國(guó)內(nèi)外對(duì)電機(jī)的模擬經(jīng)歷了從實(shí)時(shí)模型仿真到實(shí)時(shí)功率模擬的發(fā)展過程，前者是實(shí)時(shí)功率仿真的基礎(chǔ) 。一 般 “虛擬電機(jī) ” 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由雙向功率變換器 、 實(shí)時(shí)仿真器 、 電流閉環(huán)控制系統(tǒng)三部分組成。

M2000 系列電機(jī)模擬器( e-Motor Emulator)是一款靜止型電機(jī) +負(fù)載模擬一體化新型電力電子裝置 ， 內(nèi)  含各類電機(jī) （永磁同步電機(jī) PMSM 、 異步電機(jī) ASM 等)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和負(fù)載模型 ， 主電路采用高速功率開關(guān)  器件(SICMOSFET 、 IGBT 等) ， 控制與模型運(yùn)算單元采用多核高速 DSP+FPGA 處理器 ， 在各類工況和 PWM  變頻驅(qū)動(dòng)條件下 ，可以精確實(shí)現(xiàn)電機(jī)與負(fù)載特性模擬 ，并根據(jù)系統(tǒng)工作點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)控和參數(shù)計(jì)算 ，在線進(jìn)行電驅(qū) 系統(tǒng)的多維控制性能評(píng)估 。廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器 、通用變頻器的開發(fā)和測(cè)試 ，滿足電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī) 控制器的功能測(cè)試 、 性能測(cè)試 、 耐久測(cè)試 、 系統(tǒng)標(biāo)定 、 故障注入以及功能安全等測(cè)試應(yīng)用。

|       產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)整體采用分體機(jī)柜模塊化設(shè)計(jì) ，主要分為電氣功率單元 、電感柜 、旋變盒三個(gè)部分 。電氣功率單 元功能實(shí)現(xiàn)上模塊采用 AC/ DC 、  DCDC 隔離單元  、 DC/AC 三級(jí)架構(gòu) ，使用 4U+3 U+3 U 的結(jié)構(gòu)形式； 電感  柜獨(dú)立外置成柜或與功率單元集成 ，主要作用是進(jìn)行電機(jī)漏感 、弱磁電流 、反電動(dòng)勢(shì)模擬 、故障注入（線間短 路 、 斷路接觸器） ；旋變盒采用外置的方式與電控一起 ，主要用于溫度 、碼盤 、旋變 、 電渦流 、霍爾的位置信 號(hào)模擬及其故障模擬。

|       產(chǎn)品特點(diǎn)

1、超高功率密度

硬件全高頻設(shè)計(jì) ，功率密度大大提升 ，測(cè)試平臺(tái)整體占地面積小 ，極大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)室的空間 ，方便優(yōu)化布 局 ， 簡(jiǎn)約大氣 ， 視覺效果優(yōu)異。

2、模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化運(yùn)維工作 ， 支持自主更換故障模塊 ， 無需返廠 ， 提高測(cè)試效率。

3、超高效率

M2000 系列采用 SiC 器件 ， 高頻化設(shè)計(jì) ，高達(dá) 93% ， 相較于 IGBT 工頻方案提高  3% ， 針對(duì)長(zhǎng)時(shí)  間運(yùn)行的測(cè)試工況 ， 能夠有效節(jié)省電力成本 ， 更加節(jié)能環(huán)保 ， 契合碳中和目標(biāo)。

4、全新設(shè)計(jì)理念

• 自研 7 英寸 2TFT 觸摸屏 ， 操作順滑；

• 全新萬向腳輪設(shè)計(jì) ， 360°順滑 ， 便利；

• 無水冷管道 ， 強(qiáng)制風(fēng)冷設(shè)計(jì)。

5、電能質(zhì)量?jī)?yōu)秀

三電平 PWM 整流設(shè)計(jì) ，結(jié)合有源阻尼算法 ，優(yōu)化電流 THD 指標(biāo) ，相對(duì)于工頻兩電平 ACDC 架構(gòu) ，具備更優(yōu)異的電流諧波特性 ，有效降低交流諧波污染 。同時(shí)還可以解決諧振問題 ，避免了多設(shè)備使用工況下 ，電網(wǎng)  供電質(zhì)量差的問題。

6、簡(jiǎn)易的冷卻設(shè)計(jì)

冷卻方式整體采用強(qiáng)制風(fēng)冷 ，無水冷管道設(shè)計(jì) ，無水冷設(shè)備配置 ，有效降低系統(tǒng)成本的同時(shí) ，規(guī)避了系統(tǒng)  水電共存的高風(fēng)險(xiǎn)性。

7、無機(jī)械振動(dòng)

無傳統(tǒng)電機(jī)臺(tái)架 ， 系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單 ， 噪聲小 ， 克服了傳統(tǒng)臺(tái)架測(cè)試系統(tǒng)靈活性差 、 系統(tǒng)復(fù)雜 、 安全風(fēng)險(xiǎn)高 、 機(jī)械振動(dòng)強(qiáng)等缺點(diǎn)。

8、貼合整車工況

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)有功滿載運(yùn)行 ，且能進(jìn)行工步預(yù)設(shè) ，滿足工況測(cè)試需求 ，貼近整車運(yùn)行工況 ，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控  制器更可靠 、 有效的測(cè)試驗(yàn)證。

9、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性

*的硬件平臺(tái)結(jié)合優(yōu)化的軟件算法 ， M2000 系列電機(jī)模擬器具備高動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 ， 電流響應(yīng)速率可達(dá)  1500A/ ms ， 轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速可達(dá) dω/dt>10 × 106  rpm/ms。

|       應(yīng)用場(chǎng)景

• 使用電機(jī)模擬器的電機(jī)控制器/變頻器測(cè)試系統(tǒng)

• 開發(fā)驗(yàn)證測(cè)試： 功能/性能測(cè)試 、 故障測(cè)試 、 控制環(huán)路驗(yàn)證

• 下線測(cè)試： 功率循環(huán)測(cè)試 、 耐久測(cè)試

• 電機(jī)控制器 PHIL 測(cè)試

• 微電網(wǎng)邏輯驗(yàn)證測(cè)試

• 測(cè)試第三方的逆變器

|       典型應(yīng)用

電機(jī)模擬器基于精確的電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)精確的電機(jī)電動(dòng)及發(fā)電狀態(tài)模擬 。各種電機(jī)本體參數(shù)和機(jī) 械負(fù)載轉(zhuǎn)矩可以通過相關(guān)數(shù)字參數(shù)設(shè)置或修改，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)不同性能電機(jī)的端口特性模擬 ?？蓪?shí)現(xiàn)電機(jī)動(dòng)力臺(tái)架 替換 ， 模擬控制器的各種電機(jī)負(fù)載工況 ，滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器測(cè)試的使用要求。

主要應(yīng)用于電機(jī)控制器/變頻器測(cè)試 ， 使用電機(jī)模擬器的測(cè)試系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)臺(tái)架測(cè)試系統(tǒng)靈活性差 、 系  統(tǒng)復(fù)雜 、 可靠性差 、 安全風(fēng)險(xiǎn)高 、 部件成本高 、 機(jī)械振動(dòng)及噪聲大等缺點(diǎn)。

|       主要功能

電機(jī)模擬器包含永磁同步電機(jī)及交流異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和多種負(fù)載模型，電機(jī)本體參數(shù)和機(jī)械負(fù)載 轉(zhuǎn)矩參數(shù)可以通過可視化界面設(shè)置或修改 ，便捷 、精確實(shí)現(xiàn)電機(jī)與負(fù)載特性的模擬 。同時(shí) ，電機(jī)模擬器還可以 實(shí)現(xiàn)電機(jī)溫度 、 位置傳感器的模擬及堵轉(zhuǎn) 、 線間故障 、 傳感器故障等多種故障的靈活注入。