顯示了 IRS 電動(dòng)機(jī)模擬器針對(duì)作為被測(cè)設(shè)備 (DUT) 的三相逆變器的基本設(shè)置：該概念基于直接讓兩個(gè)逆變器相互運(yùn)行的想法 - 三相和 DC-Link 都直接耦合。
　　作為電池模擬器，可以使用標(biāo)準(zhǔn)電源。通過適當(dāng)控制電機(jī)模擬器，相電流通過相線圈從 DUT 流向模擬器，并通過 DC-Link 流回 DUT，反之亦然。因此，DC-Link受到實(shí)際電流的壓力，但由于能量在兩個(gè)逆變器之間流動(dòng)，因此電池模擬只需為整個(gè)系統(tǒng)的損耗提供能量。這是重要的好處之一：可以使用相對(duì)較小的電源，而無需向電網(wǎng)反饋能量。僅使用 20kW 的電源，就可以模擬約 250kW 的電機(jī)。

　　電池模擬器可以使用標(biāo)準(zhǔn)電源。通過適當(dāng)控制電機(jī)模擬器，相電流通過相線圈從 DUT 流向模擬器，并通過 DC-Link 流回 DUT，反之亦然。因此，DC-Link 受到實(shí)際電流的壓力，但由于能量在兩個(gè)逆變器之間流動(dòng)，電池模擬只需提供整個(gè)系統(tǒng)損耗的能量。這是重要的好處之一：可以使用相對(duì)較小的電源，而無需向電網(wǎng)反饋能量。僅使用 20kW 的電源，就可以模擬約 250kW 的電機(jī)。

　
　　圖 2：主動(dòng)電機(jī)模擬器概念
　　在大多數(shù)設(shè)置中，模擬器會(huì)產(chǎn)生電機(jī)的感應(yīng)電壓，而 DUT 處于電流控制模式，定義施加到電機(jī)的扭矩。
　　由于設(shè)置是對(duì)稱的，因此 DUT 可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，模擬器可以作為電機(jī)負(fù)載運(yùn)行，反之亦然。因此，可以模擬標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)運(yùn)行和恢復(fù)。圖中顯示了 DUT 的三相電流和負(fù)直流電流。在這種情況下，負(fù)電流表示恢復(fù)。

　　

　　圖 3：典型相電流和高壓直流電流
　　優(yōu)點(diǎn)和限制 與通常采用大型多級(jí)逆變器的復(fù)雜電機(jī)模擬器相比，此設(shè)置使用緊湊型兩級(jí)逆變器。這在很大程度上節(jié)省了空間和成本。此外，相對(duì)較小的電源也極大地降低了成本和尺寸。
　　當(dāng)然，也存在一些限制。直接耦合需要兩個(gè)逆變器之間有良好的同步性。系統(tǒng)在 5…10kHz 范圍內(nèi)的固定頻率下運(yùn)行效果。此斬波頻率還定義了使用兩級(jí)逆變器模擬的速度。此外，必須使用這種直接耦合來補(bǔ)償諧波。相電流的典型頻率在 200Hz 范圍內(nèi) - 在 3 極電機(jī)上可達(dá)到 4000RPM。
　　IRS 電機(jī)模擬器的重點(diǎn)是選擇固定工作點(diǎn)的應(yīng)用，而不是模擬完整的非線性電機(jī)模型?？梢詫?shí)現(xiàn)線性電機(jī)模型。
　　但許多應(yīng)用不需要模擬電機(jī)的全速范圍或機(jī)械行為。因此，在速度和電機(jī)諧波并不重要但空間和成本決定適合的模擬器系統(tǒng)的應(yīng)用中，IRS 電機(jī)模擬器是選擇。請(qǐng)注意，與高度復(fù)雜的模擬器相比，成本和空間節(jié)省遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 10 倍！
　　另一方面，與簡(jiǎn)單的無源線圈解決方案相比，模擬器僅需要大約兩倍的空間
　　位置傳感器模擬
　　要測(cè)試逆變器，不僅要模擬電機(jī)相位的負(fù)載。逆變器需要知道確切的電機(jī)位置，以便在各個(gè)相位上施加適當(dāng)?shù)碾娏?。IRS 提供兩種版本的位置傳感器：·
　　AMR/GMR 位置傳感器（例如 Infineon TLE5309）· 旋轉(zhuǎn)變壓器模擬。兩種變體都集成在電機(jī)模擬器中。此外，當(dāng)應(yīng)用簡(jiǎn)單的電感線圈解決方案時(shí)，它們也可用作 Compact-RIO 或獨(dú)立模塊 IRS Sens-Sim 或 IRS Resolversimulation。
　　兩種變體均集成在電機(jī)模擬器中。此外，當(dāng)應(yīng)用簡(jiǎn)單的電感線圈解決方案時(shí)，它們也可用作 Compact-RIO 或獨(dú)立模塊 IRS Sens-Sim 或 IRS Resolversimulation。

　　圖 4：6 相電機(jī)模擬
　　6 相電機(jī)模擬
　　未來，強(qiáng)大的電動(dòng)汽車可能會(huì)采用 6 相電機(jī)。這意味著功率增加一倍，即使出現(xiàn)相位故障，電機(jī)仍可繼續(xù)工作。兩個(gè) IRS 電機(jī)模擬器可以組合并同步以模擬 6 相電機(jī)。此設(shè)置已在客戶的多個(gè)測(cè)試站證明了其可靠性。
　　獨(dú)立 DUT 電壓

　　當(dāng) DUT 高壓電壓應(yīng)靈活且獨(dú)立于模擬器時(shí)，DUT 和模擬器均可使用單獨(dú)的電源供電。這對(duì)于 LV123 測(cè)試非常有用，因?yàn)楸仨氃?DUT 上施加不同的高壓，而電機(jī)模擬器則在相同的設(shè)定點(diǎn)運(yùn)行。這種設(shè)置對(duì)于 IRS 電機(jī)模擬器是可行的，但當(dāng)然需要更大的電源，包括電網(wǎng)反饋。