CN212256047U - 一种改进的永磁同步电机模拟器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种改进的永磁同步电机模拟器装置，主要包括电机控制器、电压采样、电流采样、实时电机仿真器、指令电流生成、驱动电路装置、控制器装置、直流母线电容、CLC滤波模块。本装置主要应用于模拟永磁同步电机的负载运行工况，实时的将连续的电机数学模型转化为可数字化控制的离散方程，并得到指令电流，实现电机机械负载和电机参数的数字化给定，再通过得到的指令电流控制开关管的开通关断，达到能够实现模拟电机的目的。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁同步电机装置，尤其是涉及一种改进的永磁同步电机模拟器装置；
背景技术：
电机模拟器可以取代真实电机进行电机控制器的性能测试，它通过建立精确的电机动态数学模型，用数值量反应电机的机械端口状态，实现电机机械负载的数字给定；同时利用电力电子变换器来模拟电机的端口特性，控制其端口输入电流与控制器直接连接电机时的电流特性一致，主要用于在电机各种工况下。电机控制器的电压电流输出特性，既可用于电机控制器的研制和考核，又可作为电网中的一种特殊功率负载用于研究电力系统动模实验。随着永磁材料性能的不断完善和提高，以及电力电子技术和功率开关器件的进一步发展和改进，再加上永磁同步电机研究和开发经验的逐步成熟，永磁同步电机的应用也越来越广泛，但是在模拟永磁同步电机上没有取得突出的成果。因此，有些学者在模拟永磁同步电机时采用电机模拟器进行研究，这种电机模拟器实验平台不需要真实电机，机械负载转矩的产生也不依赖复杂的机电系统且电机的参数可以人为的修改，系统具有结构简单、体积小、成本低等一系列优点，不论是对电机控制器的性能测试，还是对电机的本体研究都具有广泛的意义。
永磁同步电机在实际运行中，会产生较大的谐波电流与纹波电压，在谐波频率下，永磁同步电机的铁损和铜损的增加会引起额外温升。这些额外损失将导致电动机效率降低，并影响转矩。而设备负荷对永磁同步电机转矩的变动较敏感，其扭动转矩的输出将影响所生产产品的质量。电机模拟器在较大谐波电流与纹波电压的干扰下，模拟电机的效果就不大理想，且不易控制。基于此分析，本实用新型采取一种基于CLC滤波处理器的永磁同步电机模拟器装置，能有效处理谐波电流与输出纹波电压，提高电机控制器的效率，并且CLC结构可以减小电感值，以很小的电感值就能实现滤波的目的，这样又可以降低成本，减小体积。
发明内容：
为了解决上述现有的技术问题，本实用新型的目的是提供一种改进的永磁同步电机模拟器装置。
为实现上述的目的，本实用新型通过以下的技术方案实现：
一种改进的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，包括电机控制器、电压采样、电流采样、实时电机仿真器、驱动电路装置、控制器装置、直流母线电容、CLC滤波处理装置。
进一步地，所述的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，所述的电机模拟器主要应用于模拟永磁同步电机的各种运行工况，其输入端具有与永磁同步电机相同的电流特性并在必要时提供转速信息，其中包括电机驱动装置接受电机状态反馈来驱动整个系统的运行；
进一步地，所述的实时仿真器装置，其特征在于，它能够将连续的电机数学模型转化为可数字控制的离散方程，然后得到指令电流，并且可以实现电机机械负载和电机参数的数字化给定。
进一步地，所述的电机驱动装置，其特征在于，在电机驱动装置中可以人为的修改和给定，能满足电机控制器控制不同种类、不同参数电机的测试需求，极大的提高了电机控制器的测试效率。
进一步地，所述的模拟控制器装置，其特征在于，它是由六个开关管组成，通过实时电机仿真器得到的指令电流经驱动控制装置来控制开关管的开通关断。
进一步地，所述的CLC滤波处理装置，其特征在于，所述CLC滤波处理装置包括第一滤波电容、第一滤波电感、第二滤波电容；所述CLC滤波处理装置是电感俩端与第一电容、第二电容分别并联连接。
进一步地，所述的一CLC滤波处理装置，其特征在于，所述电感参数可以减少就能实现L的滤波效果，这样就可以节约成本，减少体积。第一滤波电容和第二滤波电容可以对输出电流与电压进行二次滤波处理，提升了滤波效果。
进一步地，所述的直流母线电容装置，其特征在于，它是由中间母线电容与负载并联而成，主要对电路起缓冲保护作用并且可以抑制直流侧谐波电压、稳定直流母线电压、保障系统的稳定工作。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型采用改进永磁同步电机模拟器装置，利用CLC滤波处理器能有效处理谐波电流与输出纹波电压，提高电机控制器的效率，并且CLC结构可以减小电感值，以很小的电感值就能实现滤波的目的，这样又可以降低成本，减小体积。
附图说明：
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是本实用新型的等效电路图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明：
如图一所示，本实用新型提供了一种改进的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，包括电机控制器(1)、电压采样(2)、电流采样(3)、实时电机仿真器(4)、指令电流生成(5)、驱动电路装置(6)、控制器装置(10)、直流母线电容(9)、CLC滤波处理装置(11)；所述的电机控制器(1)与CLC滤波处理装置(11)相连接，所述的电压采样与电流采样分别于电机控制器(1)与实时电机仿真器(4)相连，驱动器装置(6)分别与指令电流生成(5)、控制器装置(10)相连，控制器装置(10)与直流母线电容(9)、CLC滤波处理装置(11)相连。
永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，所述的电机模拟器主要应用于模拟永磁同步电机的各种运行工况，其输入端具有与永磁同步电机相同的电流特性并在必要时提供转速信息，其中包括电机驱动装置接受电机状态反馈来驱动整个系统的运行；实时仿真器装置，其特征在于，它能够将连续的电机数学模型转化为可数字控制的离散方程，然后得到指令电流，并且可以实现电机机械负载和电机参数的数字化给定。电机驱动装置，其特征在于，在电机驱动装置中可以人为的修改和给定，能满足电机控制器控制不同种类、不同参数电机的测试需求，极大的提高了电机控制器的测试效率。模拟控制器装置，其特征在于，它是由六个开关管组成，通过实时电机仿真器得到的指令电流经驱动控制装置来控制开关管的开通关断。CLC滤波处理装置，其特征在于，所述CLC滤波处理装置包括第一滤波电容(13)、第一滤波电感(12)、第二滤波电容(14)；所述CLC滤波处理装置是电感(13)俩端与第一电容(12)、第二电容(14)分别并联连接。CLC滤波处理装置，其特征在于，所述电感参数可以减少就能实现L的滤波效果，这样就可以节约成本，减少体积。第一滤波电容和第二滤波电容可以对输出电流与电压进行二次滤波处理，提升了滤波效果。所述的直流母线电容装置，其特征在于，它是由中间母线电容(8)与负载(7)并联而成，主要对电路起缓冲保护作用并且可以抑制直流侧谐波电压、稳定直流母线电压、保障系统的稳定工作。
如图二所示，这是改进的永磁同步电机模拟器的等效电路，主要包括电机控制器(1)、第一滤波电容组合(15)、滤波电感组合(16)、第二滤波电容组合(18)、虚拟电机定子电阻(17)、控制器装置(10)、直流母线电容(9)；所述的电机控制器(1)与滤波处理装置(11)相连，滤波处理装置(11)主要包括第一滤波等效电容(15)、滤波等效电感(16)、第二滤波等效电容(18)以及虚拟电机定子电阻(17)，控制器装置(10)分别与直流母线电容(9)、滤波处理装置(11)相连。
以上内容是结合具体的优选方式对本实用新型所作的进一步详细说明，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (6)
1.一种改进的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，包括电机控制器（1）、电压采样（2）、电流采样（3）、实时电机仿真器（4）、指令电流生成（5）、驱动电路装置（6）、控制器装置（10）、直流母线电容（9）、CLC滤波处理装置（11）；所述的电机控制器（1）与CLC滤波处理装置（11）相连接，所述的电压采样与电流采样分别于电机控制器（1）与实时电机仿真器（4）相连，驱动电路装置（6）分别与指令电流生成（5）、控制器装置（10）相连，控制器装置（10）与直流母线电容（9）、CLC滤波处理装置（11）相连。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，所述的电机模拟器主要应用于模拟永磁同步电机的负载运行工况，其输入端具有与永磁同步电机相同的电流特性并在必要时提供转速信息，其中包括电机驱动装置接受电机状态反馈来驱动整个系统的运行。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，在实时电机仿真器中能够将连续的电机数学模型转化为可数字控制的离散方程，然后得到指令电流，并且可以实现电机机械负载和电机参数的数字化给定。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，在电机驱动装置中可以人为的修改和给定，能满足电机控制器控制不同种类、不同参数电机的测试需求。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，它是由六个开关管组成，通过实时电机仿真器得到的指令电流经驱动控制装置来控制开关管的开通关断。
6.根据权利要求1所述的永磁同步电机模拟器装置，其特征在于，所述CLC滤波处理装置包括第一滤波电容（12）、第一滤波电感（13）、第二滤波电容（14）；所述CLC滤波处理装置是第一滤波电感（13）俩端与第一滤波电容（12）、第二滤波电容（14）分别并联连接。
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