本实用新型涉及一种电力电子负载装置，具体涉及一种可以模拟三相同步电机的电机模拟器，属于电力电子技术领域。
背景技术：
电机驱动器在出厂前都要进行各种带载实验以检验其电气性能，传统电机驱动器的考核方式是将电机驱动器、电动机以及机械负载组成电力拖动系统实验平台。但是实际电机一旦出厂，其本体参数就基本固定不易调节而且机械负载的产生也极为复杂。具有系统复杂、不易调节、硬件成本高、电能利用效率低等弊端。
随着电力电子技术的发展，针对电源老化实验的电力电子负载装置得到深入广泛的研究，目前已经能够灵活模拟包含不平衡负载和非线性负载在内的多种静止特性负载，但是不能够模拟用于三相同步电机调速系统中，用于测试电机驱动器的交流电机负载。
技术实现要素：
为了解决上述现有的技术问题，本实用新型提供了一种模拟三相同步电机特性的电力电子负载装置。能够实现电机负载参数可调、高效馈能和三相并网。
整个装置包括检测模块、驱动侧接触器、电机模拟器主电路、驱动模块、数字控制器、人机交互模块、空气开关、并网变压器和并网侧接触器；其中电机模拟器主电路输入端通过驱动侧接触器与被测电机驱动器相连，电机模拟器主电路输出端通过并网侧接触器与并网变压器相连，再通过空气开关并联接入三相电网；检测模块输出端与数字控制器相连接，数字控制器与驱动模块相连接，驱动模块连接电机模拟器主电路的开关管；人机交互模块与数字控制器相连接。
进一步地：所述的检测模块包括：输入电压检测模块、输入电流检测模块、母线电压检测模块、输出电流检测模块和过零电压检测模块；其中输入电压检测模块和输入电流检测模块的输入端与电机驱动器相连，输出端与数字控制器相连；母线电压检测模块的输入端与电机模拟器主电路的支撑电容相连，输出端与数字控制器相连；过零电压检测模块的输入端链接三相电网，输出端连接数字控制器。
进一步地：所述的电机模拟器主电路采用前后均为三相桥式拓扑结构的双PWM变换器背靠背式拓扑结构。
进一步地：所述空气开关选用DZ47-06A /C25，驱动侧接触器和并网侧接触器选用CJX2-32N。
进一步地：所述的数字控制器为DSP+CPLD的组合，其中DSP选用TI公司的TMS320F28335，CPLD选用Altera公司的EPM3064ATC100-7。
进一步地：所述的驱动模块选用高速光耦6N137和高速MOSFET驱动TC4420用来产生驱动信号。
进一步地：采用了人机交互界面，使用者可以通过人机交互模块自主设定电机参数，并显示电机运行状态。
本实用新型提出的模拟三相同步电机的电机模拟器所达到的效果为：用户通过人机交互模块设置所需的电机负载参数，数字控制器利用检测得来的电机驱动器端口电压和人机交互模块传输来的电机参数，结合三相同步电机状态方程计算出指令电流；指令电流与检测得到的实际输入电流作差经重复控制和CPLD逻辑分配生成前级六路PWM控制信号；支撑电容电压与给定参考电压的差值经PI调节后与三相电网相位相乘得到三相电网并网电流指令，电流指令与实际检测到的三相并网电流的差值经过PI调节后送入DSP控制器生成后级六路PWM控制信号；PWM控制信号经驱动模块控制电机模拟器主电路的工作状态，使主电路前级PWM整流器的实际输入电流准确跟踪指令电流以实现模拟三相同步电机负载的目的，主电路后级PWM逆变器在电压、电流双闭环控制下将能量高效的回馈给电网；本装置可以任意调节电机参数、适应性强，成本低，节能，并且自动化程度高。
附图说明
图1是根据本实用新型的实施例的模拟三相同步电机的电机模拟器的系统原理框图；
图中：1-检测模块；2-驱动侧接触器；3-电机模拟器主电路；4-驱动模块；5-数字控制器6-人机交互模块；7-空气开关；8-并网变压器；9-并网侧接触器；10-输入电压检测模块；11-输入电流检测模块；12-母线电压检测模块；13-输出电流检测模块；14-过零电压检测模块。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种模拟三相同步电机的电机模拟器装置，包括检测模块、驱动侧接触器、电机模拟器主电路、驱动模块、数字控制器、人机交互模块、空气开关、并网变压器和并网侧接触器；其中电机模拟器主电路输入端通过驱动侧接触器与被测电机驱动器相连，电机模拟器主电路输出端通过并网侧接触器与并网变压器相连，再通过空气开关并联接入三相电网；检测模块输出端与数字控制器相连接，数字控制器与驱动模块相连接，驱动模块连接电机模拟器主电路的开关管；人机交互模块与数字控制器相连接。
此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述的检测模块包括：输入电压检测模块、输入电流检测模块、母线电压检测模块、输出电流检测模块和过零电压检测模块；其中输入电压检测模块和输入电流检测模块的输入端与电机驱动器相连，输出端与数字控制器相连；母线电压检测模块的输入端与电机模拟器主电路的支撑电容相连，输出端与数字控制器相连；过零电压检测模块的输入端链接三相电网，输出端连接数字控制器。
此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述的电机模拟器主电路采用前后均为三相桥式拓扑结构的双PWM变换器背靠背式拓扑结构。
此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述的模拟三相同步电机的电机模拟器，其特征在于：所述空气开关（7）选用DZ47-06A /C25，驱动侧接触器（2）和并网侧接触器（9）选用CJX2-32N。
此外，根据一种实现方式，如图1所示,所述的模拟三相同步电机的电机模拟器，其特征在于：所述的数字控制器（5）为DSP+CPLD的组合，其中DSP选用TI公司的TMS320F28335，CPLD选用Altera公司的EPM3064ATC100-7。
此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述的模拟三相同步电机的电机模拟器，其特征在于：所述的驱动模块（4）选用高速光耦6N137和高速MOSFET驱动TC4420用来产生驱动信号。
此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述的电机模拟器主电路（3）的开关器件选用美国APT公司生产的带反并联二极管的APT50GF120JRD型IGBT。
另外，根据一种实现方式，如图1所示，所述的模拟三相同步电机的电机模拟器，其特征在于：采用了人机交互界面，使用者可以通过人机交互模块（6）自主设定电机参数，并显示电机运行状态。
模拟三相同步电机的电机模拟器的工作过程如下：
人机交互模块（6）通过数据线将所需的电机负载类型及参数信息传送给数字控制器（5），同时输入电压检测模块（10）和输入电流检测模块（11）将检测得来的电机驱动器电压以及输入电流的数值传入数字控制器（5），由数字控制器（5）中的DSP结合三相异步电机的状态方程计算出实时的指令电流，指令电流与检测得到的实际输入电流作差经重复控制和数字控制器（5）中的CPLD逻辑分配生成六路PWM控制信号，经过驱动模块（4）控制电力电子负载前级主电路的工作状态来完成模拟电机负载的任务；同时母线电压检测模块（12）和输出电流检测模块（13）将检测得来的母线电压和三相并网电流传送至数字控制器（5），三相电网电压通过过零电压检测模块（14）送入数字控制器（5）进行锁相，电压与给定参考电压值的差值进行PI调节后与三相电网电压相位相乘得到三相并网电流指令，电流指令与检测到的电流的差值进行PI调节后由数字控制器（5）中的DSP控制器生成六路PWM控制信号，经过驱动模块（4）控制电力电子负载后级主电路工作状态将能量回馈给三相电网。