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CN106575106A - 用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置和方法 - Google Patents

用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置和方法 Download PDF

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CN106575106A
CN106575106A CN201580042555.5A CN201580042555A CN106575106A CN 106575106 A CN106575106 A CN 106575106A CN 201580042555 A CN201580042555 A CN 201580042555A CN 106575106 A CN106575106 A CN 106575106A
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Abstract

本发明涉及一种用于仿真可连接到调节装置(DUT)上的外围电路设备的仿真装置(100)，其中，所述仿真装置(100)与调节装置电气连接或者可电气连接，并且所述仿真装置(100)具有用于影响第一负载电流(IL1)的第一电流调节器(150)以及用于影响第一源电流(IS1)的第二电流调节器(160)，其中，所述仿真装置(100)此外包括计算单元(CU)和能在所述计算单元(CU)上执行的模型代码，并且借助于能由模型代码控制的第一电流调节器(150)能调节第一负载电流(IL1)，并且所述第一负载电流(IL1)被引导到调节装置(DUT)的第一负载连接端(W1)上，并且借助于能由模型代码控制的第二电流调节器(160)能调节第一源电流(IS1)，并且第一源电流(IS1)被引导到调节装置(DUT)的第一电源连接端(C1)上，并且设定和设置所述模型代码，以便通过模型代码对第一电流调节器(150)和第二电流调节器(160)施加影响使得所述第一负载电流(IL1)能至少部分地从第一源电流(IS1)回收，和/或所述第一源电流(IS1)能至少部分地从第一负载电流(IL1)回收。此外，本发明涉及一种用于仿真的方法。

Description

用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置和 方法
技术领域
本发明涉及一种用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置和一种用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的方法。
背景技术
从印刷的产品目录“Catalog 2014 Embedded Success dSPACE”中的第282至311页和第472至491页上，同样地提供在http://www.dspace.de或者http://www.dspace.com/de/gmb/home/medien/product_info.cfm的电子网络版本中已知仿真装置和仿真装置的硬件模块选择。
对于研发调节装置的本领域技术人员已知的是，使用用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置。此外已知的是，应用用于测试控制设备或者说调节装置的仿真电气负载。例如A.Wagener等在2007年的题为“Hardware-in-the-Loop Test Systemsfor Electric Motors in Advanced Powertrain Applications”的SAE-专业论文中列出了HIL仿真器的不同的实际示例。在HIL仿真器内的电路耗费和/或在更换要测试的调节装置(英语:“device under test”或者说缩写“DUT”)时的改型耗费是很高的。所述调节装置在专业术语中选择性地经常称为控制设备。
所述类型的仿真装置的目的特别是在于就调节装置的功能方面来检查调节装置，而不必将所述调节装置带入到其“真实”的工作环境中。在测试调节装置时能够及早地识别例如在研发或者修改调节装置期间所出现的问题和错误的前提是，对调节装置的“真实”的工作环境的一种接近现实的仿真。利用所述仿真装置所执行的测试的目的例如在于检查调节装置的功率电子接口。在上面所描述的技术关联下，所述调节装置经常被称为DUT(英语“device under test”)。通常提出的目的是，去检查所述调节装置或者说DUT是否以期望的方式进行响应，即所述调节装置是否对确定的(通过调节装置的接口所接收的)状态变量以合适地输出(通过调节装置的接口所输出的)输出变量来响应。调节装置与它的技术环境的通信借助于输入端和输出端(英语:“input and Output”)简称借助于I/O得到实现，换言之借助于经由I/O接口在调节装置与其技术环境之间所交换的信号得到实现。研发工程师经常使用仿真装置，以便完整地或者部分地模拟这样的调节装置的相关技术环境，例如因为后来设定的“真实的”技术环境没有提供或者说还没有提供给研发工程师。所述仿真装置包括至少一个仿真计算机，也称为计算单元(英语：“computation unit”)，以及包括至少一个I/O接口。在电机调节装置的情况下例如可以借助于具有I/O接口的一个计算单元或者多个计算单元来完整地或者部分地仿真要驱控的电机。出于该目的，首先提出电机的数学映射，即数学模型和包括该数学模型的可执行的模型代码，所述模型代码将电机的特征数据和状态变量互相置于可计算的关联中。在专业领域中，数学模型和从所述数学模型中推导的可执行的模型代码通常作为同义词使用。所述由调节装置作用到——仿真的——电机上的变量(调节信号)由计算单元经由I/O接口接收并且在计算单元上此外根据I/O信号和/或另外的传输的和/或存储的信息通过数学模型来计算——模拟的即仿真的——电机的状态变量。确定的状态变量通常通过一个或者多个l/O接口提供给电机调节装置。状态变量从仿真装置到电机调节装置的传送可以根据状态变量的类型和目的以固定的或者可变的时间间隔或者仅按照要求进行。
仿真装置的使用通常带来显著的优点，仅以轻微的耗费就可以试验广泛的测试情况并且也可以仿真调节装置的——例如多种驱动设备的——变化的环境。
显而易见的是，为所列举的应用示例而设置的仿真装置由调节装置——例如由电机调节装置——不仅获取在小信号范围中的信号，而且在所述调节装置具有功率电子的输出端时，例如特别是在驱控电气驱动装置时的情况，获取电气大信号。在实践中，通常如此驱动已知的用于模拟电气负载的电路，即，在测量技术上检测调节装置的输出端上的电压(即例如检测电机调节装置的功率件的输出端上的电压)，在要仿真的电机的数学模型中计算相应的在考虑电机的运行数据的情况下可能应流过调节装置的连接端的电机电流，并且该理论电流值传输给电流控制单元，电流控制单元于是尽快地通过对调节装置的连接端上的电路进行合适的驱控来调节所确定的理论电流。
从专利文献WO 2007/04228 A1中例如已知一种如下的电路，在所述电路中使用线圈作为电气储能器，所述线圈的电感明显小于要模拟的电机绕组的电感。通常为了驱控电机需要多个连接端，因为这样的具有较大功率的驱动装置应多相(通常是三相)地驱控。在调节装置的连接端上典型地施加有脉宽调制(PWM)的电压信号，通过电压信号的占空比可以调节在时间上平均地施加在连接端上的电压。所述线圈利用它的另一连接端经由半桥与两个辅助电压源相连接，从而通过切换半桥的半导体开关之一可以将线圈的第二连接端置于高电位上，并且通过切换桥路的另一半导体开关可以将线圈的第二连接端置于非常低的电位上。因此可能的是，在线圈内影响电流量并且将调节装置的连接端上的电流的实际值调整或者说调节到给定的理论电流的数值上。
就本文中的术语“半导体开关”而言，应该理解为一种借助于半导体工艺制造的开关器件、例如场效应晶体管，特别是例如所谓的功率场效应晶体管、例如功率MOSFET(英语：metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)、双极晶体管或者所谓的IGBT(英语:insulated-gate bipolar transistor)。已知使用半导体开关来中断、导通和控制电流。
具有电动驱动装置或者混合驱动装置的驱动系统(例如在乘用车或载货车中的三相交流电机)并不罕见地在超过10kW至超过100kW的功率范围中运动。正好在非常动态的负载变化时在此需要去掌控调节装置的连接端上的电压，所述电压例如可能位于超过40V至超过1000V的电压范围中并且电流可能处于几十A的范围中并且峰值处于几百A。除了在用于调节装置的仿真装置的接口上确保所述的功率范围或者电压范围或者电流范围，还可能出现如下的期望，即，相比于现有的仿真装置更低的损耗功率，因为由于损耗功率在已知的仿真装置中产生的热量而在许多应用情况下需要安装冷却设备来用于运出(损耗)热量。此外，已知的仿真装置的问题是，该仿真装置的成本很高，因为从与供电电压连接端相连接的仿真装置到供电电压连接端中的电流回馈(因为这种回馈遵循电力供应公司的严格的规定)。这些规定的满足，特别是在回馈电流的频率、相位和电压幅值方面的规定的满足需要昂贵的技术装置，所述技术装置的购置通常与很高的投资相联系。
发明内容
在该背景下本发明的任务在于，提供一种用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的、改进现有技术的仿真装置和方法。
按照本发明，这些任务一方面通过按照独立权利要求的仿真装置以及另一方面通过按照独立权利要求的用于仿真的方法得到解决。本发明的有利的实施形式是从属权利要求的技术方案。
按照本发明的技术方案，提出一种用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的仿真装置，其中，所述仿真装置与调节装置电气连接或者可电气连接，并且所述仿真装置具有用于影响第一负载电流的第一电流调节器以及用于影响第一源电流的第二电流调节器，其中，所述仿真装置此外包括计算单元和能在所述计算单元上执行的模型代码，并且借助于能由模型代码控制的第一电流调节器能调节第一负载电流，并且所述第一负载电流被引导到调节装置的第一负载连接端上，并且借助于能由模型代码控制的第二电流调节器能调节第一源电流，并且第一源电流被引导到调节装置的第一电源连接端上，并且设定和设置所述模型代码，以便通过模型代码对第一电流调节器和第二电流调节器施加影响来使得
-所述第一负载电流能至少部分地从第一源电流回收，和/或
-所述第一源电流能至少部分地从第一负载电流回收。
按照本发明的第二方面，提出一种用于仿真可连接到调节装置上的外围电路设备的方法，其中，所述调节装置与用于仿真外围电路设备的仿真装置电气连接，并且所述仿真装置包括：
-用于影响第一负载电流的第一电流调节器，所述第一负载电流流过调节装置的第一负载连接端，
-用于影响第一源电流的第二电流调节器，所述第一源电流流过调节装置的第一电源连接端，
-计算单元，在所述计算单元上执行模型代码，并且其中，借助于模型代码和由模型代码控制的第一电流调节器来调节第一负载电流，并且借助于模型代码和由模型代码控制的第二电流调节器来调节第一源电流，其中，所述模型代码如此控制第一电流调节器和第二电流调节器，使得
-所述第一负载电流能至少部分地从第一源电流回收，和/或
-所述第一源电流能至少部分地从第一负载电流回收。
按照本发明的仿真装置或者按照本发明的方法的优点是，对比于用于在同样的技术应用领域中进行仿真的已知的仿真装置或者对比于用于在同样的技术应用领域中的已知的仿真方法
-降低了净能源消耗，和/或
-基本上阻止或者至少减少了所谓的到公共的供电电网的供电电压连接端中的“回馈”，和/或
-降低了损耗功率，这特别是有意义的，因为为了运走由损耗功率引起的热量通常需要附加的费用例如风扇、冷却装置，这些成本在损耗功率增加时而趋于上升。
附图说明
以下参考附图进一步来阐明本发明和本发明的优选的实施形式。在此同类的部件标明有相同的附图标记。所示出的实施形式是高度示意化的。为了更清晰的目的在附图中或者在说明中放弃一些细节，这些细节对于理解本发明或者本发明的实施形式是不重要的。
图中示出：
图1示出第一电流调节器的实施形式的示意图，所述第一电流调节器的第一负载电流被引导至调节装置的第一负载连接端，以及示出计算单元和与第一电流调节器相连接的调节装置的示意图；
图2示出第二电流调节器的实施形式的示意图，所述第二电流调节器的第一源电流被引导至调节装置的第一电源连接端，以及示出计算单元和与第二电流调节器相连接的调节装置的示意图；
图3示出模拟三相电机和电化学储能器的仿真装置的示例性的实施形式的示意图，以及电源连接端、变压器、整流器和调节装置的示意图。
具体实施方式
按照本发明的仿真装置100包括至少一个在图1中和在图3中示例性示出的第一电流调节器150和在图2中和在图3中示例性示出的第二电流调节器160。
此外，所述仿真装置包括例如设置在单独的壳体中或者“分布”在仿真装置的多个位置上的计算单元CU。对于由计算单元CU输出的数据或者说信号，特别是还可以理解为这样的信号，所述信号对于第一电流调节器150和第二电流调节器160以及必要时另外的电流调节器170、180、190作为开关信号以用于影响由相应的开关控制器152、162、172、182、192所影响的输出电流，例如用于影响第一源电流IS1或者用于影响第一负载电流IL1。换言之，计算单元CU所输出的信号影响第一电流调节器150和第二电流调节器160以及必要时另外的电流调节器170、180、190的开关行为。
优选地，所述借助于按照本发明的仿真装置100所仿真的外围电路设备不仅是感性负载的而且是电化学储能器的仿真映射。所述调节装置DUT的第一电源连接端C1和另外的(在此是第二)电源连接端C2在调节装置DUT的研发过程的后期阶段(即在调节装置DUT在仿真环境中的测试完成之后)通常与“真实的”电化学储能器、例如具有锂离子电池单体或铅蓄电池单体的电池或者蓄电池电气连接。但是在本发明的说明书中没有进一步详细研究“真实的”电化学储能器，因为本发明的技术方案涉及仿真装置和所属的方法，所述仿真装置替代用于调节装置DUT的时间上前置测试的“真实的”电化学储能器。一种可在计算单元CU上执行的并且为所描述的装置和所描述的方法所设置的模型代码可以在上述教导的范畴内作为前提，因为模型代码的建立是专业人员的常规措施。通过在计算单元CU上替换模型代码，所述仿真装置100能灵活地匹配于要仿真的变化的负载和/或要仿真的变化的电化学储能器的预定义的特性。不仅已经提到的具有电气和其他特性的感性负载而且提到的具有电气和其他特性的电化学储能器通过数学模型或者通过多个(必要时互相联系的)数学模型进行描述，不过所述数学模型的细节不是本发明的主题。这样的以可在计算单元CU上执行的模型代码为形式的模型对于专业人员是已知的。
只要所述模型代码是可配置的，即特别是所述模型代码被设计为能灵活地匹配于不同的要仿真的外围电路设备、例如不同的要仿真的电机，就可以设置用户接口，借助于反映相应的外围电路设备的特定的特征参数的配置数据可以补充所述模型代码。例如可以规定，一旦应该仿真新的外围电路设备，就在模型代码中去调整配置数据例如电机线圈的数量和电感值、转子的转动惯量等。配置数据的另一例子，——模型代码优选能利用所述配置数据来参数化——是电化学储能器的参数，即，例如储能器电池单体的类型(例如铅蓄电池电池单体或者锂离子蓄电池电池单体)、蓄电池电池单体的数量、蓄电池电池单体的荷电状态和/或蓄电池电池单体的平均温度等。
按照图1的示图，由第一电流调节器150提供受控的第一负载电流IL1，并且所述第一负载电流IL1输送给调节装置DUT的第一负载连接端W1。在第一测量点158上优选通过电压测量器经由(在图1中没有示出的)测量电阻来测量第一负载连接端W1上的第一电压值并且在此所确定的第一测量参量156优选直接地输送给与第一开关控制器152通过信号连接相连接的计算单元CU。
特别优选地，所述第一测量参量156不仅包括所测量的相对于参考电位的在第一负载连接端W1上的第一电压值，而且附加地也包括第一负载电流IL1的所测量的电流值。因此特别优选地，所述第一测量点158不仅包括第一负载连接端W1上的电压测量功能而且包括用于测量第一负载电流IL1的电流测量功能。
根据通过第一测量点158在第一负载连接端W1上对第一测量参量156在测量技术上的检测，借助于在计算单元上可执行的数学模型代码通过如下的方法来仿真要仿真的负载，即例如仿真电机绕组，其方式为计算相应的第一负载电流IL1，所述第一负载电流按照模型代码在对真实负载的运行数据进行数学上的考虑的情况下可能流过调节装置DUT的第一负载连接端W1，并且所述第一负载电流IL1的理论电流值传输给第一电流调节器150。所述第一电流调节器150紧接着将所述借助于模型代码所计算的第一负载电流IL1的理论值立即通过对第一半导体开关153和半导体开关154合适的驱控提供在调节装置DUT的第一负载连接端上。所述在图1和/或图2和/或图3中示出的半导体开关，即第一半导体开关153、第二半导体开关154、第三半导体开关163、第四半导体开关164、以及另外的在图3中示出的并且分别成对地在第三连接点171上、在第四连接点181上以及在第五连接点191上连接的另外的半导体开关优选根据各一个脉宽调制电压信号进行切换，所述电压信号分别能由配设的开关控制器提供或者说由开关控制器提供。进一步来说，在按照图1、图2和图3所示出的实施形式中一个开关控制器分别控制两个配设的半导体开关，即：
所述第一开关控制器152控制第一半导体开关153和第二半导体开关154。
所述第二开关控制器162控制第三半导体开关163和第四半导体开关164。
所述第三开关控制器172控制两个示出的与第三连接点171相连接的半导体开关。
所述第四开关控制器182控制两个示出的与第四连接点181相连接的半导体开关。
所述第五开关控制器192控制两个示出的与第五连接点191相连接的半导体开关。
在计算单元CU和第一开关控制器152之间的信号连接在图1中和在图3中分别利用双箭头来表示。原则上从计算单元CU到第一开关控制器152的单向的信号连接是足够的。可选地，在计算单元CU和第一开关控制器152之间可设定双向的信号连接，例如在第一电流调节器150的实施变型中，在该实施变型中所述第一测量参量156首先传送到第一开关控制器152上并且紧接着例如所述第一测量参量156通过信号连接从第一开关控制器152传输到计算单元CU。
所述在计算单元CU上执行的模型代码优选在每个时间步长中(所述时间步长特别优选是模型采样间隔)以优选预定义的最大持续时间基于周期性更新的第一测量参量156来计算用于影响第一电流调节器150的第一控制参量，其中，这些影响优选通过将所述第一控制参量由计算单元CU或者由第一开关控制器152周期性地转化为用于驱控第一半导体开关153和第二半导体开关154的开关信号。
在数值仿真的技术领域中，时间步长的大小通常称为模型采样间隔，在该时间步长中所述模型代码例如处理至少一个第一测量值或者说至少一个第一传感器值并且基于所述第一测量值或者说第一传感器值直接在该时间步长内计算和提供至少一个用于影响至少一个要调节的物理特征参数的控制参量。例如在数值仿真中的模型采样间隔通常仅为几个微秒。因此在本发明的范畴内，所述借助于模型代码“采样”的概念应解释为在借助于模型代码“周期性地对信号/数据进行处理”的意义中，其中，在每个模型采样间隔中处理模型代码的至少一个测量值或者说传感器值并且在每个模型采样间隔中由模型代码计算所属的控制参量。
在第一半导体开关153和第二半导体开关154的在图1中示出的第一连接点151上根据所述两个半导体开关153、154的开关状态能调节电位，所述电位处在正供电电压Vp+至负供电电压Vp-的数值范围内。所述在第一连接点151上的电位的正的数值范围界限、即正供电电压Vp+是否能调节，以及所述在第一连接点151上的电位的负的数值范围界限、即负供电电压Vp-是否能调节，取决于在调节为最大的导电能力中的两个半导体开关153、154的每一个半导体开关的内阻的可忽略性以及取决于由调节装置DUT的第一负载连接端W1上的电位对第一连接点151上的电位的影响。不过，是否能持续地达到第一连接点151上的电位的正负数值范围界限对于本发明的可执行性是不重要的，因为对于调节装置DUT的环境的接近现实的仿真来说达到所述两个数值范围界限是不必要的。
原则上，所述第一测量参量156能直接地传输到所述第一开关控制器152上并且能从该第一开关控制器传输到计算单元CU上。优选地，所述第一测量参量156能传输到计算单元CU上并且从该第一测量参量借助于模型代码算出的第一控制参量通过计算单元CU(必要时以转换的信号格式)传输到第一开关控制器152上。所述在本段中所提到的用于“转发”所述第一测量参量的备选方案在图1中利用两个虚线箭头表示，所述两个虚线箭头引导到计算单元CU或者到第一开关控制器152。
优选地，所述第一开关控制器152不仅控制第一半导体开关153而且控制第二半导体开关154，利用所述第一半导体开关能建立起从正供电电压Vp+到第一负载连接端W1的连接，利用所述第二半导体开关能建立起从负供电电压Vp-到第一负载连接端W1的连接。不言而喻的是，不允许所述第一半导体开关153和所述第二半导体开关154同时处于最大的导电能力的状态中，因为否则的话会建立起正供电电压Vp+到负供电电压Vp-的短路。
所述第一开关控制器152优选如此进行设计，使得所述第一半导体开关153仅在由第一开关控制器152将第二半导体开关154置于截止状态中之后或者同时才由第一开关控制器152置于导通状态中。同样地，所述第一开关控制器152优选如此进行设计，使得所述第二半导体开关154仅在由第一开关控制器152将第一半导体开关153置于截止状态中之后或者同时才由第一开关控制器152置于导通状态中。尽管第一半导体开关153和/或第二半导体开关154是截止状态，但漏电流仍可以流过相应的截止的半导体开关153、154，在本发明的说明书中对于可能的(相对而言小的)漏电流不应再进一步进行研究，因为这对于理解本发明是不必要的。
原则上，在第一半导体开关153和第二半导体开关154上的切换过程在计算技术上的准备可以在多个计算单元上“分布地”进行(英语：distributed Computing)，例如部分在计算单元CU中以及部分在第一开关控制器152内进行，其中，该例子的前提是，在第一开关控制器152内设置有用于合适地进一步处理计算单元CU的信号的计算技术上的器件。
根据第一半导体开关153和第二半导体开关154的状态，第一负载电流IL1的电流方向指向第一负载连接端W1或者指离第一负载连接端W1。此外，自然可以出现如下的情况，在第一负载连接端W1和第一连接点151之间不存在电位降，这自然导致第一负载电流IL1的中断。所述在计算单元CU上执行的模型代码与第一开关控制器152和第一开关控制器所配设的第一半导体开关153和第二半导体开关154相互配合地来保证，按照模型代码所设定的第一负载电流IL1沿由模型代码设定的电流方向施加给要测试的调节装置DUT的第一负载连接端W1。优选地，在仿真运行期间在预定的时间间隔中、特别优选在每个模型采样间隔期间，在所述第一测量点158上提供有第一测量参量156，所述第一测量参量优选地不仅代表所测量的数量而且代表所测量的极性，其中，所述第一测量参量156由模型代码进行处理。特别是对于在第一测量点158上的电压测量的参考电位优选是接地电位，特别优选是“共同的接地电位”。尽管参考电位连接端在图中没有示出，但是存在于本发明所描述的实施方案中。
“共同的接地电位”可以理解为一种这样接地电位，所述接地电位对于调节装置DUT的全部的负载连接端W1、W2、W3和全部的电源连接端C1、C2视为基本上相同的参考电位。换句话说，在存在有共同的接地电位的情况下，在第一负载连接端W1和所有另外的负载连接端W2、W3上的电压以及在第一电源连接端C1和另外的电源连接端C2上的电压通过各一个对于共同的接地电位的电位差来表征。
原则上，在要测试的调节装置DUT的第一负载连接端W1上或者说在调节装置DUT的负载连接端W1、W2、W3上根据调节装置DUT预定的使用目的能连接不同的负载、特别是能连接感性负载。同样地，在调节装置DUT的第一电源连接端C1上或者说在调节装置DUT的两个在图1至图3中示出的电源连接端C1和C2上能连接一个或者多个不同的电化学储能器。借助于按照本发明的仿真装置100，用户能够仿真多个不同的负载和不同的电化学储能器、特别是电池或者蓄电池的所提到的感性负载。对此，参数化的改变和/或仿真模型或者说模型代码的调整是有利的或者是必要的，在本发明的范畴内不必对此进行详细研究，因为对仿真模型或者说模型代码的建立、调整和/或参数化对于本领域技术人员是熟知的。
所述要测试的调节装置DUT除了电源连接端C1、C2和负载连接端W1、W2、W3之外优选具有另外的连接端X。所述调节装置DUT的负载连接端W1、W2、W3优选设置用于在以后的使用中与电机绕组的各一个连接端相连接。在仿真的范畴中所述第一负载连接端W1与第一电流调节器150如此进行连接，使得电流IL1根据第一半导体开关153和第二半导体开关154的状态从第一负载连接端W1流向第一电流调节器150或者从第一电流调节器150流向第一负载连接端W1。
调节装置DUT的另外的连接端X优选包括：
-用于传感器信号的输入端和/或
-用于联网的接口例如CAN总线接口和/或FlexRay接口和/或Ethernet接口和/或
-用于参考电位的连接端和/或
-模拟信号输出端和/或
-用于工作电压的输入端和/或
-用于工作电压的输出端和/或
-用于诊断设备的接口，
其中，这些所列举的另外的连接端X仅是示例性的。
优选地，在第一连接点151和第一负载连接端W1之间设置有第一线圈L1。
所述第一电流调节器150的第一负载电流IL1从第一连接点151起被引导至调节装置DUT并且因此优选也通过第一线圈L1、特别是第一线圈的电感就所配设的电流-电压特性曲线方面{IL1＝f(第一连接点151上的电压-第一负载连接端W1上的电压)}进行影响。在此对电流-电压-数值对的进一步的详细研究是不必要的，因为在线圈上电流变化时的这些时间关系对于本领域技术人员而言是熟知的。根据第一半导体开关153和第二半导体开关154所使用的开关频率，附加于第一线圈L1的电感或者例如在第一电流调节器150没有第一线圈L1的情况下备选于第一线圈L1的电感对在第一连接点151和第一负载连接端W1之间的连接导线的导线电感进行考虑，例如在模型代码中进行考虑。
所确定的第一测量参量156优选直接地输送给计算单元CU。备选地，例如可规定，所述在第一电流调节器150的第一测量参量156中包含的信息”分布地”传输，即，例如在第一负载连接端W1上所测量的电压值直接地传输到计算单元CU上并且第一负载电流IL1的测量的电流值传输到第一开关控制器152上。如果所述第一开关控制器152具有相应的(没有示出的)信息处理器，以便基于所测量的第一负载电流IL1和由所述计算单元CU传输到第一开关控制器152上的信息来影响第一负载电流IL1，则所述上述例子是有利的。
在图3的描述中进一步地详细研究仿真装置100的优选的实施形式，所述仿真装置具有正供电电压Vp+和负供电电压Vp-的特别优选的供应。按照图2的示图，由第二电流调节器160提供受控的第一源电流IS1，并且所述第一源电流IS1输送给调节装置DUT的第一电源连接端C1。在第二测量点168上，优选通过经由(在图2中没有示出的)测量电阻的电压测量对第一电源连接端C1上的电压进行测量并且确定第二测量参量166。特别优选地，所述第二测量参量166不仅包括在第一电源连接端C1上相对于参考电压所测量的电压值，而且附加地还包括第一源电流IS1所测量的电流值。因此特别优选的是，所述第二测量点168不仅包括在第一电源连接端C1上的电压测量功能而且包括用于测量第一源电流IS1的电流测量功能。
所确定的第二测量参量166优选直接输送给计算单元CU。备选地，例如可规定，在第二电流调节器160的第二测量参量166中包含的信息”分布地”传输，即，例如在第一电源连接端C1上所测量的电压值直接地传输到计算单元CU上并且第一源电流IS1的测量的电流值传输到第二开关控制器162上。如果所述第二开关控制器162具有相应的(没有示出的)信息处理器，以便基于所测量的第一源电流IS1和由所述计算单元CU传输到第二开关控制器162上的信息来影响第一源电流IS1，则上述例子是有利。
优选在第二连接点161和第一电源连接端C1之间设置有第二线圈L2。所述第二电流调节器10的第一源电流IS1从第二连接点161起被引导至调节装置DUT并且因此也通过第二线圈L2、特别是第二线圈的电感影响配设给第一源电流IS1的电流-电压特性曲线{IS1＝f(第二连接点161上的电压-第一电源连接端C1上的电压)}。在此对电流-电压-数值对的进一步的详细研究是不必要的，因为在线圈上电流变化时的时间关系对于本领域技术人员而言是熟知的。根据第三半导体开关163和第四半导体开关164所使用的开关频率，对在第二连接点161和第一电源连接端C1之间的连接导线的导线电感附加于第二线圈L2的电感或者例如在第二电流调节器160没有第二线圈L2的情况下备选于第二线圈L2的电感进行考虑，例如在模型代码中进行考虑。
根据通过第二测量点168在测量技术上检测在第一电源连接端C1上的电压，借助于在计算单元CU上可执行的数学模型代码通过如下的方式优选仿真要仿真的电化学储能器、例如电池或者蓄电池，即，通过计算相应的第一源电流IS1，所述第一源电流按照模型代码在对真实的电化学储能器进行数学上的考虑的情况下可能流过调节装置DUT的第一电源连接端C1，并且所述第一源电流IS1的理论电流值传输给第二电流调节器160。所述第二电流调节器160紧接着将所述借助于模型代码所计算的第一电源连接端C1的理论值立即通过对第三半导体开关163和第四半导体开关164合适的驱控提供到调节装置DUT的第一电源连接端C1上。
所述在计算单元CU和第二开关控制器162之间的信号连接在图2中和在图3中分别利用双箭头来表示。原则上从计算单元CU到第二开关控制器162的单向的信号连接是足够的。可选地在计算单元CU和第二开关控制器162之间可设定双向的信号连接，例如在第二电流调节器160的实施变型中，在该实施变型中所述第二测量参量166首先传送到第二开关控制器162上并且紧接着例如所述第二测量参量166通过信号连接从第二开关控制器162传输到计算单元CU。
所述在计算单元CU上执行的模型代码优选在每个时间步长中(所述时间步长特别优选是模型的采样间隔)以优选预定义的最大持续时间基于周期性更新的第二测量参量166来计算用于影响第二电流调节器160的第二控制参量，其中，这些影响优选通过将所述第二控制参量由计算单元CU或者由第二开关控制器162周期性地转化为用于驱控第三半导体开关163和第四半导体开关164的开关信号。
在第三半导体开关163和第四半导体开关164的在图2中示出的第二连接点161上根据所述两个半导体开关163、164的开关状态能调节电位，所述电位处在正供电电压Vp+至负供电电压Vp-的数值范围内。所述在第二连接点161上的电位的正的数值范围界限、即正供电电压Vp+是否能调节，以及所述在第二连接点161上的电位的负的数值范围界限、即负供电电压Vp-是否能调节，不言而喻地取决于图2中示出的所述两个半导体开关163、164之一在调节为最大的导电能力的状态中的内阻的可忽略性以及取决于由调节装置DUT的第一电源连接端C1上的电位对第二连接点161上的电位的影响。不过，是否能持续地达到在第二连接点161上的电位的正负数值范围界限对于本发明的可执行性是不重要的，因为对于调节装置DUT的环境的接近现实的仿真来说达到所述两个数值范围界限是不必要的。
原则上，所述第二测量参量166能直接地传输到所述第二开关控制器162上并且能从该开关控制器传输到计算单元CU上。优选地，所述第二测量参量166能传输到计算单元CU上并且从该第二测量参量借助于模型代码算出的第二控制参量通过计算单元CU(必要时以转换的信号格式)传输到第二开关控制器162上。
所述在本段中所提到的用于“转发”所述第二测量参量的备选方案在图2中利用两个虚线箭头表示，所述两个虚线箭头引导到计算单元CU或者到第二开关控制器162。优选地，所述第二开关控制器162不仅控制第三半导体开关163而且控制第四半导体开关164，利用所述第三半导体开关能建立起从正供电电压Vp+到第一电源连接端C1的连接，利用所述第四半导体开关能建立起从负供电电压Vp-到第一电源连接端C1的连接。不言而喻的是，所述第三半导体开关163和所述第四半导体开关164不允许同时处于最大的导电能力的状态中，因为否则的话会建立起正供电电压Vp+到负供电电压Vp-的短路。
所述第二开关控制器162优选如此进行设计，使得所述第三半导体开关163仅在由第二开关控制器162将第四半导体开关164置于截止状态中之后或者同时才由第二开关控制器162置于导通状态中。同样地，所述第二开关控制器162优选如此进行设计，使得所述第四半导体开关164仅在由第二开关控制器162将第三半导体开关163置于截止状态中之后或者同时才由第二开关控制器162置于导通状态中。尽管第三半导体开关163和/或第四半导体开关164是截止状态，但漏电流仍可以流过截止的半导体开关163、164，在本发明的说明书中对于可能的(相对而言小的)漏电流应不再进一步进行研究，因为这对于理解本发明是不必要的。
原则上，在第三半导体开关163和第四半导体开关164上的切换过程在计算技术上的准备可以在多个计算单元上“分布地”进行(英语：distributed Computing分布式计算)，例如部分在计算单元CU中和部分在第二开关控制器162内进行，其中，该例子的前提是，在第二开关控制器162内设置有用于合适地进一步处理计算单元CU的信号的在计算技术上的器件。
根据第三半导体开关163和第四半导体开关164的状态，第一源电流IS1的电流方向指向第一电源连接端C1或者指离第一电源连接端C1。此外，自然可以出现如下的情况，在第一电源连接端C1和第二连接点161之间不存在电位降，这自然导致第一源电流IS1的中断。所述在计算单元CU上执行的模型代码与第二开关控制器162和第二开关控制器所配设的第三半导体开关163和第四半导体开关164相互配合地来保证，所述按照模型代码所设定的第一源电流IS1以由模型代码设定的电流方向施加给要测试的调节装置DUT的第一电源连接端C1。
优选地，在仿真运行的期间在预定义的时间间隔中、特别优选在每个模型采样间隔期间，在所述第二测量点168上提供第二测量参量166，所述第二测量参量优选地不仅代表所测量的数量而且代表所测量的极性。所述第二测量参量166优选是第二电压测量参量，所述第二电压测量参量代表在第二测量点168上相对于参考电位的电压和极性特别是对于在第二测量点168上的电压测量的参考电位优选是接地电位，特别优选是“共同的接地电位”。优选在第二连接点161和第一电源连接端C1之间设置有一个第二线圈L2。
除了调节装置DUT、第一电流调节器150和第二电流调节器160和计算单元CU之外，在图3中还示意性地示出附加的另外的电流调节器，即第三电流调节器170、第四电流调节器180和第五电流调节器190。优选相同地构建所述全部的电流调节器150、160、170、180、190。所述在图3中示出的仿真装置100的实施例包括：
-一方面三个电流调节器150、180、190，所述三个电流调节器分别与调节装置DUT的三个负载连接端W1、W2、W3之一相连接，以及
-另一方面两个电流调节器160、170，所述两个电流调节器分别与调节装置DUT的电源连接端C1、C2之一相连接。
图3的总共五个电流调节器150、160、170、180、190(所述五个电流调节器分别利用点划线进行包围来示出)与计算单元CU、用于正供电电压Vp+和负供电电压Vp-的连接端以及电气连接导线一起是仿真装置100所示出的优选的实施形式的最重要的组成部件，其中，该实施形式利用双点划线(“--”)进行包围来示出。
明显的是，原则上由模型代码为每一个所述电流调节器150、160、170、180、190提供分别所配设的控制参量。因此，所述模型代码包括计算指令，以便单独地去控制每个电流调节器150、160、170、180、190。优选地，用于每一个电流调节器150、160、170、180、190的控制参量在仿真的过程期间以每个模型采样间隔借助于模型代码进行更新。
优选地，第一电源连接端C1和/或另外的电源连接端C2分别例如通过各一个连接的电容器加载有电容量。这些电容量或者说这些电容器延迟在第一电源连接端C1上和/或在另外的电源连接端电源连接端C2上的电压变化。可选地，此外可规定，所述第一负载连接端W1和/或另外的(在此为第二)负载连接端W2和/或另外的(在此为第三)负载连接端W3分别例如通过各一个连接的电容器来加载电容量。这引起在负载连接端W1上和/或在另外的(在此为第二)负载连接端W2上和/或在另外的(在此为第三)负载连接端W3上电压变化的延迟。所述在本段中提到的电容量或者说电容器有助于调节装置相应配设的连接端的“去耦合”。
此外，图3示出供电电压连接端500、变压器400和整流器的示意图。应该注意的是，尽管描述有电流回收，但是借助于本发明在仿真期间不能达到“无损耗”的能量循环。因此必须在运行仿真装置期间，特别是为了补偿在仿真装置内所产生的能量损耗，确保有外部的能量供应，例如通过供电电压连接端500，首先借助于变压器400变换供电电压连接端的电压并且紧接着通过整流器300转换为直流电压。整流器300在其输出端上提供有正供电电压Vp+并且为仿真装置100提供有负供电电压Vp-。在这一点上应该注意的是，原则上也能以其他方式提供正供电电压Vp+和负供电电压Vp-，例如借助于蓄电池。
如果如在按照图3的实施例中所示出的那样，借助于仿真装置100来仿真为三相驱动而设计的具有三个绕组连接端的交流电机，那么出于仿真目的优选代替交流电机的“真实的”绕组连接端，电流调节器150、180、190的每个仿真的绕组连接端分别与调节装置DUT的分别一个负载连接端W1、W2、W3相连接。为了大致更形象地阐明该实施例，在图3中特别设置有如下的连接：
-调节装置DUT的第一负载连接端W1，所述第一负载连接端优选在调节装置DUT的后来设定的“真实的”使用中能与交流电机的第一绕组连接端相连接，换而言之出于仿真目的与第一电流调节器150如此连接，使得所述第一负载电流IL1可以在第一负载连接端W1和第一连接点151之间流过。
-调节装置DUT的第二负载连接端W2，所述第二负载连接端优选在调节装置DUT的后来设定的“真实的”使用中能与交流电机的第二绕组连接端相连接，换而言之出于仿真目的与另外的(在此是第四)电流调节器180如此连接，使得所述第二负载电流IL2可以在第二负载连接端W2和第四连接点181之间流过。
-调节装置DUT的第三负载连接端W3，所述第三负载连接端优选在调节装置DUT的后来设定的“真实的”使用中能与交流电机的第三绕组连接端相连接，换而言之出于仿真目的与另外的(在此是第五)电流调节器190如此连接，使得所述第三负载电流IL3可以在第三负载连接端W3和第五连接点191之间流过。
-调节装置DUT的第一电源连接端C1，所述第一电源连接端优选在调节装置DUT的后来设定的“真实的”使用中能与电化学储能器的第一连接端相连接，换而言之出于仿真目的与所述(在此是第二)电流调节器160如此连接，使得所述第一源电流IS1可以在第一电源连接端C1和第二连接点161之间流过。
-调节装置DUT的另外的电源连接端C2，所述另外的电源连接端优选在调节装置DUT的后来设定的“真实的”使用中能与电化学储能器的第二连接端相连接，换而言之出于仿真目的与所述(在此是第三)电流调节器170如此连接，使得所述第二源电流IS2可以在所述另外的电源连接端C2和第三连接点171之间流过。
从电流调节器150、160、170、180、190的(优选相同的)实施形式的说明和示意图中得知，不仅由这些电流调节器分别输出的电流IS1、IS2、IL1、IL2、IL3的数量而且这些电流的电流方向能借助于模型代码来调节。优选地，在每个模型采样间隔中分别借助于在所配设的测量点158、168、178、188、198上的配设给电流调节器的测量参量156、166、176、186、196来检查由所述电流调节器150、160、170、180、190分别输出到调节装置DUT上的电流IS1、IS2、IL1、IL2、IL3和相对于参考电位施加在负载连接端W1、W2、W3和电源连接端C1、C2上的电压。按照在图3中示出的实施形式，所述相应的电流调节器150、160、170、180、190的优选为相对于参考电位的电压测量和为IS1、IS2、IL1、IL2、IL3的电流测量而设定和设置的测量点158、168、178、188、198配设给调节装置DUT的电源连接端C1、C2和负载连接端W1、W2、W3组的各一个连接端。
在按照本发明的仿真装置的一种改进方案中，所述仿真的外围电路设备不仅包括第一感性负载的配设给电流调节器150的仿真映射，而且包括电化学储能器的配设给第二电流调节器160的仿真映射，其中，用于提供正供电电压Vp+的连接端不仅与第一电流调节器150而且与第二电流调节器160相连接，以及用于提供负供电电压Vp-的连接端不仅与第一电流调节器150而且与第二电流调节器160相连接。
在所述改进方案中，所述同一仿真装置100包括仿真的感性负载和仿真的电化学储能器。感性负载的仿真例如通过第一电流调节器150将借助于在计算单元CU上执行的模型代码在每个模型采样间隔中计算的第一负载电流IL1提供在调节装置DUT的第一负载连接端W1上的方式来实现。在本发明的范畴中，感性负载例如可以理解为电磁铁，扼流线圈或电机。不同于所谓的“纯欧姆负载”，在感性负载的情况下不能忽略感性电阻并且通常特别是为了计算相应的电流时间特性曲线必须对感性电阻加以考虑，例如借助于所属的模型代码对感性电阻加以考虑。电化学储能器的仿真例如通过第二电流调节器160将借助于在计算单元CU上执行的模型代码在每个模型采样间隔中计算的第一源电流IS1提供在调节装置DUT的第一负载连接端W1上的方式来实现。第一负载电流IL1从第一源电流IS1至少部分地回收或者第一源电流IS1从第一负载电流IL1的至少部分地回收能通过上面提到的用于正供电电压Vp+的连接端的电气连接线或者上面提到的用于负供电电压Vp-的连接端的电气连接线来实现。
因此，在仿真装置100内的不仅感性负载仿真而且电化学储能器仿真的组合特别是有利的，因为在许多接近实际的用于在调节装置的仿真的技术环境中测试调节装置DUT的仿真场景中按照数量地补偿第一负载电流IL1和第一源电流IS1。所描述的电能借助于本发明的“再利用”或者回收的类型，即从第一电流调节器150为第二电流调节器160的回收或者从第二电流调节器160为第一电流调节器150的回收，也因此相对于现有技术中的解决方案意味着运行成本优势。
根据按照本发明的仿真装置的另外的实施形式，相同地构建第一电流调节器150和第二电流调节器160。第一电流调节器150和第二电流调节器160的相同的构建的优点是，简化了模型代码的建立和模型的参数化，因为在用于两个电流调节器150、160的附加的一致性环境条件和控制参量的情况下，只要例如受温度决定的偏差或者构件的公差是可忽略的，就可以假定输出电流的一致性，即例如第一负载电流IL1和第一源电流IS1的一致性。此外，第一电流调节器150和第二电流调节器160的一致性简化了它们的制造、维护和修理。
按照仿真装置100的另一改进方案，所述第一电流调节器150与第二电流调节器160能如此在时间上协调地影响，使得在模型采样间隔的时间上接连的N阶序列中在N阶序列的每个模型采样间隔中，第一负载电流IL1根据第一源电流IS1或者第一源电流IS1根据第一负载电流IL1来变化。所描述的时间上的协调以及所描述的第一负载电流IL1与第一源电流IS1的相关性或者第一源电流IS1与第一负载电流IL1的相关性优选通过如下方式在模型代码中固定，即，例如将第二电流调节器160的特征参数或者第二电流调节器160的控制参量或者第二测量参量166引入到用于影响第一电流调节器150的控制参量的计算中。在仿真装置100的改进方案中，在N个模型采样间隔上建立所描述的时间上的协调以及所描述的第一负载电流IL1与第一源电流IS1的相关性或者第一源电流IS1与第一负载电流IL1的相关性，其中，N是至少为2的整数。即N等于或者大于2。本发明的改进方案的优点是，对比于在没有确定所描述的时间上的协调以及所描述的第一负载电流IL1与第一源电流IS1的相关性或者第一源电流IS1与第一负载电流IL1的相关性时的精确度，在调节第一负载电流IL1和/或第一源电流IS1时按照模型代码规定的精确度提高。
按照本发明的仿真装置的一种特别优选的实施形式具有至少一个另外的电流调节器170、180、190，所述另外的电流调节器与第一电流调节器150和/或第二电流调节器160相同地构建。一种这样的实施形式的例子示出在图3中，其中，该例子适合于仿真电化学储能器和三相交流电机。在图3中示出的仿真装置100具有：
-另外的(在此是第三)电流调节器170，它的第三连接点171优选经过第三线圈L3与另外的电源连接端C2相连接；
-另外的(在此是第四)电流调节器180，它的第四连接点181优选经过第四线圈L4与另外的(在此是第二)负载连接端W2相连接；
-另外的(在此是第五)电流调节器190，它的第五连接点191优选经过第五线圈L5与另外的(在此是第三)负载连接端W3相连接。
所述另外的(在此是第三)电流调节器170在仿真中例如用于将第二源电流IS2施加给调节装置的另外的电源连接端C2，由此与第二电流调节器160的配合作用能实现，在第一电源连接端C1和另外的电源连接端C2上以两个电流方向来模拟电化学储能器的要仿真的电流。因此有利地，除了能仿真如下的运行模式，在该运行模式中所述仿真的电化学储能器给仿真的感性负载提供电能，也能仿真一种另外的运行模式，在该运行模式中例如实现所谓的能量回收，即仿真的感性负载的电能回馈到电化学储能器中。对比于第一电流调节器150和/或第二电流调节器160，另外的电流调节器170、180、190相同的构建的优点之一在于，简化了模型代码的建立和/或参数化。
在仿真装置100的一种另外的有利的实施形式中，所述另外的电流调节器170、180、190与另外的负载连接端W2、W3或者另外的电源连接端C2电气连接。在仿真装置100中是否能有利地使用另外一个或者另外多个的电流调节器170、180、190取决于总共具有多少个调节装置DUT的导电的(特别是功率电气的)负载连接端W1、W2、W3和/或电源连接端C1、C2与仿真装置100相连接。
例如可以利用仿真装置100来实施多种可想到的仿真场景，所述仿真装置具有用于为第一负载连接端W1提供第一负载电流IL1的第一电流调节器150和用于为第一电源连接端C1提供第一源电流IS1的第二电流调节器160，在所述仿真场景中可以模拟具有仅一个唯一的仿真的电机绕组的(所述仿真的电机绕组从第一负载连接端W1引导至参考电位(例如接地电位))仿真的直流电机，以及可以模拟仿真的电化学储能器，所述仿真的电化学储能器的第一电极与第一电源连接端C1相连接并且所述仿真的电化学储能器的第二电极与参考电位(例如接地电位)相连接。
与此相反地，仿真装置100设定用于在仿真的范畴内不仅模拟三相电机而且模拟电化学储能器，其中，能分别单个地影响所述负载电流IL1、IL2、IL3(例如三相电机的三相电流)和所述两个源电流IS1、IS2(例如流过两个蓄电池电极的电流)，所述仿真装置100优选如在图3中示出的那样总共设计有五个电流调节器150、160、170、180、190。
在仿真装置100的一种另外的实施形式中，第一电流调节器150或者第二电流调节器160与另外的电流调节器170、180、190并联连接或者能并联连接。这些实施形式具有如下的优点，在仿真装置100中例如能提供非常高的负载电流IL1、IL2、IL3或者非常高的源电流IS1、IS2，这些非常高的负载电流或者非常高的源电流例如能施加给电源连接端C1、C2或者负载连接端W1、W2，虽然在仿真装置的一个实施例中由分别仅一个唯一的电流调节器150、160、170、180、190不能构成非常高的负载电流IL1、IL2、IL3或者非常高的源电流IS1、IS2。在一种这样的情况下，并联连接的电流调节器(例如第一电流调节器150与另外的电流调节器170并联连接或者第二电流调节器160与另外的电流调节器180并联连接)的电流相加是一种解决方案，例如以便达到负载电流IL1、IL2、IL3或者源电流IS1、IS2的最大值。
所述仿真装置100的最后所述实施形式优选具有开关矩阵并且所述开关矩阵设定和设置用于将第一电流调节器150或者第二电流调节器160与另外的电流调节器170、180、190建立并联连接。仿真装置100的该实施形式的优点在于，可以不仅灵活地并且所谓实时地建立该并联连接而且又可以灵活地并且所谓实时地拆除该并联连接，即，例如可以在建立并联连接后恢复在建立并联连接之前已经存在的初始状态。如果开关矩阵的开关器件具有相应规定的开关时间，则例如能实现，在一个模型采样间隔内为了在负载连接端W1、W2、W3上或者在电源连接端C1、C2上选择性地产生电流增加建立上面提到的并联连接之一，以及在紧邻的下一个模型采样间隔中例如为了将电流调节器150、160、170、180、190“均匀地”配设到负载和电源连接端上C1、C2、W1、W2、W3上而重新解除上述并联连接。
根据按照本发明的仿真装置100的一种另外的实施形式，所述仿真装置设定和设置用于仿真连接到调节装置DUT上的电机。电机的仿真优选通过如下方式实现，即，在调节装置DUT的负载连接端W1、W2、W3上，由分别配设给所述负载连接端W1、W2、W3的电流调节器150、180、190对通过模型代码来计算的并且配设给负载连接端W1、W2、W3的负载电流IL1、IL2、IL3进行调节。所述负载电流IL1、IL2、IL3借助于模型代码来模拟“真实的”负载电流，在由调节装置DUT提供电机绕组电流的时候，所述负载电流IL1、IL2、IL3分别相当于相应的在实际电机中流动的电机绕组电流。仿真装置100的所述实施形式的优点之一是，通过例如类似于按下按钮来更换模型代码能分别仿真不同的电机。
在仿真装置100的一种优选的改进方案中，从仿真装置100到供电电压连接端500的电流回馈是禁止的或者基本上禁止的。不考虑例如所述供电电压连接端500是否是在公共的三相交流电网上的连接端还是单相电网上的连接端，基于对上述回馈的禁止可以实现用于购置和运行仿真装置100的成本优点，如果针对成本比较可考虑具有明显回馈到公共电网中的众所周知的仿真装置，因为这样的回馈通常遵循提供公共供电电网的电力供应公司的严格的规定。如果提到的从仿真装置的回馈没有被禁止或者至少保持在允许的最大界限值以下，特别是在频率、相位和电压幅值方面必须保证回馈电流与公共供电电网的兼容性，这可能将要求高的附加投资。
在仿真装置100的一种优选的实施形式中，设置所述模型代码用于在一个同样的模型采样间隔内不仅触发第一负载电流IL1的变化而且触发第一源电流IS1的变化。在所述一个同样的模型采样间隔内不仅触发第一负载电流IL1的变化而且触发第一源电流IS1的变化的优点在于能实现对第一负载电流IL1和第一源电流IS1的接近现实的模拟。
在一种另外的优选的实施形式中，所述仿真装置100的计算单元CU包括微处理器和/或FPGA，其中，所述微处理器和/或FPGA设定用于控制第一电流调节器150和/或第二电流调节器160。特别优选的是，相对频繁变换的并且相对在时间上不成问题的模型代码部分在微处理器中进行计算以及相对不频繁变换的并且相对在时间上成问题的模型代码部分在FPGA中执行。对模型代码执行在微处理器和FPGA上的分配一方面提供对微处理器的强项的有利利用，即，特别是微处理器对模型代码变化的执行的灵活性，以及另一方面提供对FPGA的强项的有利利用，即特别是FPGA在执行基础逻辑功能的特别高的速度和基础逻辑功能并行处理的特别好的支持。
在按照本发明的仿真装置100的一种另外的优选的实施形式中规定，第一电流调节器150和/或第二电流调节器160分别具有功率场效应晶体管或者碳化硅场效应晶体管。特别优选地，所述第一半导体开关153、第二半导体开关154、第三半导体开关163和第四半导体开关164设计为功率场效应晶体管(缩写为Leistungs-FET)或者碳化硅场效应晶体管(缩写为Siliziumcarbid-FET)。与不同的开关器件(特别是不同的半导体开关)的对比实验表明，在功率场效应晶体管或者碳化硅场效应晶体管作为半导体开关设定用于在仿真装置100中一方面控制第一源电流IS1和/或第二源电流IS2和/或另一方面控制第一负载电流IL1和/或第二负载电流IL2和/或第三负载电流IL3时，按照本发明的类型的仿真装置100提供特别可靠的并且特别接近现实的源电流IS1、IS2和/或负载电流IL1、IL2、IL3。在按照本发明的方法的一种优选的实施形式中规定，模型代码在第m个模型采样间隔内不仅对第一电流调节器150而且对第二电流调节器160变化地产生影响，并且由此在第m个模型采样间隔内不仅改变第一负载电流IL1而且改变第一源电流IS1。在已经描述的优选时间上的协调和第一负载电流IL1与第一源电流IS1的变化的优选互相的相关性(如已经描述过那样地)优选通过如下方式在模型代码中固定，即，例如通过在第m个模型采样间隔内将第二电流调节器160的特征参数或者第二电流调节器160的控制参量或者第二测量参量166引入到用于影响第一电流调节器150的控制参量的计算中。特别有利的是按照本发明的方法的最后所述的实施形式，因为在调节第一负载电流IL1和/或第一源电流IS1时，对比于在没有确定所描述的时间上的协调和第一负载电流IL1和/或第一源电流IS1的变化的互相的相关性的情况下的精确度和接近实际度，由此按照模型代码规定能实现精确度和接近实际度提高。
在所述方法的一种优选的改进方案中，在第m个模型采样间隔中将第一电流调节器150的输出端或者第二电流调节器160的输出端与至少一个另外的电流调节器170、180、190的输出端并联连接。所述方法的该改进方案的优点是，在仿真装置100中在第m个模型采样间隔内例如能提供非常高的负载电流IL1、IL2、IL3或者非常高的源电流IS1、IS2，非常高的负载电流或者非常高的源电流例如能加载给电源连接端C1、C2或者负载连接端W1、W2、W3。两个电流调节器的并联的概念在本教导的范畴中可以如此理解，所述两个电流调节器的输出端互相连接一段预定义的或者计算出的时间间隔并且由此能提供总电流。以下面的例子可以更明确地解释两个电流调节器的并联连接：在该例子中规定，所述第一电流调节器150与另一(在此是第五)电流调节器180并联。对此所述两个电流调节器150和180的输出端相连接，即因此形成第一负载电流IL1和第二负载电流IL2的和。由此产生的总电流＝IL1+IL2在该例子中借助于(在此没有示出的)开关矩阵与第一负载连接端W1或者第二负载连接端W2相连接。到此结束该例子。借助于第一电流调节器150或者第二电流调节器160与另外的电流调节器170、180、190的并联连接的电流相加能实现，在相应的第m个模型采样间隔内比在没有所述的并联连接时能达到负载电流IL1、IL2、IL3或者源电流IS1、IS2的更高的最大值。不言而喻地能在多个模型采样间隔上使用所述方法的该改进方案。
在按照本发明的方法的一种另外的优选的改进方案中规定，借助于在计算单元CU上执行的模型代码
-不仅根据在调节装置DUT的第一负载连接端W1上测量的第一测量参量156计算用于影响第一电流调节器150的第一控制参量，
-而且根据在调节装置DUT的第一电源连接端C1上测量的第二测量参量166计算用于影响第二电流调节器160的第二控制参量，并且紧接着
-将由第一电流调节器150提供的并且借助于第一控制参量影响的第一负载电流IL1更新到调节装置DUT的第一负载连接端W1上，
-以及将由第二电流调节器160提供的并且借助于第二控制参量影响的第一源电流IS1更新到调节装置DUT的第一电源连接端C1上。
所述在此所描述的借助于模型代码对第一测量参量156和第二测量参量166的考虑有利地导致第一控制参量和第二控制参量的改善的可计算性并且由此导致第一负载电流IL1和第一源电流IS1的相对快速和准确的提供，即，最终导致对调节装置DUT的外围电路设备的特别接近现实的仿真。
特别优选地，所述按照本发明的方法和按照本发明的方法的改进方案借助于按照本发明的仿真装置100或者借助于按照本发明的仿真装置100的改进方案来执行。由此按照本发明的方法和按照本发明的装置以及按照本发明的方法和装置的实施形式和改进方案能相结合。

Claims (18)

1.用于仿真可连接到调节装置(DUT)上的外围电路设备的仿真装置(100)，其中，所述仿真装置(100)与调节装置电气连接或者可电气连接，并且所述仿真装置(100)具有用于影响第一负载电流(IL1)的第一电流调节器(150)以及用于影响第一源电流(IS1)的第二电流调节器(160)，其中，所述仿真装置(100)此外包括计算单元(CU)和能在所述计算单元(CU)上执行的模型代码，并且借助于能由模型代码控制的第一电流调节器(150)能调节第一负载电流(IL1)，并且所述第一负载电流(IL1)被引导到调节装置(DUT)的第一负载连接端(W1)上，并且借助于能由模型代码控制的第二电流调节器(160)能调节第一源电流(IS1)，并且第一源电流(IS1)被引导到调节装置(DUT)的第一电源连接端(C1)上，并且设定和设置所述模型代码，以便通过模型代码对第一电流调节器(150)和第二电流调节器(160)施加影响使得
-所述第一负载电流(IL1)能至少部分地从第一源电流(IS1)回收，和/或
所述第一源电流(IS1)能至少部分地从第一负载电流(IL1)回收。
2.根据权利要求1所述的仿真装置，其特征在于，所仿真的外围电路设备不仅包括第一感性负载的配设给第一电流调节器(150)的仿真映射而且包括电化学储能器的配设给第二电流调节器(160)的仿真映射，其中，用于提供正供电电压(Vp+)的连接端不仅与第一电流调节器(150)而且与第二电流调节器(160)相连接，以及用于提供负供电电压(Vp-)的连接端不仅与第一电流调节器(150)而且与第二电流调节器(160)相连接。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的仿真装置，其特征在于，相同地构建第一电流调节器(150)和第二电流调节器(160)。
4.根据权利要求1至3之一所述的仿真装置，其特征在于，所述第一电流调节器(150)与第二电流调节器(160)能如此在时间上协调地影响，使得在模型采样间隔的时间上接连的N阶序列中在所述N阶序列的每个模型采样间隔中，第一负载电流(IL1)根据第一源电流(IS1)或者第一源电流(IS1)根据第一负载电流(IL1)来变化。
5.根据权利要求1至4之一所述的仿真装置，其特征在于，所述仿真装置包括至少一个另外的电流调节器(170、180、190)，所述另外的电流调节器与第一电流调节器(150)和/或第二电流调节器(160)相同地构建。
6.根据权利要求5所述的仿真装置，其特征在于，所述另外的电流调节器(170、180、190)与另一负载连接端(W2、W3)或者另外的电源连接端(C2)电气连接。
7.根据权利要求5或6所述的仿真装置，其特征在于，第一电流调节器(150)或者第二电流调节器(160)与另外的电流调节器(170、180、190)并联连接或者能并联连接。
8.根据权利要求7所述的仿真装置，其特征在于，所述仿真装置包括开关矩阵并且所述开关矩阵设定和设置用于使第一电流调节器(150)或者第二电流调节器(160)与另外的电流调节器(170、180、190)建立并联连接。
9.根据权利要求1至8之一所述的仿真装置，其特征在于，所述仿真装置(100)设定和设置用于仿真连接到调节装置(DUT)上的电机。
10.根据权利要求1至9之一所述的仿真装置，其特征在于，由仿真装置(100)到供电电压连接端(500)的电流回馈是禁止的或者基本上禁止的。
11.根据权利要求1至10之一所述的仿真装置(100)，其特征在于，所述模型代码设置用于在一个同样的模型采样间隔中不仅触发第一负载电流(IL1)的变化而且触发第一源电流(IS1)的变化。
12.根据权利要求1至11之一所述的仿真装置(100)，其特征在于，所述计算单元包括微处理器和/或FPGA，其中，所述微处理器和/或FPGA设定用于控制第一电流调节器(150)和/或第二电流调节器(160)。
13.根据权利要求1至12之一所述的仿真装置(100)，其特征在于，第一电流调节器(150)和/或第二电流调节器(160)分别具有功率场效应晶体管或者碳化硅场效应晶体管。
14.用于仿真可连接到调节装置(DUT)上的外围电路设备的方法，其中，所述调节装置(DUT)与用于仿真外围电路设备的仿真装置(100)电气连接，并且所述仿真装置(100)包括：
-用于影响第一负载电流(IL1)的第一电流调节器(150)，所述第一负载电流流过调节装置(DUT)的第一负载连接端(W1)，
-用于影响第一源电流(IS1)的第二电流调节器(160)，所述第一源电流流过调节装置(DUT)的第一电源连接端(C1)，
-计算单元(CU)，在所述计算单元上执行模型代码，
并且其中，借助于模型代码和由模型代码控制的第一电流调节器(150)来调节第一负载电流(IL1)，并且借助于模型代码和由模型代码控制的第二电流调节器(160)来调节第一源电流(IS1)，其中，所述模型代码如此控制第一电流调节器(150)和第二电流调节器(160)，使得
-所述第一负载电流(IL1)能至少部分地从第一源电流(IS1)回收，和/或
-所述第一源电流(IS1)能至少部分地从第一负载电流(IL1)回收。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，模型代码在第m个模型采样间隔内不仅对第一电流调节器(150)而且对第二电流调节器(160)变化地产生影响，并且由此在第m个模型采样间隔内不仅改变第一负载电流(IL1)而且改变第一源电流(IS1)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在第m个模型采样间隔中将第一电流调节器(150)的输出端或者第二电流调节器(160)的输出端与至少一个另外的电流调节器(170、180、190)的输出端并联连接。
17.根据权利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，借助于在计算单元(CU)上执行的模型代码
-不仅根据在调节装置(DUT)的第一负载连接端(W1)上测量的第一测量参量(156)计算用于影响第一电流调节器(150)的第一控制参量，
-而且根据在调节装置(DUT)的第一电源连接端(C1)上测量的第二测量参量(166)计算用于影响第二电流调节器(160)的第二控制参量，并且紧接着
-将由第一电流调节器(150)提供的并且借助于第一控制参量影响的第一负载电流(IL1)更新到调节装置(DUT)的第一负载连接端(W1)上，
-以及将由第二电流调节器(160)提供的并且借助于第二控制参量影响的第一源电流(IS1)更新到调节装置(DUT)的第一电源连接端(C1)上。
18.根据权利要求14至17之一所述的方法，其特征在于，借助于根据权利要求1至13之一所述的仿真装置执行所述方法。
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