电机是最主要的一种电气负载，消耗了全世界绝大部分电能，为了提高电机的技术性能和经济效益，各种电机启动制动设备、电机驱动控制器广泛应用于生产生活的各个领域。传统上，研制和考核电机供电电源多采用“电机控制器+被控电机+模拟机械负载”的方案，该方案存在着系统复杂、能耗大、参数调节不灵活等缺点。本文针对电机供电电源测试时的上述缺点，设计了利用电力变换器实时模拟电机端口特性的新型电力电子负载，即电机模拟器。本文详细分析了电机模拟器的系统结构和工作原理，电机模拟器由采样单元、实时电机仿真器和功率变换器构成。采样单元检测端口输入电压，电机仿真器计算电机的实时状态量，功率变换器控制端口电流实时跟踪指令电流。本文从电机模拟的角度，推导了在多种坐标系下的三相异步电机动态数学模型，并建立了三相鼠笼型感应电机的多组状态方程，为电机模型的数值求解奠定理论基础；分析了各种常用数值积分法在求解电机模型时的实现方法，对比了各方法在不同步长下的计算准确度和运算量，从而选择一步Adams法，该方法计算准确而且计算量小，为电机模型的实时计算提供技术方案。提出利用背靠背型PWM整流器构造电机模拟器的功率变换电路，即模拟变换器和并网变换器。模拟变换器是根据电机仿真器的运算结果实时模拟电机的电气端口特性；并网变换器是将模拟侧所吸收的电能回馈电网，以维持直流电压稳定。在分析电机各运行工况下电流特性的基础上，决定模拟变换器采用αβ坐标系下的单电流环控制方案，并网变换器采用d q坐标系下的电压环带死区PI、电流环瞬时PI控制的双环控制方案。搭建了电机模拟器实验平台，将实时电机仿真器、模拟变换器控制器、并网变换器控制器的功能集中到一块以DSP2812为核心的数字控制系统。在平台上进行了实时电机仿真器准确性对比实验，和功率变换器模拟电机的验证性实验。实验结果表明：该电机模拟器能准确地模拟出电机各种工况下的电气端口特性，从而证实了该电机模拟器系统的可行性和有效性。