一種負(fù)載模擬電路及功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N負(fù)載模擬電路及功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，通過(guò)電流采樣單元和電壓采樣單元為功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備中的實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)提供采樣信息，然后由脈沖分配單元根據(jù)所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)輸出的電流控制信號(hào)，生成并輸出觸發(fā)控制信號(hào)，控制負(fù)載模擬逆變器中多個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊順序觸發(fā)；在滿(mǎn)足同等功率要求的前提下，能夠通過(guò)順序觸發(fā)并聯(lián)IGBT模塊的方式達(dá)到很高的開(kāi)關(guān)頻率，從而控制相電流的大小，降低了功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種負(fù)載模擬電路及功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電機(jī)仿真測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種負(fù)載模擬電路及功率級(jí)電機(jī)仿 真測(cè)試設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前對(duì)于電機(jī)控制器及其驅(qū)動(dòng)器的測(cè)試包括=種方式:信號(hào)級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試、機(jī) 械級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試及功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試。
[0003] 其中，信號(hào)級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試由于被測(cè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器W及電機(jī)本體均為模型，而模 型與真實(shí)被測(cè)對(duì)象存在一定差異，因此電機(jī)的仿真輸出結(jié)果通常都與實(shí)際測(cè)試結(jié)果存在較 大誤差，并且無(wú)法進(jìn)行電機(jī)控制器與逆變器的聯(lián)合測(cè)試。
[0004] 而機(jī)械級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試，由于電機(jī)本體和測(cè)功機(jī)的存在，系統(tǒng)龐大笨重不易于維 護(hù)和更換型號(hào)，且運(yùn)行中由于高速旋轉(zhuǎn)部件的存在，有一定的安全隱患。
[0005] 功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試?yán)^承了信號(hào)級(jí)測(cè)試系統(tǒng)的靈活性，可隨時(shí)更換電機(jī)類(lèi)型，同 時(shí)也繼承了機(jī)械級(jí)電機(jī)測(cè)試中可W對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)；消除了系統(tǒng)龐大笨重且 存在安全隱患的缺陷，同時(shí)又能對(duì)電機(jī)的控制器和驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行較全面的測(cè)試。但由于功率 級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試中需要輸出較大的真實(shí)電流，且對(duì)電流的實(shí)時(shí)控制精度要求較高，需要實(shí) 現(xiàn)幾倍于被測(cè)驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)關(guān)頻率，采用傳統(tǒng)的IGBT或IPM模塊很難滿(mǎn)足，為功率級(jí)電機(jī)仿真 測(cè)試的實(shí)現(xiàn)增加了技術(shù)難度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種負(fù)載模擬電路及功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，W解決 現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足開(kāi)關(guān)頻率高的問(wèn)題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：
[000引一種負(fù)載模擬電路，應(yīng)用于功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，所述負(fù)載模擬電路包括:負(fù) 載模擬逆變器、脈沖分配單元、電流采樣單元及電壓采樣單元;其中：
[0009] 所述負(fù)載模擬逆變器包括多個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊；
[0010] 所述負(fù)載模擬逆變器的輸入端與所述電流采樣單元的輸入端和所述電壓采樣單 元的輸入端相連，連接點(diǎn)為所述負(fù)載模擬電路的輸入端、與被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端相 連;所述負(fù)載模擬逆變器的輸出端與直流電源相連；
[0011] 所述電流采樣單元的輸出端和所述電壓采樣單元的輸出端分別為所述負(fù)載模擬 電路的兩個(gè)輸出端、均與所述功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備中的實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)相連；
[0012] 所述脈沖分配單元的第一輸入端與所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)相連，接收電流控制信 號(hào);所述脈沖分配單元的第二輸入端與所述負(fù)載模擬逆變器相連，接收故障信號(hào);所述脈沖 分配單元的輸出端與所述負(fù)載模擬逆變器中各個(gè)IGBT模塊的控制端相連;所述脈沖分配單 元用于根據(jù)所述電流控制信號(hào)和所述故障信號(hào)，生成并輸出觸發(fā)控制信號(hào)，控制所述多個(gè) 并聯(lián)的IGBT模塊順序觸發(fā)。
[0013] 優(yōu)選的，所述負(fù)載模擬逆變器還包括:連接于所述脈沖分配單元與所述多個(gè)并聯(lián) 的IGBT模塊之間的光禪隔離模塊。
[0014] 優(yōu)選的，所述負(fù)載模擬逆變器中的所述多個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊包括IPM忍片。
[0015] 優(yōu)選的，所述電流采樣單元包括:電流傳感器和第一電流信號(hào)調(diào)理電路。
[0016] 優(yōu)選的，所述電壓采樣單元包括:電壓傳感器和第一電壓信號(hào)調(diào)理電路。
[0017] 優(yōu)選的，所述脈沖分配單元包括:CPLD模塊、電源模塊及電平轉(zhuǎn)換模塊;其中：
[0018] 所述CPLD模塊通過(guò)所述電平轉(zhuǎn)換模塊與所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)和所述負(fù)載模擬逆 變器相連;所述CPLD模塊用于根據(jù)所述電流控制信號(hào)，生成并輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)，控制 多個(gè)并聯(lián)的所述IGBT模塊順序觸發(fā);并根據(jù)所述故障信號(hào)停止輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)。
[0019] 優(yōu)選的，所述脈沖分配單元的第一輸入端還接收使能信號(hào)。
[0020] 優(yōu)選的，所述脈沖分配單元還包括:第二電流信號(hào)調(diào)理電路、第二電壓信號(hào)調(diào)理電 路、限流保護(hù)電路及母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路;所述故障信號(hào)包括:欠壓信號(hào)、過(guò)流信號(hào)、 超溫信號(hào)及限流保護(hù)信號(hào);其中：
[0021] 所述第二電流信號(hào)調(diào)理電路的輸入端與所述電流采樣單元中的電流傳感器的輸 出端相連；
[0022] 所述第二電流信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與所述限流保護(hù)電路的輸入端相連；
[0023] 所述限流保護(hù)電路的輸出端與所述CPLD模塊相連，輸出所述限流保護(hù)信號(hào)，使所 述CPLD模塊停止輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)；
[0024] 所述第二電壓信號(hào)調(diào)理電路的輸入端與所述電壓采樣單元中的電壓傳感器的輸 出端相連；
[0025] 所述第二電壓信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與所述母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路的輸入 端相連；
[0026] 所述母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路的輸出端輸出超壓告警信號(hào)。
[0027] -種功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，包括:實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)和如上述任一所述的負(fù)載 模擬電路;其中：
[0028] 所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)與被測(cè)的電機(jī)控制器相連；
[0029] 所述負(fù)載模擬電路與被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連。
[0030] 優(yōu)選的，所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)包括:電機(jī)模型和負(fù)載模擬控制器;其中：
[0031] 所述電機(jī)模型的輸入端與所述電壓采樣單元的輸出端相連，接收=相電壓采樣信 號(hào)；
[0032] 所述電機(jī)模型的第一輸出端與被測(cè)的電機(jī)控制器相連，輸出轉(zhuǎn)子位置或速度信 息；
[0033] 所述電機(jī)模型的第二輸出端與所述負(fù)載模擬控制器的第一輸入端相連，輸出參考 電流信號(hào)；
[0034] 所述負(fù)載模擬控制器的第二輸入端與所述電流采樣單元的輸出端相連，接收=相 電流采樣信號(hào)；
[0035] 所述負(fù)載模擬控制器的輸出端輸出電流控制信號(hào)。
[0036] 本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N負(fù)載模擬電路，通過(guò)電流采樣單元和電壓采樣單元為功率級(jí)電機(jī) 仿真測(cè)試設(shè)備中的實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)提供采樣信息，然后由脈沖分配單元根據(jù)所述實(shí)時(shí)仿真 計(jì)算機(jī)輸出的電流控制信號(hào)，生成并輸出觸發(fā)控制信號(hào)，控制負(fù)載模擬逆變器中多個(gè)并聯(lián) 的IGBT模塊順序觸發(fā);在滿(mǎn)足同等功率要求的前提下，能夠通過(guò)順序觸發(fā)并聯(lián)IGBT模塊的 方式達(dá)到很高的開(kāi)關(guān)頻率，從而控制相電流的大小，降低了功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試實(shí)現(xiàn)的技 術(shù)難度。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0038] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖2為本申請(qǐng)另一實(shí)施例提供的負(fù)載模擬逆變器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖3為本申請(qǐng)另一實(shí)施例提供的功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖4為本申請(qǐng)另一實(shí)施例提供的脈沖分配單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖5為本申請(qǐng)另一實(shí)施例提供的脈沖分配單元的信號(hào)波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0044] 本發(fā)明提供了一種負(fù)載模擬電路及功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，W解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú) 法滿(mǎn)足開(kāi)關(guān)頻率高的問(wèn)題。
[0045] 具體的，所述負(fù)載模擬電路，應(yīng)用于功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，所述負(fù)載模擬電路 如圖1所示，包括:負(fù)載模擬逆變器101、脈沖分配單元102、電流采樣單元103及電壓采樣單 元104;其中：
[0046] 負(fù)載模擬逆變器101包括多個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊；
[0047] 負(fù)載模擬逆變器101的輸入端與電流采樣單元103的輸入端和電壓采樣單元104的 輸入端相連，連接點(diǎn)為所述負(fù)載模擬電路的輸入端、與被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端相連;負(fù) 載模擬逆變器101的輸出端與直流電源相連；
[0048] 電流采樣單元103的輸出端和電壓采樣單元104的輸出端分別為所述負(fù)載模擬電 路的兩個(gè)輸出端、均與所述功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備中的實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)相連；
[0049] 脈沖分配單元102的第一輸入端與所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)相連，接收電流控制信號(hào)； 脈沖分配單元102的第二輸入端與負(fù)載模擬逆變器101相連，接收故障信號(hào);脈沖分配單元 102的輸出端與負(fù)載模擬逆變器101的中各個(gè)IGBT模塊控制端(即各個(gè)IGBT的柵極)相連。
[(K)加]具體的工作原理為：
[0051]電流采樣單元103采樣被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出的=相電流;電壓采樣單元104采樣 被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出的=相電壓;所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)根據(jù)所述=相電流和所述=相電 壓的采樣信息，生成所述電流控制信號(hào)，具體可W為電流控制P麗信號(hào);然后由脈沖分配單 元102根據(jù)所述電流控制信號(hào)，生成并輸出觸發(fā)控制信號(hào)，控制負(fù)載模擬逆變器101中多個(gè) 并聯(lián)的IGBT模塊順序觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于所述電流控制信號(hào)的精確跟蹤。
[0052] 本實(shí)施例提供的所述負(fù)載模擬電路，通過(guò)上述原理，在滿(mǎn)足同等功率要求的前提 下，能夠通過(guò)順序觸發(fā)并聯(lián)IGBT模塊的方式達(dá)到很高的開(kāi)關(guān)頻率，從而控制相電流的大小， 實(shí)現(xiàn)電流在動(dòng)態(tài)下的精確模擬;降低了功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度。
[0053] 具體的，負(fù)載模擬逆變器101中W4個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊為例進(jìn)行說(shuō)明，其連接形式 如圖2所示，并聯(lián)橋臂數(shù)n = 4，可得：
[0054] Tinverter = N ? f IGBT;
[0化5]式中，fiGBT為半橋開(kāi)關(guān)頻率，N為單相并聯(lián)半橋數(shù)（圖2中N=4)，左為逆變器工作頻 率。
[0056] 優(yōu)選的，負(fù)載模擬逆變器101中的所述多個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊包括IPM模塊，具體可 W采用FAIR CHILD的FSAM20S冊(cè)O(shè)A IPM模塊(600V/20A)，F(xiàn)SAM20S冊(cè)O(shè)A IPM模塊為3個(gè)IGBT 半橋并聯(lián)，兼容TTL信號(hào)?？商峁┯|發(fā)電平的欠壓信號(hào)、過(guò)流信號(hào)、超溫信號(hào)及限流保護(hù)信號(hào) 4種故障信號(hào)。額定工作頻率為10-15曲Z。母線(xiàn)最高可達(dá)電壓600V。
[0057] 優(yōu)選的，在圖1的基礎(chǔ)之上，如圖3所示，負(fù)載模擬逆變器101包括:多個(gè)并聯(lián)的IGBT 模塊和連接于脈沖分配單元102與負(fù)載模擬逆變器101之間的光禪隔離模塊。
[0058] 所述光禪隔離模塊可W將脈沖分配單元102與負(fù)載模擬逆變器101進(jìn)行電氣隔離， 從而達(dá)到保護(hù)弱電部分不受強(qiáng)電干擾或損壞的目的。具體隔離的信號(hào)包括:6路觸發(fā)控制信 號(hào)(具體可W為PWM控制信號(hào)）W及所述故障信號(hào)(具體可W包括觸發(fā)電平的欠壓信號(hào)、過(guò)流 信號(hào)、超溫信號(hào)及限流保護(hù)信號(hào)）。
[0059] 優(yōu)選的，電流采樣單元103包括:電流傳感器和第一電流信號(hào)調(diào)理電路。
[0060] 優(yōu)選的，電壓采樣單元104包括:電壓傳感器和第一電壓信號(hào)調(diào)理電路。
[0061] 在具體的應(yīng)用中，電流采樣單元103和電壓采樣單元104的具體實(shí)現(xiàn)形式可W視其 具體應(yīng)用環(huán)境而定，此處不做具體限定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0062] 本發(fā)明另一具體的實(shí)施例中，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，優(yōu)選的，如圖4所示，脈沖 分配單元102包括:CPLD模塊201、電源模塊202及電平轉(zhuǎn)換模塊203;其中：
[0063] CPLD模塊201通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊203與所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)和負(fù)載模擬逆變器101 相連;C化D模塊201用于根據(jù)所述電流控制信號(hào)，生成并輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)，控制多個(gè) 并聯(lián)的所述IGBT模塊順序觸發(fā);并根據(jù)所述故障信號(hào)停止輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)。
[0064] CPLD模塊201負(fù)責(zé)接收6路PWM控制信號(hào)并對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行順序觸發(fā)。順序觸發(fā)后 的信號(hào)通過(guò)電平轉(zhuǎn)換后直接輸入至相應(yīng)的IPM模塊，其輸入P歷信號(hào)和輸出PWM信號(hào)飽括輸 出PWM信號(hào)1、輸出PWM信號(hào)2、輸出PWM信號(hào)3、輸出PWM信號(hào)4)的波形如圖5所示。
[0065] 電平轉(zhuǎn)換模塊203將外部輸入的5V信號(hào)轉(zhuǎn)換為CPLD模塊201可W識(shí)別的3.3V信號(hào)， 將CPLD模塊201輸出的3.3V信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部可W識(shí)別的5V信號(hào)。
[0066] 此外，脈沖分配單元102的第一輸入端還接收使能信號(hào)。
[0067] 本實(shí)施例中，CPLD模塊201可W采用XILINX的XC95288XL CPLD忍片實(shí)現(xiàn)，該忍片負(fù) 責(zé)接收所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)的6路電流控制信號(hào)(具體可W為電流控制PWM信號(hào)），通過(guò)與負(fù) 載模擬逆變器101相接的24路觸發(fā)控制信號(hào)（具體可W為PWM控制信號(hào)）順序觸發(fā)相應(yīng)的 IGBT。
[0068] 在信號(hào)交互過(guò)程中，C化D模塊201-旦接收到任何一個(gè)IGBT的觸發(fā)電平的欠壓信 號(hào)、過(guò)流信號(hào)、超溫信號(hào)及限流保護(hù)信號(hào)，C化D模塊201將封鎖所有24路HVM脈沖，即停止輸 出所述觸發(fā)控制信號(hào)，另外，還可W通過(guò)設(shè)置對(duì)應(yīng)的故障狀態(tài)指示燈，進(jìn)行告警提示。
[0069] 此時(shí)，所有的故障狀態(tài)信號(hào)不但會(huì)被CPLD模塊201監(jiān)測(cè)，同時(shí)也會(huì)被所述實(shí)時(shí)仿真 計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)，一旦故障發(fā)生，所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)將立即封鎖6路PWM脈沖，即停止輸出所述 電流控制信號(hào)，并通過(guò)所述使能信號(hào)使能CPLD模塊201，同時(shí)通知系統(tǒng)CPU當(dāng)前的故障狀態(tài)； 進(jìn)而CPU可W在下一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)將故障狀態(tài)傳輸給上位機(jī)，通知用戶(hù)。
[0070] 優(yōu)選的，如圖4所示，脈沖分配單元102還包括:第二電流信號(hào)調(diào)理電路204、第二電 壓信號(hào)調(diào)理電路205、限流保護(hù)電路206及母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路207;所述故障信號(hào)包 括:欠壓信號(hào)、過(guò)流信號(hào)、超溫信號(hào)及限流保護(hù)信號(hào);其中：
[0071] 第二電流信號(hào)調(diào)理電路204的輸入端與電流采樣單元103中的電流傳感器的輸出 端相連；
[0072] 第二電流信號(hào)調(diào)理電路204的輸出端與限流保護(hù)電路206的輸入端相連；
[0073] 限流保護(hù)電路206的輸出端與CPLD模塊201相連，輸出所述限流保護(hù)信號(hào)，使CPLD 模塊201停止輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)；
[0074] 第二電壓信號(hào)調(diào)理電路205的輸入端與電壓采樣單元104中的電壓傳感器的輸出 端相連；
[0075] 第二電壓信號(hào)調(diào)理電路205的輸出端與母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路207的輸入端 相連；
[0076] 母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路207的輸出端輸出超壓告警信號(hào)。
[0077] 第二電流信號(hào)調(diào)理電路204對(duì)外部電流傳感器的輸入信號(hào)進(jìn)行低通濾波，同時(shí)應(yīng) 用同相比例跟隨電路增強(qiáng)信號(hào)對(duì)下級(jí)的驅(qū)動(dòng)能力。本實(shí)施例中信號(hào)的增益為1。
[0078] 第二電壓信號(hào)調(diào)理電路205對(duì)電壓傳感器的輸出電壓(0或5V)進(jìn)行調(diào)理。在具體的 應(yīng)用中，可W首先將所述電壓傳感器的輸出電壓經(jīng)過(guò)二極管進(jìn)行限壓，然后經(jīng)過(guò) SN74ABT244ADW增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。再通過(guò)HC化2631進(jìn)行電氣隔離，保證電路不受外部強(qiáng)電干 擾。最后通過(guò)運(yùn)算放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行低通濾波同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)能力進(jìn)行增強(qiáng)。
[0079] 限流保護(hù)電路206的作用是在相電流的絕對(duì)值超出設(shè)定闊值時(shí)發(fā)出告警信號(hào)給 CPLD模塊201，令CPLD模塊201在第一時(shí)間切斷所有輸出至IPM模塊的所述觸發(fā)控制信號(hào)。具 體可W首先對(duì)相電流采集后的輸入電壓波形(-5V至+5V)進(jìn)行絕對(duì)值變換(0至+5V)，然后由 比較電路將其與預(yù)先設(shè)定好的電壓值進(jìn)行比較，當(dāng)超過(guò)闊值時(shí)給出高電平告警。
[0080] 母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路207,首先對(duì)輸入的電壓傳感器信號(hào)（-5V至巧V)進(jìn)行 同相跟隨W增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，然后與設(shè)定母線(xiàn)電壓作比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)超壓時(shí)輸出高電平告警。
[0081] 電源模塊202由外部48V輸入生成并分別輸出+/-15V、+5V或者+3.3V電壓，供脈沖 分配單元102內(nèi)部模塊使用。除此之外還可W有巧V的隔離電源供給第二電壓信號(hào)調(diào)理電路 205,起到隔離保護(hù)的作用。
[0082] 本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，如圖1所示，包括:實(shí) 時(shí)仿真計(jì)算機(jī)200和如上述實(shí)施例任一所述的負(fù)載模擬電路100;其中：
[0083] 實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)200與被測(cè)的電機(jī)控制器相連；
[0084] 負(fù)載模擬電路100與被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連。
[0085] 負(fù)載模擬電路100與被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，模擬真實(shí)電機(jī)所需要的輸出電流，并 且由實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)200通過(guò)FPGA實(shí)時(shí)計(jì)算電角度，并輸出編碼器信號(hào)返回給被測(cè)的電機(jī) 控制器，被測(cè)的電機(jī)控制器根據(jù)編碼器信號(hào)對(duì)被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)電 機(jī)的控制器與驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試的目的。
[0086] 優(yōu)選的，如圖1所示，實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)200包括:電機(jī)模型和負(fù)載模擬控制器;其中：
[0087] 所述電機(jī)模型的輸入端與電壓采樣單元104的輸出端相連，接收=相電壓采樣信 號(hào)；
[0088] 所述電機(jī)模型的第一輸出端與被測(cè)的電機(jī)控制器相連，輸出轉(zhuǎn)子位置或速度信 息；
[0089] 所述電機(jī)模型的第二輸出端與所述負(fù)載模擬控制器的第一輸入端相連，輸出參考 電流信號(hào)；
[0090] 所述負(fù)載模擬控制器的第二輸入端與電流采樣單元103的輸出端相連，接收=相 電流采樣信號(hào)；
[0091] 所述負(fù)載模擬控制器的輸出端輸出所述電流控制信號(hào)。
[0092] 本實(shí)施例提供的所述功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，在滿(mǎn)足同等功率要求的前提下， 能夠通過(guò)順序觸發(fā)并聯(lián)IGBT模塊的方式達(dá)到很高的開(kāi)關(guān)頻率，從而控制相電流的大小，降 低了功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難度。
[0093] 在具體的實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)載模擬電路100最高可支持6kW的電機(jī)輸出功率輸出，同 時(shí)將所有電能采用直流回饋的形式返還給所述直流電源，相比傳統(tǒng)的測(cè)功機(jī)對(duì)電機(jī)的測(cè)試 具有很好的節(jié)能效果。
[0094] 本發(fā)明中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí) 施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而 言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所W描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明 即可。
[0095] W上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對(duì) 運(yùn)些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原 理可W在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì) 被限制于本文所示的運(yùn)些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最 寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種負(fù)載模擬電路，其特征在于，應(yīng)用于功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，所述負(fù)載模擬電 路包括:負(fù)載模擬逆變器、脈沖分配單元、電流采樣單元及電壓采樣單元;其中： 所述負(fù)載模擬逆變器包括多個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊； 所述負(fù)載模擬逆變器的輸入端與所述電流采樣單元的輸入端和所述電壓采樣單元的 輸入端相連，連接點(diǎn)為所述負(fù)載模擬電路的輸入端、與被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端相連;所 述負(fù)載模擬逆變器的輸出端與直流電源相連； 所述電流采樣單元的輸出端和所述電壓采樣單元的輸出端分別為所述負(fù)載模擬電路 的兩個(gè)輸出端、均與所述功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備中的實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)相連； 所述脈沖分配單元的第一輸入端與所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)相連，接收電流控制信號(hào)；所 述脈沖分配單元的第二輸入端與所述負(fù)載模擬逆變器相連，接收故障信號(hào);所述脈沖分配 單元的輸出端與所述負(fù)載模擬逆變器中各個(gè)IGBT模塊的控制端相連;所述脈沖分配單元用 于根據(jù)所述電流控制信號(hào)和所述故障信號(hào)，生成并輸出觸發(fā)控制信號(hào)，控制所述多個(gè)并聯(lián) 的IGBT模塊順序觸發(fā)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載模擬電路，其特征在于，所述負(fù)載模擬逆變器還包括:連 接于所述脈沖分配單元與所述多個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊之間的光耦隔離模塊。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載模擬電路，其特征在于，所述負(fù)載模擬逆變器中的所述多 個(gè)并聯(lián)的IGBT模塊包括IPM芯片。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載模擬電路，其特征在于，所述電流采樣單元包括：電流傳 感器和第一電流信號(hào)調(diào)理電路。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載模擬電路，其特征在于，所述電壓采樣單元包括：電壓傳 感器和第一電壓信號(hào)調(diào)理電路。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載模擬電路，其特征在于，所述脈沖分配單元包括:CPLD模 塊、電源模塊及電平轉(zhuǎn)換模塊;其中： 所述CPLD模塊通過(guò)所述電平轉(zhuǎn)換模塊與所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)和所述負(fù)載模擬逆變器 相連;所述CPLD模塊用于根據(jù)所述電流控制信號(hào)，生成并輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)，控制多個(gè) 并聯(lián)的所述IGBT模塊順序觸發(fā);并根據(jù)所述故障信號(hào)停止輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的負(fù)載模擬電路，其特征在于，所述脈沖分配單元的第一輸入端 還接收使能信號(hào)。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的負(fù)載模擬電路，其特征在于，所述脈沖分配單元還包括:第二 電流信號(hào)調(diào)理電路、第二電壓信號(hào)調(diào)理電路、限流保護(hù)電路及母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路； 所述故障信號(hào)包括:欠壓信號(hào)、過(guò)流信號(hào)、超溫信號(hào)及限流保護(hù)信號(hào);其中： 所述第二電流信號(hào)調(diào)理電路的輸入端與所述電流采樣單元中的電流傳感器的輸出端 相連； 所述第二電流信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與所述限流保護(hù)電路的輸入端相連； 所述限流保護(hù)電路的輸出端與所述CPLD模塊相連，輸出所述限流保護(hù)信號(hào)，使所述 CPLD模塊停止輸出所述觸發(fā)控制信號(hào)； 所述第二電壓信號(hào)調(diào)理電路的輸入端與所述電壓采樣單元中的電壓傳感器的輸出端 相連； 所述第二電壓信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與所述母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路的輸入端相 連； 所述母線(xiàn)電壓超壓檢測(cè)告警電路的輸出端輸出超壓告警信號(hào)。9. 一種功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，其特征在于，包括:實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)和如權(quán)利要求1 至8任一所述的負(fù)載模擬電路;其中： 所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)與被測(cè)的電機(jī)控制器相連； 所述負(fù)載模擬電路與被測(cè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率級(jí)電機(jī)仿真測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述實(shí)時(shí)仿真計(jì)算 機(jī)包括:電機(jī)模型和負(fù)載模擬控制器;其中： 所述電機(jī)模型的輸入端與所述電壓采樣單元的輸出端相連，接收三相電壓采樣信號(hào)； 所述電機(jī)模型的第一輸出端與被測(cè)的電機(jī)控制器相連，輸出轉(zhuǎn)子位置或速度信息； 所述電機(jī)模型的第二輸出端與所述負(fù)載模擬控制器的第一輸入端相連，輸出參考電流 信號(hào)； 所述負(fù)載模擬控制器的第二輸入端與所述電流采樣單元的輸出端相連，接收三相電流 米樣?目號(hào)； 所述負(fù)載模擬控制器的輸出端輸出電流控制信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK105955071SQ201610551862
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】楊繼偉
【申請(qǐng)人】北京潤(rùn)科通用技術(shù)有限公司