为测试变频器的电气性能,需为其提供相应的电气负载条件。传统的负载加载过程中,常利用电动机-机械负载或电动机-发电机系统来实现电气负载的加载。这种负载加载系统的结构复杂,加载过程中噪声大。加载所用的能量无法回馈,浪费电能,电网负荷大。本文着眼设计用于变频器电气负载模拟的三相电子负载系统,用静止的电力电子系统模拟电动机运行,进而完全替代旋转的机械负载系统。增加变频器负载模拟的灵活性,可以大幅缩小负载加载系统的体积,简化变频器负载模拟的工序。并且可以实现电能的并网回馈,减小了大容量变频器启动运行时电网的负荷,避免了测试中电能的浪费。为明确变频器负载电流模拟的需求,本文结合相关标准和传统测试项目,确定了电子负载系统所需模拟的负载电流类型。分析了利用电子负载模拟变频器负载电流的可行性与关键问题,并为电子负载系统确定了应对策略。确定了基于离线预计算的负载电流参考获取方法。根据变频器的工作方式以及异步电机的运行特性,确定了变频器带不同类型负载运行时的负载电流特性,归纳出了变频器运行时其负载电流的频率、幅值、相位的变化规律。减少模拟负载电流时对电机模型的依赖,简化了负载模拟时电流参考信号的计算问题。设计了能实现模拟无源负载和有源负载模拟,并且能够实现电能回馈与消耗的电子负载系统拓扑。完成了基于直接电流跟踪的负载模拟控制系统设计,保证了负载电流跟踪的精度和快速性。设计了能量消耗、并网馈能、电网无功补偿的能量处理策略,在不影响负载电流模拟的前提下,将变频器加载测试对电网产生的影响将至最小。最后,搭建了课题方案的系统仿真模型与硬件实验平台,对设计方案进行了仿真验证和实验分析。