高的稳定值（这样才能保证能量流动的方向，PWM整流可以升压）以便往电网输送能量。
图2 背靠背驱动变流器构架
主控CPU采用目前流行的DSP，型号为TI公司的TMS320F28335，其32位浮点处理能力，非常适用于变流器控制场合。通过传感器分别采集三相交流电流、三相交流电压、直流侧电压、电流以及温度等信息送给DSP，然后DSP经过特定的算法，输出PWM调制波控制开关器件，从而可以实现直流变交流或者交流变直流能量双向流动。除此之外，信号处理电路还预留的外部控制器接口，方便对接RCP控制器。
1、可提供直流输入和交流输入两种方式，交流输入：380V电网，直流输入：电压400V。
2、运行方式，满足三种工作模式：电机驱动模式、变流并网模式、RCP外接控制模式。
3、开放硬件原理图，PCB图（PDF），DSP控制板完整CCS工程源代码（选配）。
4、将Simulink模型与快速原型控制器硬件结合在一起，下载到控制器中执行，控制器运行过程中，此软件可以将Simulink模型中想要查看的各类控制量直观显示，也可以随时修改各类控制参数，让控制器实时响应，从而实现了真正的在线仿真。
5、在线仿真运行界面，采用组态方式，科研者根据自己需求，可以随意添加控件，让科研者将精力放到Simulink建模上面。
6、软件具备三类设置，包括通信IP、板卡的数量设置；PWM设置，主要指示PWM的频率值，死区值，以及动作有效值，编码器精度值等；显示界面设置，用于最终的数据查看以及设置。显示界面中包括遥控、遥调、遥信、遥测、示波器控件。
7、提供电机控制侧的simulink算法模型，控制模型完全开放且可修改，用户可直接使用。
8、具备DSP辅助控制器，配合外围信号采集调理电路、IO驱动电路等组成。
完成以下功能：
- 各类信号的采集调理，送给主控制器以及自身使用。送给主控制器目的是实现算法控制，自身采集主要用于对系统的实时保护；
- 对IO信号的驱动管理，将主控制器输出信号管理后输出给功率变换电路，实现控制，同时检测系统运行情况，一旦发生错误，通过对IO管理，就可以封闭主控制器的控制信号，从而达到保护系统的作用。这可以保证科研者在建立模型时，即使发生错误控制，也可以保证设备不受损坏。这样可以保证科研者不用顾虑错误而导致设备损坏；
- 配合监控软件，可以直观设备查看运行参数；
- 本身就可以实现算法控制，用于对比仿真效果。
2.3 电机回馈负载变流柜
1、可提供直流输出和交流输入两种方式，交流输入：380V电网，直流输入：电压500V。
2、PWM变换器可以运行，可以根据需要工作在整流状态或逆变状态，能量可以双向流动，定子侧电流和网侧电流的大小和功率因数都是可调的，整个双PWM变换器可以工作在状态。
3、在具体运行中，两个PWM变换器各司其职，根据控制算法的不同其功能略有不同。无论哪种算法，定子PWM变换器一般是采用转子磁链定向，控制PMSG的定子电流呈正弦波形实现转速和功率因数调节；并网PWM变换器采用电网电压矢量定向，将直流电逆变为良好的正弦波形实现并网和有功/无功解耦。
4、通过人机界面或者外部通讯可控制变流器进行转矩控制和速度控制，从而模拟负载端电机的运行状态。
5、具备19寸触控一体机，运行研旭电机负载模拟监控系统，具备功能：驱动电机转速/转矩控制、加载电机转速/转矩控制的功率控制、转速、转矩、功率数据和曲线显示、实验数据存储。
6、变流柜功率5kw，配备工频变压器。
电机负载模拟监控系统
实现功能如下：
a.驱动电机转速/转矩控制；
b.加载电机转速/转矩控制的功率控制；
c.转速、转矩、功率数据和曲线显示；
d.实验数据存储。
监控区
软件监控区的数据来源主要有变频器、扭矩传感器采集系统的数据。
变频器数据
1)输出电压：变频器交流输出电压
2)输出电流：变频器交流输出电流
3)有功功率：变频器输出的交流电功率
4)实际转速：绝对值编码器经变频器模块采集计算后的电机转速
5)当前扭矩：变频器估算的扭矩
6)电机频率：变频器计算的当前频率
7）转速：扭矩传感器采集系统计算后的转速。
8）扭矩：扭矩传感器采集系统计算后的扭矩。
3.4 快速原型控制器——YXSPACE
研旭公司推出的YXSPACE产品系列，能够将用户设计的图形化的高级语言编写的控制算法（Simulink）转换成DIDO、AIAO量，完成实际硬件控制。其基本控制框图如下所示：
控制算法模型一般采用Matlab中的Simulink工具搭建，将模型中的接口与硬件驱动接口绑定后，再结合TI公司的CCS编译工具产生可执行文件，下载至YXSPACE控制器中运行。
研旭YXSPACE-VIEW2000软件主要用于配置YXSPACE控制器工作模式，同时可以实时监测控制过程中的各类运行量，包括采集量、中间控制变量等。YXSPACE-VIEW2000包括了6类组态控件，分别为遥控控件、遥信控件、遥调控件、遥测控件、示波器控件以及文字编辑控件等。用户可以借助这些控件，直观、方便的搭建监控界面，监控控制器内部运行的详细信息。
3.SP2000控制器资源
研旭SP2000采用外扩插卡式结构，简洁轻便，板卡资源如下：
4.实物图片 ：
5.YXSPACE独特优点
（1）采用目前市面成品常用的控制芯片作为CPU，其仿真结果针对实际研究更具有参考性；
（2）在Matlab中设计的控制算法自动生成代码，自动加载到实时目标机中运行，避免了繁琐的编程和Debug工作
（3）使用门槛低，会Matlab仿真即可完成实验测试工作，所有测试工作只需一人即可完成
（4）模型与硬件接口链接简单，只需记住端口编号即可，更不用配置硬件各类细节，免去一切不必要的麻烦；
（5）性价比高，在同等功能的前提下，YXSPACE成本更低。
（6）具备自主编写的驱动库，可以直接导入到Simulink库中，用户可以直接在Matlab软件中拖动相应的硬件元件库，将模型中的数据直接与硬件对接，无需再花费时间去查询硬件映射。8种库文件，可适用于各种工程调试需求。
（7）模型转换文件的透明化，用户可直接查看模型转换后的源码。
6.YXSPACE-VIEW2000软件
研旭公司专门为SP2000研发了一套上位机监控软件VIEW2000软件。
VIEW2000软件中包含控制器设置以及组态区。其中控制器设置界面共有4类控制器设置，包括仿真步长设置，DO控制源设置，QEP/CAP模式设置，PWM模块设置。
组态区主要包括功能按钮、组态控件、工作区等。
在实际使用中，用户只需用鼠标拖动各类控件，移至工作区当中，位置根据需求随意放置。双击控件即可设置控件的地址号，这样可完成控件与模型或者硬件的建立关系，操作及其简便。
包括如下几类控件：
7、实物案例
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