概要
电机仿真工具包提供了用于电机系统控制器开发过程中硬件在环实时仿真（HIL，Hardware In the Loop）测试的软硬件平台。该平台提供基于PXI的高性能、高可靠性的硬件环境，包括处理器、FPGA卡、模拟量数字量IO；系统集成了丰富的电机驱动模型，包括控制模型和逆变器、电机本体模型，具有扩展性好、精确度高、应用便捷等特点。
系统结构
PXI FPGA上运行电机及逆变器模型，通过IO口接收控制器发出的PWM波，模型经过计算、更新状态后由模拟量输出端口输出电机的电流、电压、旋变等位置传感器信号，形成对电机控制器的闭环测试。
如图所示为永磁同步电机控制器硬件在环实时仿真系统结构图，实时仿真机由CPU和FPGA两大计算单元，模型可在CPU中计算，也可在FPGA中计算，FPGA上运行的电机模型可具有更高的仿真精度以及更高的更新速率，特别适合新能源电动汽车高速电机控制器的硬件在环测试。仿真机包括相应的模数IO板卡，可接收控制器发出的控制指令，由计数器卡采集PWM信号；同时向控制器反馈当前电机状态，由模拟量输出卡输出电机电压、电流信息；模拟量输入板卡可以采集电机的旋变信号，并由模拟量输出通道反馈sin、cos信号。从而形成对电机控制器的闭环测试。
电机硬件在环实时仿真系统特点及优势：
早期控制程序代码缺陷排查
缩短现场调试时间，加快开发进度
减少系统开发成本
极限工况及故障状态仿真
电机模型包括：
PMSM永磁同步电机模型
IM异步电机模型
SRM开关磁阻电机模型
其他模型：
三相半桥逆变器模型
旋转变压器模型
HALL型位置传感器模型
电机模型有定参数模型、变参数模型，特别是支持JMAG、ANSYS高精度有限元模型。
电机有限元模型的优势：
相比DQ模型精度更高
模拟电机转子不对称效应
模拟磁链谐波
模拟磁场饱和
模拟电机齿槽转矩
可模拟故障：
电机相间短路故障
电机单相开路故障
逆变器IGBT开路、短路故障
IGBT续流二极管开路、短路故障
母线短路故障
面向客户：
新能源电动汽车企业研发部门
电动汽车电机驱动器研发企业
工业变频、伺服电机驱动器研发企业
高校电气工程相关专业
电机及驱动器研究院所