CN109444745A - 一种基于双pwm变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台，包括第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统；其中第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统结构相同，二者通过电机启动同步信号和联轴器相连；所述第一双PWM变流调速系统包括第一可控整流装置、第一逆变装置、第一中央处理单元、第一鼠笼式异步电机。本发明实现了输入电压和电流的同相位控制，电流为标准正弦波，两个双PWM变流调速系统可以互为负载，从而达到高功率因数、无谐波产生、减小能源消耗的目的。

Description

一种基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试 验平台

技术领域

本发明涉及电力电子应用技术领域，尤其涉及能量直接回馈电网的一种基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台。

背景技术

随着工业的不断发展，三相鼠笼式异步电机在工业及船舶领域有着广泛的应用。根据中华人民共和国国家标准GB/T1032-2012(三相异步电动机试验方法)，任何一种新开发的变频驱动器或异步电机都需要进行长时间的性能检验。目前市面上已研发出多种电机对拖测试平台，可对电机性能进行测试。

目前已有测试平台主要是以不可控整流方式供电，以共直流母线方式连接的电机对拖试验平台，如图1所示。其主要由普通整流二极管两两首尾相连后并联构成的三相不可控整流模块、直流母线电容、第一逆变器、第二逆变器组成，两个逆变器并联接入直流母线上，构成共直流母线的电机对拖系统。此平台的优势在于它使两台电机在机械上和电气上互相耦合，两台电机互为负载，从而解决了能源消耗以及系统复杂等问题。但是，此平台仍然存在一定的不足：首先，该系统使用的电机大都为三相电机，因此系统只能使用三相电源，在某些特定场合不适用。其次，本系统使用的不可控整流方式会向电网注入谐波，使电网电能质量下降；再次，系统功率因数受电机参数的影响，系统无法在高功率因数下运行。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术存在的不足，提供一种基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台，可对异步电机的性能进行测试。本发明将传统的不可控普通整流二极管改进为全控器件如IGBT，并于整流桥的前端串联电抗器，后端并联电容器构成可控整流装置，即将当前电机对拖技术中的不可控整流装置改进为可控整流装置，并且本发明设计的两异步电机对拖试验装置采用非共直流母线、制动能量直接回馈至电网的连接方式。本发明实现了输入电压和电流的同相位控制，电流为标准正弦波，两个变流调速系统可以互为负载，从而达到高功率因数、无谐波产生、减小能源消耗的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台，包括第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统；其中第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统结构相同，二者通过电机启动同步信号和联轴器相连；

所述第一双PWM变流调速系统包括第一可控整流装置、第一逆变装置、第一中央处理单元、第一鼠笼式异步电机；所述第二双PWM变流调速系统包括第二可控整流装置、第二逆变装置、第二中央处理单元、第二鼠笼式异步电机；其中，第一可控整流装置和第二可控整流装置相同；第一逆变装置和第二逆变装置相同；第一中央处理单元和第二中央处理单元相同，二者通过电机启动同步信号相连；第一鼠笼式异步电机和第二鼠笼式异步电机相同，二者通过联轴器相连。

其中，所述第一双PWM变流调速系统中的第一可控整流装置包括滤波器FL、电抗器L、IGBT构成的单相全桥可控整流模块、直流电容器C、网侧电流霍尔传感器H1、网侧电压霍尔传感器H2、直流电压霍尔传感器H3；

所述的单相全桥可控整流模块由VT1、VT2、VT3、VT4四个IGBT构成，VT1的发射极和VT2的集电极相连于a点，VT3的发射极和VT4的集电极相连于b点，VT1的集电极和VT3的集电极相连于c点，VT2的发射极和VT4的发射极相连于d点；a点与电抗器L的一端相连，电抗器L的另一端穿过网侧电流霍尔传感器H1后，分别连接网侧电压霍尔传感器H2的正输入端和滤波器FL的正输出端，滤波器FL的负输出端连接网侧电压霍尔传感器H2的负输入端和b点；c点分别连接直流电压霍尔传感器H3的正输入端和直流电容器C的正端，d点分别连接直流电压霍尔传感器H3的负输入端和直流电容器C的负端；滤波器FL的正输入端与交流电的L端相连，滤波器FL的负输入端与交流电的N端相连；所述VT1、VT2、VT3、VT4的门极分别与第一中央处理单元中的CPU的整流脉冲输出相连；网侧电流霍尔传感器H1、网侧电压霍尔传感器H2、直流电压霍尔传感器H3的输出端分别与第一中央处理单元中模拟量采样调理模块ASU的三个模拟输入端相连；

所述第一双PWM变流调速系统中第一逆变装置由VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10六个IGBT构成，其特征在于：VT5的发射极和VT6的集电极相连于e点，VT7的发射极和VT8的集电极相连于f点，VT9的发射极和VT10的集电极相连于g点，VT5的集电极、VT7的集电极和VT9的集电极相连于h点，VT6的发射极、VT8的发射极和VT10的发射极相连于j点；h点与直流电容器C的正端相连，j点与直流电容器C的负端相连；e点连接第一鼠笼式异步电机IM1的U相，f点连接第一鼠笼式异步电机IM1的V相，g点连接第一鼠笼式异步电机IM1的W相；所述VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10的门极分别与第一中央处理单元中的CPU的逆变脉冲输出相连。

所述第一双PWM变流调速系统中第一中央处理单元包括模拟量采样调理模块ASU、模数转换模块A/D、数字信号处理模块CPU、通讯转换模块TTL/422、人机交互界面HMI；其特征在于：所述模拟量采样调理模块ASU的模拟输出端与所述模数转换模块A/D的模拟输入通道相连；所述模数转换模块A/D的并行数据总线和控制信号与所述数字信号处理模块CPU的数据总线和输入输出端口相连；所述通讯转换模块TTL/422的TLL端口通过串口通讯与所述数字信号处理模块CPU相连；所述人机交互界面HMI的串口与所述通讯转换模块TTL/422的422端口相连；所述数字信号处理模块CPU的脉冲输出信号分别与所述单相全桥可控整流模块中IGBT的门极和所述第一逆变装置中IGBT的门极相连。

所述模拟量采样调理模块ASU，包含两个电压采样调理单元和一个电流采样调理单元，三个单元彼此独立，分别对网侧电压、直流母线电压、网侧电流进行采样调理。

本发明基于双PWM变流器四象限运行的控制方法，该方法包括以下步骤：

1)在人机交互界面中设定直流电压期望值直流电压上升时间T_rr、电机运行频率f^*、电机启动时间T_mr、电机停止时间T_mf；

2)点击两个双PWM变流调速系统整流启动按钮，待直流电压上升至设定电压值后，点击逆变启动按钮，使两个系统分别驱动对应三相异步电机，使其同频同向转动；

3)当电机以额定转速运行时，降低任一双PWM变流调速系统的逆变频率，此时降频电机处于发电状态，非降频电机处于电动状态；

4)在两个双PWM变流调速系统的人机交互界面中读取当前网测电流，非降频系统电流为I_s1，降频系统电流为I_s2，I_s1减I_s2即为试验平台净输入电流I_ss，I_ss乘以系统的输入电压U_s得到系统净输入功率P_s；

对拖试验中将两台完全相同的电机机械耦合，在人机交互界面中读取网侧电压、网侧电流、直流电压、网侧输入功率因数和电机运行频率后，根据一台电机的电功率输入和另一台电机的电功率输出之差，确定两台电机的总损耗；进而，再根据长时间运行下的总损耗；最后，完成电机性能的检测。

本发明的有益效果为：

本发明整个装置可实现其中任一鼠笼式异步电机的四象限运行，并且以单位功率因数运行，网侧电流高度正弦化，无谐波注入电网，有效地提高了电能质量；本装置可以采用单相供电方案，使该装置适用于多种供电场合；同时可以实现输入电压和电流的同相位控制，电流为标准正弦波，两个变流调速系统可以互为负载，从而达到高功率因数、无谐波产生；产生的电能直接回馈至电网，电能可双向流动，减少了电能消耗，提高电能利用率，达到节约能源的目的。

附图说明

图1为目前已有测试平台的结构图；

图2为本发明基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖实验平台的整体结构框图；

图中，1-第一可控整流装置，2-第一逆变装置，3-第一中央处理单元，4-第二可控整流装置，5-第二逆变装置，6-第二中央处理单元，7-联轴器，IM1-第一鼠笼式异步电机，IM2-第二鼠笼式异步电机。

图3为本发明所述第一双PWM变流调速系统中的具体器件组成结构图；

图中，1-第一可控整流装置，2-第一逆变装置，3-第一中央处理单元，IM1-第一鼠笼式异步电机，8-IGBT构成的单相全桥可控整流模块，FL-滤波器，H1-网侧电流霍尔传感器，H2-网侧电压霍尔传感器，H3-直流电压霍尔传感器，L-电抗器，C-直流电容器，ASU-模拟量采样调理模块，A/D-模数转换模块，CPU-中央处理单元，TTL/422-通讯转换模块，HMI-人机交互界面。

图4为本发明所述第一可控整流装置1的控制策略图；

图5为本发明所述第一逆变装置控制策略图；

图6为本发明实际运行波形图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本申请权利要求的保护范围不限于下述的实施例。

本发明提供一种基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台如图2所示，包括第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统；其中第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统结构相同，二者通过电机启动同步信号和联轴器7相连。

所述第一双PWM变流调速系统包括第一可控整流装置1、第一逆变装置2、第一中央处理单元3、第一鼠笼式异步电机IM1；所述第二双PWM变流调速系统包括第二可控整流装置4、第二逆变装置5、第二中央处理单元6、第二鼠笼式异步电机IM2。其中第一可控整流装置1和第二可控整流装置4相同；第一逆变装置2和第二逆变装置5相同；第一中央处理单元3和第二中央处理单元6相同，二者电机启动同步信号相连；第一鼠笼式异步电机IM1和第二鼠笼式异步电机IM2相同，通过联轴器7相连。

所述的本发明所述第一双PWM变流调速系统中的具体器件组成结构图如图3所示；

其中，所述第一双PWM变流调速系统中第一可控整流装置1包括滤波器FL、电抗器L、IGBT构成的单相全桥可控整流模块8、直流电容器C、网侧电流霍尔传感器H1、网侧电压霍尔传感器H2、直流电压霍尔传感器H3；所述的单相全桥可控整流模块8由VT1、VT2、VT3、VT4四个IGBT构成，VT1的发射极和VT2的集电极相连于a点，VT3的发射极和VT4的集电极相连于b点，VT1的集电极和VT3的集电极相连于c点，VT2的发射极和VT4的发射极相连于d点；a点与电抗器L的一端相连，电抗器L的另一端穿过网侧电流霍尔传感器H1后，分别连接网侧电压霍尔传感器H2的正输入端和滤波器FL的正输出端，滤波器FL的负输出端连接网侧电压霍尔传感器H2的负输入端和b点；c点分别连接直流电压霍尔传感器H3的正输入端和直流电容器C的正端，d点分别连接直流电压霍尔传感器H3的负输入端和直流电容器C的负端；滤波器FL的正输入端与交流电的L端相连，滤波器FL的负输入端与交流电的N端相连；所述VT1、VT2、VT3、VT4的门极分别与第一中央处理单元3中的CPU的整流脉冲输出相连；网侧电流霍尔传感器H1、网侧电压霍尔传感器H2、直流电压霍尔传感器H3的输出端分别与第一中央处理单元3中模拟量采样调理模块ASU的三个模拟输入端相连；

所述第一双PWM变流调速系统中第一逆变装置2由VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10六个IGBT构成，其特征在于：VT5的发射极和VT6的集电极相连于e点，VT7的发射极和VT8的集电极相连于f点，VT9的发射极和VT10的集电极相连于g点，VT5的集电极、VT7的集电极和VT9的集电极相连于h点，VT6的发射极、VT8的发射极和VT10的发射极相连于j点；h点与直流电容器C的正端相连，j点与直流电容器C的负端相连；e点连接第一鼠笼式异步电机IM1的U相，f点连接第一鼠笼式异步电机IM1的V相，g点连接第一鼠笼式异步电机IM1的W相；所述VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10的门极分别与第一中央处理单元3中的CPU的逆变脉冲输出相连。

所述第一双PWM变流调速系统中第一中央处理单元3包括模拟量采样调理模块ASU、模数转换模块A/D、数字信号处理模块CPU、通讯转换模块TTL/422、人机交互界面HMI；其特征在于：所述模拟量采样调理模块ASU的模拟输出端与所述模数转换模块A/D的模拟输入通道相连；所述模数转换模块A/D的并行数据总线和控制信号与所述数字信号处理模块CPU的数据总线和输入输出端口相连；所述通讯转换模块TTL/422的TLL端口通过串口通讯与所述数字信号处理模块CPU相连；所述人机交互界面HMI的串口与所述通讯转换模块TTL/422的422端口相连；所述数字信号处理模块CPU的脉冲输出信号分别与所述单相全桥可控整流模块8中IGBT的门极和所述第一逆变装置2中IGBT的门极相连。

所述模拟量采样调理模块ASU，包含两个电压采样调理单元和一个电流采样调理单元，三个单元彼此独立，分别对网侧电压、直流母线电压、网侧电流进行采样调理。

所述模数转换模块A/D包括模数转换器AD(型号为AD7891AS-1)和复杂可编程逻辑器件CPLD(型号为EPM7032AET144-7)，其中，模数转换器AD的模拟输入端作为模数转换模块A/D的模拟输入端连接模拟量采样调理模块ASU的模拟输出端，模数转换器AD的数字输入输出端连接复杂可编程逻辑器件CPLD的数字输入输出接口A，复杂可编程逻辑器件CPLD的数字输入输出接口B作为模数转换模块A/D的并行数据总线和控制信号连接所述数字信号处理模块CPU的数据总线和输入输出端口。对复杂可编程逻辑器件进行编程，实现模数转换器的控制转换时序；将模拟量信号传输至模数转换器转换为数字信号，利用复杂可编程逻辑器件CPLD辅助控制，将转化结果传输至数字信号处理模块CPU作为反馈信号。

所述数字信号处理模块CPU(型号为TMS320F28335PGFA)根据反馈信号进行整合计算，得出给定信号，并与三角波进行调制，得出等幅不等宽的PWM信号，传输至IGBT驱动电路信号端，驱动IGBT的开通与关断。

所述通讯转换模块TTL/422是将TTL电平通讯接口转换为422通讯接口，并使用光电耦合器和隔离电源进行电气隔离。

所述人机交互界面HMI为一个触摸输入显示模块，其与中央处理单元进行通讯，显示系统当前状态量和输入系统参数。

所述第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统相同，两系统中的第一鼠笼式异步电机IM1和第二鼠笼式异步电机IM2通过联轴器7机械连接，两系统中第一中央处理单元3和第二中央处理单元6中的电机启动同步信号互相连接。

本发明中包括的第一双PWM变流调速系统，其结构是由第一可控整流装置1和第一逆变装置2通过直流母线背靠背连接的。其中第一可控整流装置1是以直流母线为外环和网侧电流为内环的双闭环控制结构，其中涉及到单相电压的数字锁相环PLL、数字比例谐振调节器PR等技术，如图4所示。

所述单相电压的数字锁相环PLL主要由巴特沃兹低通滤波器、数字广义积分器、数字比例积分调节器PI等构成，它主要是将数字广义积分器和数字比例积分调节器PI的有机结合。所述数字广义积分器的传递函数为

式中ω₀为谐振频率。

所述数字比例谐振调节器PR是基于内模原理的一种控制器，根据此原理，如果把产生某一参考指令的模型植入到稳定的控制系统中，则可实现对该指令的无静差跟踪。此处跟踪信号为交流信号，若实现无静差跟踪，应使用PR控制器。而由于PR控制器不能有效抑制电网谐波，且不易实现，此处采用更易实现的准PR控制器，其传递函数为

式中K_P为准PR控制器的比例参数，K_R为准PR控制器的谐振参数，ω₀为准PR控制器的谐振频率，ω_c为准PR控制器的截止频率。对设计的准PR控制器离散化，即可在数字控制系统中实现其跟踪交流信号的功能。

下面就图4对第一可控整流装置1的控制策略做详细说明。

结合图3，所述第一可控整流装置1中网侧电流霍尔传感器H1、网侧电压霍尔传感器H2、直流电压霍尔传感器H3的输出信号分别为I_sf、U_sf、U_dcf，首先将此信号经模拟量采样调理模块ASU调理后传入模数转换模块A/D，分别转换为数字信号I_s、U_s、U_dc。其次使用单相电压的数字锁相环PLL计算网侧电压U_s的相位，其控制过程为：网侧电压信号U_s经过巴特沃兹低通滤波器滤波后变为信号Usb，其输入至数字广义积分器生成虚拟两正交正弦信号，将两信号经过dq坐标变换，转换为旋转坐标系下的信号，将零信号和q轴信号q^*作差得到Δq，作为数字比例积分调节器PI的输入，适当调节参数，使其锁定q轴，其输出经过相角计算即得出所求相角θ。设定期望直流电压使其与直流采样电压U_dc作差得到ΔU_dc，输入至数字比例积分调节器PI，适当调节参数，使直流采样电压U_dc良好跟踪期望直流电压其输出信号为电流信号I_sa，其与相角正弦化信号sinθ相乘得到电流环的指令信号电流环的指令信号与电流采样信号I_s作差得到ΔI_s，将ΔI_s输入至比例谐振调节器PR中，适当调节参数，使得电流采样信号I_s良好跟踪电流环的指令信号其输出信号作为调制信号输入至PWM发生器，经三角载波后得到PWM信号。将PWM信号输入至可控整流装置，控制IGBT的开通与关断，实现预期运行效果。

所述第一逆变装置2的控制策略如图5所示。下面就图5对第一逆变装置2的控制策略做详细说明。

根据第一可控整流装置1运行得到的实际直流母线电压计算逆变侧第一鼠笼式异步电机IM1的运行频率f，调节第一逆变装置2的逆变频率，使逆变频率在0-f之间。恒压频比的控制策略为：逆变电压的有效值与逆变频率的比值为一常数，使得电机内部气隙磁通恒定，进而使转矩恒定，属于恒转矩调速。将计算得出的控制信号使用电压空间矢量调制方法进行调制，目的使直流母线电压利用率达100％。将计算得出的矢量信号输入至PWM发生器进行三角载波，得出PWM信号输入至逆变装置，控制电机稳定运行。

本发明基于双PWM变流器四象限运行的控制方法，该方法使用上述的控制装置，平台操作过程包括以下步骤：

1)在人机交互界面中设定直流电压期望值直流电压上升时间T_rr、电机运行频率f^*、电机启动时间T_mr、电机停止时间T_mf；

例如，对于额定电压380V、四极三角接鼠笼式异步电机来说，设定直流母线电压为540V，直流电压上升时间T_rr设为4s，电机运行频率f^*设为额定频率50Hz，电机启动时间T_mr设为30s，电机停止时间T_mf设为30s，同时两个双PWM变流调速系统的参数设定要一致。

2)点击两个双PWM变流调速系统整流启动按钮，待直流电压上升至设定电压值后，点击逆变启动按钮，使两个系统分别驱动对应三相异步电机，使其同频同向转动；

3)当电机以额定转速运行时，降低任一双PWM变流调速系统的逆变频率，此时降频电机处于发电状态，非降频电机处于电动状态。

例如，将第一双PWM变流调速系统的逆变频率保持为50Hz，将第二双PWM变流调速系统的逆变频率设为45Hz。此时，第一双PWM变流调速系统运行在电动状态，第二双PWM变流调速系统运行在发电状态。

在两个双PWM变流调速系统的人机交互界面中读取当前网测电流，非降频系统电流为I_s1，降频系统电流为I_s2，I_s1减I_s2即为试验平台净输入电流I_ss，I_ss乘以系统的输入电压U_s得到系统净输入功率P_s。对拖试验中将两台完全相同的电机机械耦合，在人机交互界面中读取网侧电压、网侧电流、直流电压、网侧输入功率因数和电机运行频率后，根据一台电机的电功率输入和另一台电机的电功率输出之差，确定两台电机的总损耗；进而，再根据长时间运行下的总损耗；最后，完成电机性能的检测。

通过观察示波器波形，可以看出电流与网侧电压相位相同，且电流波形为标准正弦波，直流电压平稳，实际运行功率与理论值匹配，说明控制器设计合理，参数调节恰当，与预期目标相符。由此可见，相比于传统基于不可控二极管整流电机对拖系统，本发明实现了网侧电流高度正弦化，大大减小了网侧电流谐波含量；同时网侧电流与网侧电压同相位，实现了系统以功率因数为1的状态运行的目的。

最后，运行效果如图6所示，其中第一双PWM变流调速系统网侧电压波形Usw1和第二双PWM变流调速系统网侧电压波形Usw2为工频50Hz的正弦波；第一双PWM变流调速系统网侧电流波形Isw1为标准正弦波，与传统变流器相比，大大降低的电流谐波含量，且Isw1与Usw1同相位，功率因数为1，则此双PWM变流调速系统运行在电动运行状态；第二双PWM变流调速系统网侧电流波形Isw2为同样为标准正弦波，且Isw2与Usw2相位相反，功率因数为-1，则此双PWM变流调速系统运行在发电状态；第一双PWM变流调速系统直流电压波形Udcw1和第二双PWM变流调速系统直流电压波形Udcw2均较为平稳。两变流调速系统均运行在单位功率因数状态下，两变流器的网侧电流为标准正弦波，大大减少了网侧电流谐波含量，减少了能源消耗。

本发明中运行方法涉及到的软件采用嵌入式编程语言有用于CPU的C语言编程和用于CPLD的VHDL语言编程即可实现，属于公知技术。

本发明未尽事宜为公知技术。

Claims (6)

1.一种基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台，其特征为该平台包括第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统；其中第一双PWM变流调速系统和第二双PWM变流调速系统结构相同，二者通过电机启动同步信号和联轴器相连；

所述第一双PWM变流调速系统包括第一可控整流装置、第一逆变装置、第一中央处理单元、第一鼠笼式异步电机；所述第二双PWM变流调速系统包括第二可控整流装置、第二逆变装置、第二中央处理单元、第二鼠笼式异步电机；其中，第一可控整流装置和第二可控整流装置相同；第一逆变装置和第二逆变装置相同；第一中央处理单元和第二中央处理单元相同，二者通过电机启动同步信号相连；第一鼠笼式异步电机和第二鼠笼式异步电机相同，二者通过联轴器相连。

2.如权利要求1所述的基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台，其特征为第一可控整流装置包括滤波器FL、电抗器L、IGBT构成的单相全桥可控整流模块、直流电容器C、网侧电流霍尔传感器H1、网侧电压霍尔传感器H2、直流电压霍尔传感器H3；

所述的单相全桥可控整流模块由VT1、VT2、VT3、VT4四个IGBT构成，VT1的发射极和VT2的集电极相连于a点，VT3的发射极和VT4的集电极相连于b点，VT1的集电极和VT3的集电极相连于c点，VT2的发射极和VT4的发射极相连于d点；a点与电抗器L的一端相连，电抗器L的另一端穿过网侧电流霍尔传感器H1后，分别连接网侧电压霍尔传感器H2的正输入端和滤波器FL的正输出端，滤波器FL的负输出端连接网侧电压霍尔传感器H2的负输入端和b点；c点分别连接直流电压霍尔传感器H3的正输入端和直流电容器C的正端，d点分别连接直流电压霍尔传感器H3的负输入端和直流电容器C的负端；滤波器FL的正输入端与交流电的L端相连，滤波器FL的负输入端与交流电的N端相连；所述VT1、VT2、VT3、VT4的门极分别与第一中央处理单元中的CPU的整流脉冲输出相连；网侧电流霍尔传感器H1、网侧电压霍尔传感器H2、直流电压霍尔传感器H3的输出端分别与第一中央处理单元中模拟量采样调理模块ASU的三个模拟输入端相连。

3.如权利要求1所述的基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台，其特征为所述第一双PWM变流调速系统中第一逆变装置由VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10六个IGBT构成，其特征在于：VT5的发射极和VT6的集电极相连于e点，VT7的发射极和VT8的集电极相连于f点，VT9的发射极和VT10的集电极相连于g点，VT5的集电极、VT7的集电极和VT9的集电极相连于h点，VT6的发射极、VT8的发射极和VT10的发射极相连于j点；h点与直流电容器C的正端相连，j点与直流电容器C的负端相连；e点连接第一鼠笼式异步电机IM1的U相，f点连接第一鼠笼式异步电机IM1的V相，g点连接第一鼠笼式异步电机IM1的W相；所述VT5、VT6、VT7、VT8、VT9、VT10的门极分别与第一中央处理单元中的CPU的逆变脉冲输出相连。

4.如权利要求1所述的基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台，其特征为所述第一双PWM变流调速系统中第一中央处理单元包括模拟量采样调理模块ASU、模数转换模块A/D、数字信号处理模块CPU、通讯转换模块TTL/422、人机交互界面HMI；所述模拟量采样调理模块ASU的模拟输出端与所述模数转换模块A/D的模拟输入通道相连；所述模数转换模块A/D的并行数据总线和控制信号与所述数字信号处理模块CPU的数据总线和输入输出端口相连；所述通讯转换模块TTL/422的TLL端口通过串口通讯与所述数字信号处理模块CPU相连；所述人机交互界面HMI的串口与所述通讯转换模块TTL/422的422端口相连；所述数字信号处理模块CPU的脉冲输出信号分别与所述单相全桥可控整流模块中IGBT的门极和所述第一逆变装置中IGBT的门极相连。

5.如权利要求1所述的基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台，其特征为所述模拟量采样调理模块ASU，包含两个电压采样调理单元和一个电流采样调理单元，三个单元彼此独立，分别对网侧电压、直流母线电压、网侧电流进行采样调理。

6.如权利要求1所述的基于双PWM变流器四象限运行的鼠笼式异步电机对拖试验平台的控制方法，其特征为该方法包括以下步骤：

1)在人机交互界面中设定直流电压期望值直流电压上升时间T_rr、电机运行频率f^*、电机启动时间T_mr、电机停止时间T_mf；

2)点击两个双PWM变流调速系统整流启动按钮，待直流电压上升至设定电压值后，点击逆变启动按钮，使两个系统分别驱动对应三相异步电机，使其同频同向转动；

3)当电机以额定转速运行时，降低任一双PWM变流调速系统的逆变频率，此时降频电机处于发电状态，非降频电机处于电动状态；

4)在两个双PWM变流调速系统的人机交互界面中读取当前网测电流，非降频系统电流为I_s1，降频系统电流为I_s2，I_s1减I_s2即为试验平台净输入电流I_ss，I_ss乘以系统的输入电压U_s得到系统净输入功率P_s；

对拖试验中将两台完全相同的电机机械耦合，在人机交互界面中读取网侧电压、网侧电流、直流电压、网侧输入功率因数和电机运行频率后，根据一台电机的电功率输入和另一台电机的电功率输出之差，确定两台电机的总损耗；进而，再根据长时间运行下的总损耗；最后，完成电机性能的检测。