南京工程學院

一、產品簡介

 

實際的電力電子裝置，如光伏逆變器，風機變流器等，不僅含有弱電的控制板還有電力電子開關（IGBT等）、電感、電容等電路元件；仿真器通常只有弱電的 IO 接口，無法同電力電子裝置對接。所以快速原型控制（RCP）+實際功率硬件（P）的交互仿真模式的需求越來越突出。

 

電力電子領域的新產品開發都會經歷控制策略設計、程序代碼編寫、控制器程序燒錄和控制性能測試等流程，如果有一套可設計控制策略的圖形化軟件、并支持代碼的自動生成和控制器程序自動加載、還有對應的功率硬件產品來實現設計控制策略的性能測試，必然會大大縮短開發周期，PRCP正是為實現這一目標而開發的一款產品。

二、產品特點

 

YXPRCP作為功率級的快速控制原型開發平臺，與MATLAB/Simulink無縫連接，代碼可自動生成和加載，用自己的功率設備方便與客戶設備完成聯合測試，可應用于高校、科研院所等進行新的控制策略、控制技術的開發研制。

 

• 與MATLAB/Simulink無縫對接的可視化編程和監控；
• 對所搭建的模型可實現代碼自動生成、自動加載到實時目標機中運行；
• 實時目標機計算步長可達20KHz，可用于評估各種復雜控制算法；
• 硬件模塊化設計方便擴展；
• YXSPACE全系列可選，可同時控制多臺功率模組；
• YXPHM多達10幾種功率模組可選，各類拓撲結構隨意搭配；
• 集成了各種測量模塊、多用途I/O模塊和多種總線；
• 可根據用戶需求進行定制，提供整體解決方案；
• 提供系統級的產品解決方案，滿足兼容性設計需求。

 

三、產品組成

PRCP功率硬件模型開平臺部分主要包括：

（1）5-15kw大功率可編程直流電源；
（2）YXSPACE系列快速原型控制器（SP1000、SP2000、SP6000可選）；
（3）YXPHM桌面型功率模組，多種拓撲可選：三相兩電平、三相三電平、Buck-boost、雙有源DAB、三有源DAB、ANPC三電平、六相電機驅動、Gan轉換、MMC多電平模塊等十幾種。
（4）變壓器、電抗、負載、電機等
（5）可移動柜體及配件
（6）配套的Simulink模型及軟硬件開源資料。

3.1 YXSPACE 快速原型控制器

YXSPACE產品系列能夠將用戶設計的圖形化的高級語言編寫的控制算法（Simulink）轉換成DIDO、AIAO量，完成實際硬件控制。其基本控制框圖如下所示：

控制算法模型一般采用Matlab中的Simulink工具搭建，將模型中的接口與硬件驅動接口綁定后，再結合TI公司的CCS編譯工具產生可執行文件，下載至YXSPACE控制器中運行。

 

研旭YXSPACE-VIEW2000軟件主要用于配置YXSPACE控制器工作模式，同時可以實時監測控制過程中的各類運行量，包括采集量、中間控制變量等。YXSPACE-VIEW2000包括了6類組態控件，分別為遙控控件、遙信控件、遙調控件、遙測控件、示波器控件以及文字編輯控件等。用戶可以借助這些控件，直觀、方便的搭建監控界面，監控控制器內部運行的詳細信息。

 

YXSPACE獨特優點：

• 采用目前市面成品常用的控制芯片作為CPU，其仿真結果針對實際研究更具有參考性；
• 在Matlab中設計的控制算法自動生成代碼，自動加載到實時目標機中運行，避免了繁瑣的編程和Debug工作
• 使用門檻低，會Matlab仿真即可完成實驗測試工作，所有測試工作只需一人即可完成
• 模型與硬件接口鏈接簡單，只需記住端口編號即可，更不用配置硬件各類細節，免去一切不必要的麻煩；
• 性價比高，在同等功能的前提下，YXSPACE成本更低。
• 具備自主編寫的驅動庫，可以直接導入到Simulink庫中，用戶可以直接在Matlab軟件中拖動相應的硬件元件庫，將模型中的數據直接與硬件對接，無需再花費時間去查詢硬件映射。8種庫文件，可適用于各種工程調試需求。
• 模型轉換文件的透明化，用戶可直接查看模型轉換后的源碼。

 

YXSPACE-VIEW2000軟件

 

研旭公司專門為SP2000研發了一套上位機監控軟件VIEW2000軟件。

 

VIEW2000軟件中包含控制器設置以及組態區。其中控制器設置界面共有4類控制器設置，包括仿真步長設置，DO控制源設置，QEP/CAP模式設置，PWM模塊設置。

 

 

3.2 桌面型功率模塊YXPHM

 

YXPHM系列采用基于模型設計的理念，脫胎于研旭成熟產品光伏并網逆變器與風機變流器等成熟產品，又結合了研旭多年的模塊化組件與開放式平臺研發經驗，對該拓撲結構與驅動電路、傳感器電路、信號處理電路進一步集成，同時提供實際控制器接口、快速原型控制器結構與實際控制器模塊，為用戶提供性價比更好的模塊化產品。

 

YXPHM多功能桌面型電力電子功率轉換平臺，采用積木式搭建形式，將功率轉換電路中的電感，電容，功率開關等器件方便的組合在一起，形成電力電子積木PEBB（Power Electronics Building Block）。 

 

圖為實物圖片，采用亞格力材料封裝?？梢云椒旁谧雷由厦?，故稱作桌面型功率模塊。

 

模塊系列

YXPHM-DCC10b-I DC-DC變流模塊
YXPHM-SP205b-II單相DC-DC-AC兩級變流模塊
YXPHM-TP310b-I三電平三相DC-AC變流模塊
YXPHM-VYN10b-I維也納型三相PFC變流模塊
YXPHM-DAB10b-I雙有源全橋雙向變流模塊
YXPHM-TAB05-S三有源橋直流變流模塊
YXPHM-LLC10b 單/三相LLC串聯諧振全橋模塊
YXPHM-ANPC10b三電平有源中點鉗位變流模塊
YXPHM-SPM10-I六相電機驅動變流模塊
YXPHM-GaNHB01高功率密度氮化鎵半橋模塊
YXPHM-MMCFB01全橋MMC變流子模塊

 

四、實際項目案例圖