面向NPA三相电机的电机模拟器及对拖测试平台

本申请属于电机控制，涉及电机模拟器技术，具体提供一种面向npa三相电机的电机模拟器及对拖测试平台。

背景技术：

1、电机模拟器（electric motor emulator, eme）是一种利用电力电子变流器模拟真实电机的电气特性，对电机驱动单元（motor drive unit, mdu）进行测试的电功率级硬件在环（hardware-in-the-loop, hil）测试装置，“mdu-eme”对拖测试架构能够灵活、高效、安全地进行各类电机工况下的mdu性能测试，有效解决传统的基于真实电机与机械负载的对拖测试方法存在的体积庞大、成本高昂、动态性能局限以及效率低下等问题。

2、中性点引出式三相电机，简称npa（neutral point accessible）三相电机，是在传统三相电机的基础上，通过将三相星形（y型）绕组的公共连接点（即中性点）作为独立的电气端子引出至电机外部，以实现应用拓展的新型电机，该结构使电机的控制自由度从传统的二维（dq轴）拓展至三维（dq0轴），零序电流（i0）或中性点引出线电流成为一个独立可控的变量。中性点的引出使得电机绕组不再仅仅是能量消耗端，更可作为双向能量转换的接口，实现驱动、发电之外的母线交互、低压快充、车辆互联双向充放电等多种应用场景的拓展。

3、目前，采用npa架构的各类三相电机，如npa-pmsm（中性点引出式永磁同步电机）已在工程应用中受到广泛关注，为确保npa三相电机驱动系统的可靠性，在投入运行前对其mdu在各类工况下的控制功能与可靠性进行严格验证，已成为系统研发中的关键环节，然而，现有的eme大多针对传统中性点未引出的三相电机设计，其电气模型和控制架构中均不包含对中性点处电压和电流的独立模拟能力，因此，面向npa三相电机的eme测试方案仍存在显著缺失，无法满足npa三相电机特有的三维电流控制策略的硬件在环测试需求。

技术实现思路

1、本申请通过实施例提供一种面向npa三相电机的电机模拟器，包括：

2、四桥臂逆变器，包括用于模拟npa三相电机的三相电流特性的三相桥臂支路，以及用于模拟npa三相电机的中性点电气特性的相桥臂支路；

3、四支路接口滤波器，用于对四桥臂逆变器输出的电流进行滤波；

4、四支路信号采集单元，用于采集电流及相电压信号；

5、npa电机模型单元，基于npa三相电机的电机数学模型生成eme侧目标电流；

6、四支路闭环电流控制单元，采用基于中性点电流跟踪及相补偿的闭环电流控制策略控制四桥臂逆变器中各条桥臂支路的功率器件的开关；

7、eme侧直流电源，连接于四桥臂逆变器的共阳极与共阴极之间。

8、本申请通过实施例还提供一种面向npa三相电机的对拖测试平台，包括对拖连接的被测电机驱动单元以及前述的面向npa三相电机的电机模拟器。

9、本申请的实施例提供的一种面向npa三相电机的电机模拟器及使用该模拟器的对拖测试平台，至少具有以下有益效果：

10、1）完整支持中性点引出型三相电机的电气性能模拟，通过额外增设相功率桥臂，实现对电机中性点的物理模拟，弥补了典型模拟器仅支持轴、缺失0轴建模与控制的不足；

11、2）通过优化追踪目标及补偿策略，既避免了直接跟踪零序电流导致的pi调节输出与svpwm共模电压的相互抵消效应，确保高电压利用率，又自动规避了mdu侧与eme侧电源隔离引起的零电位参考点漂移问题，同时，能够有效抑制共模电压扰动对0轴电流的影响。

1.一种面向npa三相电机的电机模拟器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向npa三相电机的电机模拟器，其特征在于，所述四支路接口滤波器包括相滤波电感、相滤波电感、相滤波电感以及相滤波电感，其中：

3.根据权利要求2所述的面向npa三相电机的电机模拟器，其特征在于，使用所述面向npa三相电机的电机模拟器与被测电机驱动单元进行对拖测试时：

4.根据权利要求3所述的面向npa三相电机的电机模拟器，其特征在于，使用所述面向npa三相电机的电机模拟器与被测电机驱动单元进行对拖测试时：

5.根据权利要求2所述的面向npa三相电机的电机模拟器，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的面向npa三相电机的电机模拟器，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的面向npa三相电机的电机模拟器，其特征在于，

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的面向npa三相电机的电机模拟器，其特征在于，

9.一种面向npa三相电机的对拖测试平台，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的面向npa三相电机的对拖测试平台，其特征在于，

11.根据权利要求10所述的面向npa三相电机的对拖测试平台，其特征在于，

12.根据权利要求9至11中任一项所述的面向npa三相电机的对拖测试平台，其特征在于，所述mdu侧逆变器与所述四桥臂逆变器的零电位参考点之差为时变量。