電機學是電氣工程的核心學科，深入研究和探討了電動機的工作原理、設計控制方法、系統優化以及在不同領域的應用。電動機作為現代工業的重要動力源，其發展歷程與生產力的發展緊密相連，同時電動機的不斷創新也推動了社會生產力的提升。

電動機應用領域廣泛，種類繁多、性能各異，因此分類方法也有很多種。以下是一些常見的分類方式：

▍按工作電源分類：分為直流電動機和交流電動機

▍按結構及工作原理分類：分為異步電動機和同步電動機

▍按轉子的結構分類：分為鼠籠式交流感應電機和繞線式交流感應電機

國內虛擬研究平臺多基于單電機設計，而實際工業中多電機配合工作更為常見，如機器人、3D打印機等。多電機同步控制在工業自動化生產系統中廣泛存在，但目前基于FPGA納秒級實時仿真平臺多為單電機設計，進行多電機實時仿真需要進行FPGA拓展和底層架構修改，增加了使用成本和學習精力。

為解決這一問題，EasyGo團隊推出了2024版DeskSim的HIL應用，直接支持多電機同步實時仿真，可實現多電機仿真功能，降低了多電機仿真測試的門檻和成本。 ? ?

今天我們為大家分享利用Easygo仿真平臺進行雙電機系統的實時仿真應用。

電機模型

目前EasyGoMachine常用電機庫中包含：鼠籠式交流感應電機、繞線式交流感應電機、直流電機永磁式、直流電機繞線式、直流無刷電機、永磁同步電機六種，后續還在持續更新中。

利用EasyGoMachine電機庫中的模塊，可以快速進行多電機系統程序的搭建，搭配EasyGoDeskSim軟件將程序部署到FPGA中以不超過1.5us的步長進行實時運行，無需進行FPGA編譯。

以上為EasyGo Machine常用電機庫中的六種電機的配置參數。

基于EasyGoMachine的電機模塊、EasyGoDeskSim軟件和實時仿真設備，用戶就可以快速搭建任意的多電機仿真程序并進行驗證。

雙電機系統仿真

下面為大家分享基于EasyGo CBox+NetBox的系統進行雙電機系統的同步仿真。

CBox是一款快速原型控制器產品，采取CPU+FPGA的硬件架構，幫助用戶在安全舒適的實驗室快速調試和驗證控制算法，而NetBox是一款基于FPGA架構的一體化電力電子FPGA實時仿真產品，搭配EasyGoDeskSim軟件，就可以完成實時仿真設備的部署模型，系統程序的數據的下發與監測，從而高效進行模型在環硬件仿真實驗。

01 ? 雙電機系統離線仿真

本次仿真測試采用的是永磁同步電機和鼠籠式交流感應電機雙電機系統同步仿真，仿真拓撲如圖所示。

永磁同步電機參數為：Rs= 0.0485 Ω；電樞電感L=0.395mH；Ψfd= 0. 1194 Wb；轉動慣量J= 0. 0027kg·m2；極對數為3。

鼠籠式交流感應電機參數為：定子電阻Rs=0.896Ω；定子電感Lls=1.94mH；轉子電阻Rr'=1.82Ω；轉子電感Llr'=2.45mH；互感Lm=46.2mH；轉動慣量J= 0. 1475kg·m^2；摩擦系數F=0.013374Nm/(rad/s)；極對數為2。

02 ? 雙電機系統實時仿真

我們使用NetBox仿真器來進行雙電機電路的實時仿真，仿真步長為1us；使用CBox作為控制器，控制速率設為10khz，來完成閉環仿真測試。

利用EasyGoMachine模塊，DeskSim可以把模型直接部署到FPGA進行快速仿真，仿真拓撲如下圖所示。

這樣，我們就完成了雙電機系統的demo實時仿真程序。

實時模型搭建完成后就可以載入Desksim軟件，軟件會自動分析模型信息。

在交互界面，用戶可自定義搭建交互模塊，將實時仿真設備與上位機在同一個局域網中連接，就可以通過Desksim將載入的程序部署到相應的設備中并開始運行實時仿真。

我們將永磁同步電機轉速設置為300RPM，鼠籠式交流感應電機轉速設置為1500RPM，轉矩均設置為10，仿真波形如下圖：

通過仿真的結果可知，基于CBox+NetBox 的雙電機系統實時仿真結果與離線仿真結果基本一致，且調節轉速和轉矩的設定值，系統也能實時跟隨變化，將電機轉速穩定在設定值。

EasyGoDesksim可通過在線調參功能對系統的功率電路部分進行實時調控，這里就不過多贅述。

審核編輯：黃飛

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