“Easygo 仿真平臺操作非常簡單，基本可實現免培訓操作。它在線調整電路參數的功能非常好用，輕松解決了想在線驗證突變工況的控制特性的需求。”

——西南交通大學某團隊

筆記分享

現代應用中越來越多的負載需要高電壓，大電流供電。通常逆變器輸出的電壓受到了開關管耐壓值的限制，為了突破單管器件的耐壓程度限制，基于級聯型的變換器被學者所提出，這種基于變換器的級聯方式，不僅可以實現能量輸出的匯聚，還可以提升系統(tǒng)輸出電壓的大小。

級聯型變換器相對于傳統(tǒng)兩電平，三電平變換器來說，在減小無源元件體積和降低開關電壓應力等方面表現出很大的優(yōu)勢。所以近些年對于級聯多電平逆變器的研究和應用一直在持續(xù)進行。

五電平級聯h橋逆變器

級聯型逆變器是由若干個基本逆變單元(例如H橋逆變器)通過級聯組成的。這種逆變器主要是通過對每一個逆變單元輸出的方波進行疊加合成。近年來,級聯多逆變器在中高壓調速、電力有源濾波器等應用中已引起了極大的關注,成為中高壓能量變換的首選方案。

對于高校實驗室來說，搭建這樣的功率實物系統(tǒng)比較繁瑣，同時存在用電安全問題，未經驗證的控制器前期存在較多問題，直接進行實物調試，會導致測試成本和安全風險增高。所以團隊希望能夠在空間相對局限，以及安全的情況下快速完成控制程序代碼的開發(fā)驗證。

在實際的仿真應用中，系統(tǒng)一般可拆解為控制側與被控的對象側（例如，電機驅動系統(tǒng)是由DSP控制器和實物電機構成），實時仿真主要用于模擬對象側的仿真，它是用實時仿真器同控制器構成閉環(huán)測試系統(tǒng)的應用，也叫硬件在環(huán)仿真（HIL）。

實時仿真技術結合了普通離線仿真軟件和功率實物模擬的優(yōu)點，已成為電力與新能源行業(yè)科研、研發(fā)與測試的重要工具，在高校和工業(yè)界都得到了越來越多的應用。

本次試用用戶所搭建的單相級聯逆變器就是多電平級聯逆變器的其中一種，這種拓撲主要應用在電氣化鐵路新型牽引供電系統(tǒng)，在實驗室的環(huán)境下快速安全的搭建半實物仿真驗證平臺，是幫助用戶更快速驗證系統(tǒng)可行性的有效工具。本文主要為大家分享利用 easygo 平臺對單相級聯逆變器并網實驗的驗證。

本次測試模型使用4模塊H橋（CHB-4）逆變器，電路參數為：直流電壓60V，網側電壓216V/50Hz，調制度為0.9，對稱電感2mH；調制算法采用載波層疊脈寬調制（PD-PWM）。

該實驗主要是在進行電力電子系統(tǒng)在環(huán)測試時，同時通過實時修改它的電路參數來進行不同工況突變下的連續(xù)測試，來測試平臺動態(tài)性能。

如上圖所示，本次實驗使用了EasyGo仿真平臺 NetBox ，搭載上位機軟件DeskSim。NetBox利用FPGA進行ns級的電力電子系統(tǒng)實時仿真，通過物理IO對接控制器進行測試，滿足電力電子系統(tǒng)高頻控制的特點。由于接口都是弱電信號，無需擔心安全問題，極大加快測試的進程。

實驗結束后，西南交通大學本次實驗帶隊老師感慨道：

“現在國內的實時仿真產品技術越來越讓人驚艷。相較之前實驗室使用過的其他國外實時仿真產品，Netbox 在降低了上手操作難度的前提下，還保證了實驗測試的精準性。

難能可貴的是，產品技術支持響應很快，雖然沒有到現場來進行試用培訓，但是通過遠程的方式，兩天就讓學生們上手了。學生們也都向我反映，用你們的 netbox 做仿真實驗，他們搭建的離線模型基本不需改動，就可以下載到NetBox上運行，甚至 FPGA 編譯都省去了，真的是給他們節(jié)約了不少時間。”

一口氣說了這么多，非常感謝何老師對我們產品及技術支持服務的認可，下面讓我們來看一下本次實驗的成果展示：

4模塊級聯CHB端口電壓、電網電壓、并網電流波形

4模塊級聯CHB各模塊端口電壓

4模塊級聯CHB各模塊直流側電流

根據測試結果分析，Net-box 能較好地實現CHB-4的硬件電路模型，且端口電氣量測量效果良好。NetBox僅需配置相應的端口即可完成硬件在環(huán)模擬，且基于Matlab/Simulink實現方式具有上手快、通用性強的特點，在完成端口配置的基礎上可以實現免培訓操作。

NetBox是一款基于FPGA的電力電子實時仿真產品。FPGA無需編譯，直接建好模型就可以運行，操作簡單。離線仿真驗證的模型基本無需修改，就能變?yōu)閷崟r仿真模型，極大貼近用戶simulink使用習慣。配置上EasyGo DeskSim軟件，方便完成系統(tǒng)模型下載運行，實時調參，數據記錄等功能，從而進行半實物仿真。歡迎感興趣的工程師留言交流，我們還為大家開放產品免費試用活動，只要后臺私信發(fā)送【試用】，填寫試用申請，下一個產品試用官就是你！