[發(fā)明專利]用負(fù)載仿真器模擬三相電機(jī)的方法和負(fù)載仿真器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710967757.1
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN108008640B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·霍爾特豪斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德斯拜思有限公司
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02;H02P6/34;H02P27/06
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 劉盈

描述了一種用于利用負(fù)載仿真器模擬三相電機(jī)的方法，所述負(fù)載仿真器具有仿真功率電子器件和仿真控制器，所述仿真控制器確定被電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端和不被驅(qū)控的供電連接端，所述仿真功率電子器件通過仿真控制器如此驅(qū)控，使得由仿真控制器基于電機(jī)模型計(jì)算出的相電流i_emulate流入被電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端，由仿真控制器基于電機(jī)模型計(jì)算出的相電壓v_emulate提供到不被電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端上，其中，所述負(fù)載仿真器包括開關(guān)器件，所述仿真功率電子器件能利用所述開關(guān)器件以高阻態(tài)方式與供電連接端斷開，所述仿真功率電子器件能利用所述開關(guān)器件以低阻態(tài)方式接通到供電連接端上，所述供電連接端經(jīng)由高阻態(tài)的電阻網(wǎng)絡(luò)相互連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于利用負(fù)載仿真器模擬三相電機(jī)的方法，其中，負(fù)載仿真器在三相上通過其負(fù)載連接端連接到電機(jī)控制器的各供電連接端上并且所述負(fù)載仿真器具有仿真功率電子器件和用于控制所述仿真功率電子器件的仿真控制器，其中，仿真控制器確定被電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端和不被驅(qū)控的供電連接端，并且通過仿真控制器如此驅(qū)控所述仿真功率電子器件，使得由仿真控制器基于電機(jī)模型計(jì)算出的相電流i_emulate流入被電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端，并且由仿真控制器基于電機(jī)模型計(jì)算出的相電壓v_emulate提供到不被電機(jī)控制器驅(qū)控的供電連接端上。此外，本發(fā)明還涉及一種負(fù)載仿真器的仿真控制器，所述仿真控制器設(shè)計(jì)成，使得仿真控制器能夠與仿真功率電子器件相關(guān)聯(lián)地實(shí)施之前所描述的用于模擬三相電機(jī)的方法。

背景技術(shù)

用于借助負(fù)載仿真器模擬電氣負(fù)載的方法用于在實(shí)驗(yàn)室條件下、即在控制器上沒有連接“真實(shí)”的電氣驅(qū)動(dòng)裝置——在此以三相電機(jī)的形式——的情況下測試電機(jī)控制器。更確切地說，通過負(fù)載仿真器模擬電氣負(fù)載、即三相電機(jī)。電機(jī)控制器通常包括控制裝置連同以變頻器為形式的功率輸出級(jí)。所述控制裝置產(chǎn)生用于適當(dāng)?shù)仳?qū)控變頻器的功率開關(guān)的變流控制數(shù)據(jù)，所述功率開關(guān)通常借助半導(dǎo)體開關(guān)元件(IGBT、IGCT等)實(shí)現(xiàn)。在當(dāng)前考慮的應(yīng)用情況下，電機(jī)控制器的變頻器作為逆變器工作，即所述逆變器具有直流電壓源作為能量源并且以交流電壓驅(qū)動(dòng)負(fù)載。所述電機(jī)控制器的變頻器通常包括以所謂的功率開關(guān)實(shí)現(xiàn)的半橋電路，其中，所述功率開關(guān)設(shè)有反向并聯(lián)連接的續(xù)流二極管，通過所述續(xù)流二極管可以降低在功率開關(guān)打開時(shí)由電機(jī)的電感所驅(qū)動(dòng)的電流。

負(fù)載仿真器通常以硬件在環(huán)仿真器的形式實(shí)現(xiàn)，即通過仿真計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述仿真計(jì)算機(jī)以數(shù)值方法計(jì)算待仿真的環(huán)境的數(shù)學(xué)模型(在此以三相電機(jī)形式的負(fù)載)并且就所述仿真計(jì)算機(jī)而言其具有功率電子輸出級(jí)(仿真功率電子器件)，所述功率電子輸出級(jí)可以經(jīng)由負(fù)載仿真器的負(fù)載連接端與電機(jī)控制器的對(duì)應(yīng)的供電連接端連接。結(jié)果，在負(fù)載仿真器上實(shí)現(xiàn)的用于模擬三相電機(jī)的方法負(fù)責(zé)使得：所述電機(jī)控制器經(jīng)由其供電連接端被如同其與真實(shí)的驅(qū)動(dòng)裝置相連接那樣以電氣方式加載。

上面所述的用于模擬三相電機(jī)的方法例如由EP 2940857 A1已知。在此三相電機(jī)僅僅涉及無刷直流電機(jī)。由于該專利申請(qǐng)?jiān)趦?nèi)容上相近而將其公開內(nèi)容進(jìn)行參引。無刷直流電機(jī)基于其無刷的結(jié)構(gòu)是低磨損且低維護(hù)的。

在塊換向驅(qū)控的無刷直流電機(jī)中，由電機(jī)控制器總是驅(qū)控三個(gè)電機(jī)相中的兩相(電機(jī)控制器的三個(gè)供電連接端中的兩個(gè)供電連接端被驅(qū)控)，而三相交流繞組的第三相未被電機(jī)控制器驅(qū)控，所述電機(jī)控制器的相應(yīng)的供電連接端則同樣不被驅(qū)控。通過由電機(jī)控制器周期性切換交流繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。在所述無刷直流電機(jī)的不被電機(jī)控制器驅(qū)控的相中，相電流下降并且很快完全中斷。所述無刷直流電機(jī)的不被驅(qū)控的相通常也稱為未通流的相，其中，如之前闡明那樣，不被驅(qū)控的并未通流的狀態(tài)可以在時(shí)間上分隔開(auseinanderfallen)。當(dāng)無刷直流電機(jī)的一相不再被電機(jī)控制器驅(qū)控時(shí)，結(jié)果：所述在不再被驅(qū)控的相中的相電流最后、但不強(qiáng)制性地在換向之后立刻中斷、亦即該相實(shí)際上未通流。