Kestomagneettitahtikoneen emulointi digitaalisella signaaliprosessorilla

Sähkökäytön suunnittelussa säätöä voidaan testata useassa tapauksessa reaaliaikasimulaattorilla todellisen laitteiston sijaan. Monet reaaliaikasimulaatioiden perustana käytetyt algoritmit soveltuvat täysinohjatulle invertterisillalle. Eräissä sovelluksissa halutaan kuitenkin käyttää puoliksiohjattua siltaa. Puoliksiohjattulla sillalla mallin kausaalisuus voi kääntyä, mitä perinteiset reaaliaikasimulaattorit eivät pysty simuloimaan Tässä työssä oli tavoitteena kehittää reaaliaikasimulaattori puoliksiohjatulle kestomagneettitahtikonekäytölle. Emulaattoriin mallinnettiin todellisen käytön kestomagneettitahtikone ja invertterisilta. Simulaattori toteutettiin digitaaliselle signaaliprosessorille (DSP) ja mittauksiin liittyvät oheislaitteet mallinnettiin FPGA-piirille. Emulaattoriin liitettiin erillinen säätäjä, jota käytettiin myös todellisen sähkökäytön säätämiseen. Emulaattorilla ja todellisella käytöllä tehtyjä mittauksia verrattiin ja emuloimalla saadut tulokset vastasivat melko hyvin todellisesta käytöstä mitattuja.

An electric machine controller can be tested against a motor model in real-time simulator if the real motor is not available or test could damage it. Real-time simulation techniques are usually developed for electric drives with fully-controlled bridges. Most often the bridge is modelled using fixed causality modelling. Half-controlled bridges may invert causality and therefore can not be simulated with such a simulator. The main goal of this thesis was to develop a real-time simulator for a half-controlled permanent magnet synchronous machine drive. A permanent magnet synchronous machine and an inverter bridge were modelled. The Simulator runs in a digital signal processor (DSP). Measurement peripherals were modelled with a field-programmable gate array (FPGA). The emulator was tested with real drive controller. Emulation results were compared to real drive measurements. The emulator seems to emulate its real counterpart quite well.