在电机驱动器的性能测试与考核实验中,常采用“测试电机+机械负载”的方案,该方案存在测试不够全面、参数调节不灵活等不足之处。本文研究了一种基于逆变器的电机模拟器系统,可实现对异步电机端口特性的模拟,能取代实际电机及其负载实验平台,在便于变频驱动系统实验的同时,可为控制优化提供指导。针对异步电机及其负载端口电压电流特性的模拟,本文根据电机数学模型的不同,研究了VTC(Voltage to Current)和CTV(Current to Voltage)两种模式的电机模拟器系统。具体而言,本文的主要工作如下:(1)三相异步电动机的动态数学模型和负载数学模型的建立。比较分析了几种数值计算方法求解电机数学模型的精度。选择适合电机模拟器系统的数值积分方法和离散步长,建立电机模型的差分方程,通过对电机模型的求解得到电机模拟器的指令。(2)VTC模式的电机模拟器的控制技术研究。电机模拟器端口电压为任意波形,实时锁相困难,提出一种基于虚拟转子磁链定向的电流闭环控制策略;分析比较了几种接口电路对端口电流特性的影响;在几种典型工况下对所提电机模拟器方案进行了仿真验证;研究了对PWM波电压的测量方法,并在PWM波电源输入下对电机模拟器进行了仿真分析。(3)CTV模式的电机模拟器的控制技术研究。推导并建立了一种以定子电流作为输入量的电机数学模型,并由此设计了CTV模式的电机模拟器系统;仿真分析了CTV模式的电机模拟器在几种典型工况下的运行情况;研究了PWM波电源输入时,电机模拟器的端口特性、转速特性等,并分析了电源侧开关频率与模拟侧开关频率之间的关系。