[發(fā)明專利]電流響應(yīng)型永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的三相模擬器

在審

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• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107645253A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬柯;宋宇博
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/34
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種電流響應(yīng)型永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的三相模擬器，其特征在于，包括：至少兩個三相DC/AC變流器、電阻抗網(wǎng)絡(luò)、直流供電、驅(qū)動行為處理器、電機(jī)行為處理器、電壓控制環(huán)節(jié)、電流控制環(huán)節(jié)；其中：

所述至少兩個三相DC/AC變流器分別構(gòu)成電壓控制側(cè)變流器和電流控制側(cè)變流器，用于在電路層面上分別模擬三相永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)加在電機(jī)端口的驅(qū)動電壓，以及電機(jī)對該驅(qū)動電壓的電流響應(yīng)；

所述驅(qū)動行為處理器，用于描述所述驅(qū)動系統(tǒng)的電氣行為特性；

所述電機(jī)行為處理器，用于描述所述永磁同步電機(jī)的電氣和機(jī)械行為特性；

所述電壓控制環(huán)節(jié)，用于以所述驅(qū)動行為處理器產(chǎn)生的驅(qū)動電壓信號為控制參考，生成所述電壓控制側(cè)三相DC/AC變流器的脈寬調(diào)制信號，通過控制所述電壓控制側(cè)變流器的器件開關(guān)，從而模擬所述驅(qū)動系統(tǒng)中的驅(qū)動電壓；

所述電流控制環(huán)節(jié)，用于以所述電機(jī)行為處理器生成的定子電流響應(yīng)信號為控制參考，生成所述電流控制側(cè)三相DC/AC變流器的脈寬調(diào)制信號，通過控制所述電流控制側(cè)變流器的器件開關(guān)，從而模擬所述永磁同步電機(jī)的定子電流響應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流響應(yīng)型永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的三相模擬器，其特征在于：

所述驅(qū)動行為處理器，具體用于根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速控制給定以及所述電機(jī)行為處理器輸出的定子電流響應(yīng)信號和轉(zhuǎn)速信號，生成所模擬驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動電壓信號；

所述電機(jī)行為處理器，具體用于根據(jù)所述驅(qū)動行為處理器輸出的驅(qū)動電壓信號和外部輸入的負(fù)載轉(zhuǎn)矩信號，生成所模擬永磁同步電機(jī)的定子電流響應(yīng)信號、轉(zhuǎn)速信號以及電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流響應(yīng)型永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的三相模擬器，其特征在于：

所述電壓控制側(cè)三相DC/AC變流器由全控或半控型功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成，所述電壓控制側(cè)變流器的正輸入端、負(fù)輸入端分別與所述直流供電模塊的第一組正極、負(fù)極相連，所述電壓控制側(cè)變流器的交流輸出端與所述電阻抗網(wǎng)絡(luò)的第一端相連；所述電壓控制側(cè)變流器，用于模擬所述驅(qū)動系統(tǒng)所產(chǎn)生的驅(qū)動電壓；

所述電流控制側(cè)三相DC/AC變流器由全控或半控型功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成，所述電流控制側(cè)變流器的正輸入端、負(fù)輸入端分別與所述直流供電模塊的第二組正極、負(fù)極相連，所述電流控制側(cè)變流器的交流輸出端與所述電阻抗網(wǎng)絡(luò)的第二端相連；所述電流控制側(cè)變流器和所述電阻抗網(wǎng)絡(luò)，用于模擬所述永磁同步電機(jī)在所述驅(qū)動電壓的作用下所產(chǎn)生的電流響應(yīng)；

所述電阻抗網(wǎng)絡(luò)，用于配合所述電流控制側(cè)變流器，生成所模擬的永磁同步電機(jī)的電流響應(yīng)；

所述直流供電，用于向所述電壓控制側(cè)變流器、電流控制側(cè)變流器提供電能。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電流響應(yīng)型永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的三相模擬器，其特征在于，所述電阻抗網(wǎng)絡(luò)由無源器件構(gòu)成，且包括至少一個輸入端和輸出端；所述無源器件包括：電阻、電感、電容、三相變壓器；

其中，所述三相變壓器兩側(cè)繞組變比根據(jù)需要任意設(shè)定，所述三相變壓器兩側(cè)繞組采用以下任意一種連接形式：Y/Δ型、Δ/Y型、Δ/Δ型、Y/Y型、開放繞組型；

當(dāng)所述電阻抗網(wǎng)絡(luò)中包含所述三相變壓器時，需要將所述電壓控制環(huán)節(jié)的參考電壓折算至變壓器一次側(cè)，將所述電流控制環(huán)節(jié)的參考電流折算至變壓器二次側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電流響應(yīng)型永磁同步電機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的三相模擬器，其特征在于，所述直流供電模塊包括以下任一種：

單個或多個直流電源；

與整流器連接的單相或三相交流電源；所述整流器的交流輸入端經(jīng)由可選變壓器與所述單相或者三相交流電源相連，所述整流器引出直流輸出端，輸出直流電；

與整流器連接的單相或三相交流電網(wǎng)，所述整流器的交流輸入端經(jīng)由可選變壓器與所述單相或者三相交流電源相連，所述整流器引出直流輸出端，輸出直流電；

其中，在所述直流供電模塊中，電壓控制側(cè)變流器和電流控制側(cè)變流器相互獨(dú)立，使用不同電源進(jìn)行供電，或者共用同一電源進(jìn)行供電。