所属领域：电力电子、数字孪生

专利号：ZL202010495211.2

专利名称：一种三相逆变器实时仿真模型的建模方法

发明人：沈坤，刘录光，南晨晨，刘有势，李晋，杜保强

1. 本专利对应产品、技术优势、性能指标

本发明归属于变流器实时仿真领域，设计了三相逆变器实时仿真模型，已构建了基于四块FPGA的实时仿真系统样机与上位机软件，可以进行三相逆变器的实时仿真分析，IGBT模块仿真步长达到ns级，三相LC滤波器模块仿真步长达到us级。

与现有商业化的实时仿真系统(如DSPACE)相比，本发明专利具有明显的价格优势。

2. 产业化前景描述

逆变器是一种利用电力电子器件的开通和关断将直流电变为交流电的装置，广泛应用于光伏发电、交流传动等领域。在逆变器控制系统的开发过程中，实验与测试是必不可少的过程，构建实物逆变器实验系统进行控制器开发及测试，存在风险大、成本高、开发周期长等缺点。而建立逆变器实时仿真模型，并搭建半实物仿真平台，可以有效缩短开发周期、提高效率，并且与构建实物实验系统相比具有显著的经济性。

本发明提供了一种三相逆变器实时仿真模型建模方法，通过采用二次函数拟合IGBT开关动作过程的外特性曲线建立IGBT行为模型，采用matlab／simulink的查找表模块以及有限状态机构建单个IGBT开关模型，基于单个IGBT开关模型构建三相逆变器各开关桥臂的计算模型，并根据控制脉冲计算逆变器输出的相电压。这种建模方法具有建模精度高、在线计算量小、状态转换与控制逻辑清晰等特点，且可将所建模型直接移植到FPGA硬件上。

已完成了基于4块FPGA核心板的三相逆变器实时仿真系统，并设计了上位机软件，可以实现逆变器参数下发、仿真波形显示等功能。