无刷直流电机(Brushless DC motor,BLDCM)具有高效、高功率密度、高可靠性等优点,被广泛应用于包括航空航天在内的多个领域。但在实际应用中,BLDCM从设计到生产需要时间较长且费用较高,并且测试不同规格的BLDCM需安装与之对应的台架,步骤十分繁琐。功率硬件在环(Power Hardware-in-the-Loop,PHIL)模拟器是信号硬件在环(Signal Hardware-in-the-Loop,SHIL)模拟器的扩展,与电机驱动器不仅可以交换电压和电流信号,还能产生真实的电功率交互,是一种最为真实的硬件在环模拟设备。PHIL模拟器能与实际电机驱动器相连代替实际的电机,可用于电机驱动器的开发以及控制算法的验证。由于可与被测电机驱动器交互实际的电功率,因此PHIL模拟器测试可涵盖电机驱动器的全部硬件,且无需对被测电机驱动器进行硬件修改。应用PHIL模拟器可以无需等待电机从设计到生产的过程、无需适配相应的机械测试台架,大幅简化了BLDCM驱动器的测试。但是,我国目前没有电机PHIL模拟器的成熟技术和产品,实际应用中需要购买昂贵的国外产品。更为重要的是,航空航天等敏感领域无法应用国外相应产品,研发具有自主知识产权的国产化PHIL模拟器尤为紧迫。本文设计了一种面向BLDCM应用的PHIL模拟器,具体内容如下:首先,建立了BLDCM硬件在环模拟器模型,包括位置传感器模型、BLDCM换相瞬态模型、BLDCM电气和机械数值模型。其次,构建了BLDCM PHIL模拟器整体结构,设计了BLDCM PHIL模拟器的电压检测模拟前端和功率级电流源。再次,分析了BLDCM PHIL模拟器中的线电压采样抗混叠滤波器和BLDCM、BLDCM驱动器功率级以及BLDCM驱动器中数字信号控制器的带宽特性,给出了BLDCM PHIL模拟器线电压采样频率确定方法。可以采样频率较低,可以大幅降低对处理器性能要求。最后,进行了PHIL模拟器的实验测试,包括模拟前端、模拟旋转变压器、功率级电流源和BLDCM PHIL模拟器整体测试,实验结果验证了本文提出的BLDCM PHIL模拟器设计方法的有效性。