[发明专利]电压响应型永磁同步电机及其驱动系统的模拟器

权利要求书

1.一种电压响应型永磁同步电机及其驱动系统的模拟器，其特征在于，包括：至少两个DC/AC电力电子变流器、电阻抗网络、直流供电、驱动行为处理器、电机行为处理器、电流控制环节、电压控制环节；其中：

所述至少两个DC/AC电力电子变流器，分别构成电流控制侧变流器和电压控制侧变流器，用于在电路层面上分别模拟永磁同步电机驱动系统对电机定子绕组的输入电流，以及电机对该定子电流的端口电压响应；

所述驱动行为处理器，用于描述所述驱动系统的电气行为特性；所述驱动行为处理器，具体用于将所述永磁同步电机的机械转速参考给定信号与所述电机行为处理器所产生的机械转速信号进行比较，经过转速控制器运算，生成所述永磁同步电机的定子电流参考给定信号；所述转速控制器第一端输入值为所模拟的永磁同步电机的机械转速参考给定信号与所述电机行为处理器所产生的机械转速信号之差；所述转速控制器第二端的输出值为经由计算得到的电机定子电流参考给定信号；

所述电机行为处理器，用于描述所述永磁同步电机的电气和机械行为特性；所述电机行为处理器，具体用于根据所述驱动行为处理器输出的定子电流参考给定信号和外部输入的负载转矩信号，生成所模拟永磁同步电机的端口电压响应信号、转速信号以及电机转子位置信号；所述电机行为处理器的第一输入端输入所述驱动行为处理器计算得到的电机定子电流参考给定信号，所述电机行为处理器的第二输入端输入所述永磁同步电机的负载转矩信号，所述电机行为处理器的第一输出端输出所述电压控制环节的电压参考信号，所述电机行为处理器的第二输出端输出所模拟的电机转速信号，所述电机行为处理器的第三输出端输出电机转子位置信号；

所述电流控制环节，用于以所述驱动行为处理器产生的定子电流参考给定信号为控制参考，生成所述电流控制侧变流器的脉宽调制信号，通过控制所述电流控制侧变流器的器件开关状态，从而模拟所述驱动系统对电机定子绕组的输入电流；

所述电压控制环节，用于以所述电机行为处理器生成的端口电压响应信号为电压参考信号，生成所述电压控制侧变流器的脉宽调制信号，通过控制所述电压控制侧变流器的器件开关状态，从而模拟所述永磁同步电机对输入电流的端口电压响应；所述电压控制环节的第一端与所述电机行为处理器的第一输出端相连，所述电压控制环节的第二端输入所述永磁同步电机的永磁体磁链位置信号；

当所述模拟器为三相系统时，所述电压控制环节的第一端输入信号，经由坐标变换和脉宽调制，生成所述电压控制侧变流器中半导体器件的开关信号；

当所述模拟器为单相系统时，所述电压控制环节的第一端输入信号，在经过坐标变换后，还需要进行选相操作，再进行脉宽调制，以生成所述电压控制侧变流器中半导体器件的开关信号。

2.根据权利要求1所述的电压响应型永磁同步电机及其驱动系统的模拟器，其特征在于：

所述电流控制侧变流器由全控或半控型功率半导体器件构成，所述电流控制侧变流器的正输入端、负输入端分别与所述直流供电的第一组正极、负极相连，所述电流控制侧变流器的交流输出端与所述电阻抗网络的第一端相连；所述电流控制侧变流器和所述电阻抗网络，用于模拟所述驱动系统对电机定子绕组的输入的三相电流，或者所述驱动系统对电机定子绕组任意一相的输入电流；

所述电压控制侧变流器由全控或半控型功率半导体器件构成，所述电压控制侧变流器的正输入端、负输入端分别与所述直流供电的第二组正极、负极相连，所述电压控制侧变流器的交流输出端与所述电阻抗网络的第二端相连；所述电压控制侧变流器，用于模拟所述永磁同步电机在所述输入电流的作用下所产生的端口电压响应，或者所述永磁同步电机在所述输入电流的作用下所产生的其中一相端口电压响应。