电机模拟装置和方法制造方法及图纸

本申请实施例涉及电机仿真技术领域，公开了一种电机模拟装置和方法，装置包括：电机绕组模拟单元、功率单元和控制单元；其中，所述功率单元包括：第一功率单元和第二功率单元；电机绕组模拟单元与电机驱动系统和第一功率单元交流功率连接；其中，电机绕组模拟单元用于模拟电机绕组；第一功率单元与第二功率单元通过直流母线连接，第二功率单元与电网交流功率连接；其中，第一功率单元用于模拟电机输出电流，并传输至电机驱动系统；控制单元与第一功率单元和第二功率单元连接；其中，控制单元根据采样的电机驱动系统的驱动电压信号的端电压，生成用于驱动功率单元模拟电机输出电流的PWM驱动信号，实现了能稳定运行在发电模式或电动模式。电动模式。电动模式。

Motor simulator and method

【技术实现步骤摘要】
电机模拟装置和方法


[0001]本专利技术涉及电机仿真
，尤其涉及一种电机模拟装置和方法。

技术介绍

[0002]相关技术手段中的电机模拟装置和方法，由于需要硬件和软件的支持，且硬件方面不能够支持可控状态下的发电工作模式，因此，相关技术手段中的电机模拟装置和方法，只能模拟电动机模式，无法模拟正常运行的发电工作模式，从而无法实现对电机驱动系统功能及性能进行全面、高效和安全的测试，因此，亟需提供一种新能稳定运行在发电模式和电动模式的电机模拟装置和方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种电机模拟装置和方法，解决了现有技术中电机模拟装置无法模拟正常运行的发电工作模式，从而实现了对电机驱动系统功能和性能的全面测试。
[0004]为解决上述问题，本申请的实施例提供了一种电机模拟装置，包括：电机绕组模拟单元、功率单元和控制单元；其中，所述功率单元包括：第一功率单元和第二功率单元；电机绕组模拟单元与电机驱动系统和第一功率单元交流功率连接；其中，电机绕组模拟单元用于模拟电机绕组。第一功率单元与第二功率单元通过直流母线连接，第二功率单元与电网交流功率连接；其中，第一功率单元用于模拟电机输出电流，并传输至电机驱动系统；控制单元与第一功率单元和第二功率单元连接；其中，控制单元根据采样的电机驱动系统的驱动电压信号的端电压，生成用于驱动功率单元模拟电机输出电流的PWM驱动信号。
[0005]为解决上述问题，本申请的实施例提供了一种电机模拟方法，方法包括：采样电机驱动系统生成的驱动电压信号的端电压；根据驱动电压信号的端电压，生成PWM驱动信号；根据PWM驱动信号模拟电机输出电流，并将输出的电流传输至电机驱动系统。
[0006]在本申请实施例提供的电机模拟装置和方法，通过将电机绕组模拟单元与电机驱动系统交流功率连接，同时电机绕组模拟单元与第一功率单元交流功率连接，第一功率单元与第二功率单元通过直流母线连接，第二功率单元与电网交流功率连接；控制单元与第一功率单元、第二功率单元通过IO连接，使得电机绕组模拟单元可以模拟电机绕组的感性电气特征，通过控制单元驱动第一功率和第二功率单元模拟电机输出电流，使得第一功率单元向电机驱动系统输出模拟的电流，第二功率单元向电网输出模拟的电流，保证了电机模拟装置的能量可以高效率的双向流动，从而保证电机可以稳定工作在电动模式或者发电模式，并可以适用于风机模拟台架或者新能源汽车电机模拟台架等具有电动模式或发电模式的场景模拟，从而可以测试电机驱动系统的电动控制性能和发电控制性能。
[0007]另外，控制单元包括：采样电路、比较电路、保护电路、驱动电路、DSP芯片和FPGA芯片；采样电路用于采样电机驱动系统产生的驱动电压信号的端电压Uab和Ubc；比较电路用于比较采样的端电压Uab和端电压Ubc，得到采样的端电压Uab和端电压Ubc的特征；DSP芯片
和FPGA芯片均用于计算电机需要产生的特征电流；驱动电路用于生成驱动功率单元模拟电机输出电流的PWM驱动信号，实现了电机模拟装置对电机电气外特性的模拟，完成了闭环控制。
[0008]另外，电机绕组模拟单元采用LCL电路拓扑，实现了在发电机模式时，能有效降低第一功率单元发电运行时产生的谐波干扰，同时又可以准确地模拟电机绕组的感性电气特征。
[0009]另外，第一功率单元和第二功率单元均采用NPC拓扑结构，实现了对电机直流端电压的大大提高，同时也提高了功率单元的开关频率，从而可以模拟出更高的电机基波频率。
[0010]另外，第一功率单元和第二功率单元的开关模块均选用可控型功率开关器件，保证了电机模拟装置的能量可以高效率的双向流动，从而保证了电机模拟装置可以稳定运行在电动模式或者发电模式。
[0011]另外，电机模拟装置与所述电机驱动系统的功率部分连接，可以实现对电机驱动系统进行功率环境下的测试验证。
附图说明
[0012]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0013]图1是本申请一实施例提供的电机模拟装置的原理图；
[0014]图2是本申请一实施例提供的电机绕组模拟单元的拓扑结构示意图；
[0015]图3是本申请一实施例提供的第一功率单元的拓扑结构示意图；
[0016]图4是本申请一实施例提供的第二功率单元的拓扑结构示意图；
[0017]图5是本申请一实施例提供的电机模拟装置的能量流程图；
[0018]图6是本申请一实施例提供的电机模拟方法的流程图。
具体实施方式
[0019]由
技术介绍
可知，亟需提供一种新的电机模拟装置，以解决现有技术的电机模拟装置只能模拟电动机模式，无法模拟正常运行的发电工作模式的问题。
[0020]为解决上述问题，本申请实施例提供了一种电机模拟装置，包括：电机绕组模拟单元、功率单元和控制单元；其中，所述功率单元包括：第一功率单元和第二功率单元；电机绕组模拟单元与电机驱动系统和第一功率单元交流功率连接；其中，电机绕组模拟单元用于模拟电机绕组。第一功率单元与第二功率单元通过直流母线连接，第二功率单元与电网交流功率连接；其中，第一功率单元用于模拟电机输出电流，并传输至电机驱动系统；控制单元与第一功率单元和第二功率单元连接；其中，控制单元根据采样的电机驱动系统的驱动电压信号的端电压，生成用于驱动功率单元模拟电机输出电流的PWM驱动信号。
[0021]本申请实施例提供的电机模拟装置，通过将电机绕组模拟单元与电机驱动系统交流功率连接，同时电机绕组模拟单元与第一功率单元交流功率连接，第一功率单元与第二功率单元通过直流母线连接，第二功率单元与电网交流功率连接；控制单元与第一功率单元、第二功率单元通过IO连接，使得电机绕组模拟单元可以模拟电机绕组的感性电气特征，
通过控制单元驱动第一功率和第二功率单元模拟电机输出电流，使得第一功率单元向电机驱动系统输出模拟的电流，第二功率单元向电网输出模拟的电流，保证了电机模拟装置的能量可以高效率的双向流动，从而保证电机可以稳定工作在电动模式或者发电模式，并可以适用于风机模拟台架或者新能源汽车电机模拟台架等具有电动模式或发电模式的场景模拟，从而可以测试电机驱动系统的电动控制性能和发电控制性能。
[0022]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
[0023]本申请实施例提供了一种电机模拟装置，电机模拟装置主要由电机绕组模拟单元、第一功率单元、第二功率单元以及控制单元等4大部分构成，电机模拟装置如图1所示，电机绕组模拟单元与电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机模拟装置，其特征在于，包括：电机绕组模拟单元、功率单元和控制单元；其中，所述功率单元包括：第一功率单元和第二功率单元；所述电机绕组模拟单元与电机驱动系统和所述第一功率单元交流功率连接；其中，所述电机绕组模拟单元用于模拟电机绕组；所述第一功率单元与所述第二功率单元通过直流母线连接，所述第二功率单元与电网交流功率连接；其中，所述第一功率单元用于模拟电机输出电流，并传输至所述电机驱动系统，所述第二功率单元用于模拟电机输出电流，并传输至所述电网；所述控制单元与所述第一功率单元和所述第二功率单元连接；其中，所述控制单元根据采样的所述电机驱动系统的驱动电压信号的端电压，生成用于驱动所述功率单元模拟电机输出电流的PWM驱动信号。2.根据权利要求1所述的电机模拟装置，其特征在于，所述控制单元包括：采样电路、比较电路、保护电路、驱动电路、DSP芯片和FPGA芯片；所述采样电路用于采样所述电机驱动系统产生的驱动电压信号的端电压Uab和Ubc；所述比较电路用于比较所述采样的端电压Uab和端电压Ubc，得到所述采样的端电压Uab和端电压Ubc的特征；所述DSP芯片和FPGA芯片均用于计算电机需要产生的特征电流；所述驱动电路用于生成驱动所述功率单元模拟电机输出电流的PWM驱动信号。3.根据权利要求1所述的电机模拟装置，其特征在于，所述电机绕组模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海科梁信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：