[发明专利]电流响应型永磁同步电机及其驱动系统的单相模拟器

权利要求书

1.一种电流响应型永磁同步电机及其驱动系统的单相模拟器，其特征在于，包括：至少一个单相H桥电路、驱动行为处理器、电机行为处理器、电压控制环节、电流控制环节；其中：

所述单相H桥电路，包括电压控制侧桥臂、电流控制侧桥臂、电阻抗网络和至少一个直流供电模块，用于在电路层面上模拟驱动系统中任意一相的驱动电压，以及所述永磁同步电机对所述驱动电压的电流响应；

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；

所述电压控制环节，用于将所述驱动行为处理器产生的驱动电压信号，转换成所述单相H桥电路中电压控制侧桥臂的器件开关信号，从而在所述单相H桥电路中模拟驱动系统的驱动电压；其中：所述电压控制环节的输入端与所述驱动行为处理器输出端相连，所述电压控制环节输入的信号经坐标变换、选相以及调制操作，生成所述电压控制侧桥臂中半导体器件的开关信号；

所述电流控制环节，用于将所述电机行为处理器生成的定子电流响应信号，转换成所述单相H桥电路中电流控制侧桥臂的器件开关信号，从而在所述单相H桥电路中模拟所述永磁同步电机的电流响应；其中：所述电流控制环节的第一输入端与所述电机行为处理器第一输出端相连，所述电流控制环节的第二输入端为所述单相H桥电路中，电压控制侧桥臂交流输出端处采样得到的单相电流信号，所述电流控制环节的第三输入端为所述电机行为处理器计算得到的永磁同步电机磁链位置信号；

其中：所述电流控制环节第一输入端信号，与经过单相转三相变换和坐标变换后的第二输入端信号做差，再经由另一个电流控制器、坐标变换、选相和调制，生成所述电流控制侧桥臂半导体器件的开关信号；

或者，所述电流控制环节第一输入端信号先经过坐标变换以及选相后，再与第二输入端信号做差，经由另一个电流控制器、调制，生成所述电流控制侧桥臂半导体器件的开关信号。

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

所述驱动行为处理器，具体用于根据目标转速控制给定以及所述电机行为处理器所产生的定子电流响应信号和转速信号，经过控制计算产生所模拟驱动系统的驱动电压信号；

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驱动电压信号和外部输入的负载转矩信号，产生所模拟永磁同步电机的定子电流响应信号、转速信号以及电机转子位置信号。

3.根据权利要求1所述的电流响应型永磁同步电机及其驱动系统的单相模拟器，其特征在于：

所述单相H桥电路中的电压控制侧桥臂由全控或半控型功率半导体器件构成，所述电压控制侧桥臂的正输入端、负输入端分别与所述直流供电模块的正极、负极相连，所述电压控制侧桥臂的交流输出端与所述电阻抗网络的第一端相连；所述电压控制侧桥臂，用于模拟所述驱动系统所产生的驱动电压；

所述电流控制侧桥臂由全控或半控型功率半导体器件构成，所述电流控制侧桥臂的正输入端、负输入端分别与所述直流供电模块的正极、负极相连，所述电流控制侧桥臂的交流输出端与所述电阻抗网络的第二端相连；所述电流控制侧桥臂和所述电阻抗网络，用于模拟所述永磁同步电机在所述驱动电压的作用下而产生的电流响应；

所述电阻抗网络，用于配合所述电流控制侧桥臂，产生所模拟的永磁同步电机的电流响应；

所述直流供电模块，用于向所述电压控制侧桥臂、电流控制侧桥臂提供电能。

4.根据权利要求3所述的电流响应型永磁同步电机及其驱动系统的单相模拟器，其特征在于，所述电阻抗网络由无源器件构成，且包括至少一个输入端和输出端；所述无源器件包括：电阻、电感、电容。

5.根据权利要求3所述的电流响应型永磁同步电机及其驱动系统的单相模拟器，其特征在于，所述直流供电模块包括以下任一种：

直流电源；

与整流器连接的单相或者三相交流电源，整流器的交流输入端与所述单相或者三相交流电源相连，所述整流器引出直流输出端，输出直流电；

与整流器连接的单相或者三相交流电网，整流器的交流输入端与所述单相或者三相交流电网相连，所述整流器引出直流输出端，输出直流电。