本产品为逆变器IUT(2)设计的电负载仿真器ELE(1),通过IUT输出端(10)的输出电压VIUT,模拟多种IUT电压状态,以实现对逆变器的全面测试。
背景技术
逆变器被广泛用于驱动电负载,如电动机或电力网络。为了测试被测逆变器(IUT)通常有两种选择。第一种选择包括使用由电力负载组成的测试台。例如,在逆变器用于驱动电机的情况下,测试台是一个电机测试台,包括一个匹配的电机和一个耦合到匹配电机的负载电机。在测试期间,逆变器与其匹配的电机相连接。匹配的电机与负载电机耦合,负载电机可以提供所需的扭矩负载并吸收匹配电机产生的机械功率。这种设置可以在几乎真实的使用情况下测试逆变器,但对于测试不同的逆变器和电机来说,它是昂贵的,不灵活的,而且很费时间。
第二种方法是使用电负载仿真器(ELE)来测试逆变器。例如,ELE可以是一个电机仿真器,它可以仿真真实电机的电气行为。这种测试方法属于电力硬件在环测试(PHiL)的类别。例如,电机仿真器的一些优点包括:
-灵活性:对于电机测试台来说,每次在应用新的电机之前,都应该改变测试设置并进行校准。这是一个大问题,因为一个逆变器制造商通常为几十种不同的电机制造逆变器。相比之下,电机仿真器可以使用相同的硬件设置来仿真几乎所有种类的电机。要测试一个新的电机,只需要在电机仿真器的软件中稍作改变;
-安全性:由于电机仿真器没有任何机械部件,所以在测试时没有动能或振动。因此,与电机测试台相比,使用电机仿真器的测试更安全。同时,可以对故障情况进行非破坏性的测试;
-加速设计过程:电机仿真器可以在很大程度上加速传动系统的设计进程,特别是在全球合作方面。例如,如果欧洲的电机制造商计划将逆变器集成到传动系统中,那么可能需要由供应商发送电机或逆变器的测试样品,以建立电机测试台。电机应该是已经完全设计好和完全制造好的。
在使用电机仿真器时,电机制造商只需要发出详细的电机数据。使用电机仿真器的测试台可以在一小时内开始运行,并在同一天发回测试结果。因此,在电机的设计阶段已经可以测试传动系统,这反过来又有助于设计传动系统的专用电机。
已经有电力负荷仿真器系统,并在市场上有售。文件US2021/0036646A1披露了与被测逆变器(IUT)的电机仿真器有关的实施方案,该电机仿真器包括:电压跟随器逆变器,用于至少部分抵消IUT的输出电压的;以及输出电流控制单元,用于根据仿真目标电机的估计电流来控制IUT的输出电流。
尽管有这些优势,但大多数已知的ELE涉及复杂的控制策略、复杂的滤波器结构、或电隔离电源。这导致了更复杂的硬件拓扑结构,更高的成本和重量,以及降低了ELE的便携性。一个尤其适用于仿真电力负载的动态运行的ELE的例子,为仿真负载在不同时间段的功率瞬变。
需要一种适合动态仿真电力负载、并降低复杂性和成本的ELE。本发明涉及一种低成本的ELE,它可以用标准的、数量较少的部件来建造,同时能够仿真负载瞬态。
实现思路