[发明专利]一种变流器机泵模拟控制系统

权利要求书

1.一种基于变流器机泵模拟系统的变流器机泵模拟控制系统，其特征在于，所述变流器机泵模拟系统包括：可控整流器、类调门可调电阻、类管道可调线路和逆变器；

所述可控整流器，用于模拟待测机泵系统中的待测电机，通过控制所述可控整流器输入有功或无功，模拟所述待测电机能耗；所述可控整流器的直流侧与所述逆变器通过电阻并联，有功能量通过所述逆变器回馈电网；

所述类调门可调电阻，用于模拟被测机泵系统中的调节阀特性；

所述类管道可调线路，用于模拟被测机泵系统中的管道特性；

所述逆变器，用于模拟泵类负载消耗电能，调节直流母线电压，将可控整流器有功能量回馈电网；

所述变流器机泵模拟控制系统包括：整流器控制系统、逆变器控制系统、类调门可调电阻控制系统和类管道可调线路控制系统；

所述整流器控制系统，调节所述可控整流器模拟实际交流电机有功、无功变化，控制系统实现有功、无功连续变化可调；

所述逆变器控制系统，调节逆变器模拟实际负载变化，所述逆变器控制系统保持逆变器直流电压母线恒定，实现与所述可控整流器出力平衡，模拟实际系统电机出力与负载平衡；

所述类调门可调电阻控制系统，为单闭环控制系统，通过控制可调电阻值大小模拟实际阀门能量损失；

所述类管道可调线路控制系统，为单闭环控制系统，通过控制类管道可调线路的相关参数大小模拟实际管道功率损失；

所述类调门可调电阻的大小根据事先测量得到的调节阀消耗功率确定，其中，所述类调门可调电阻的大小与调节阀消耗功率的关系为：

P₁＝γQh_j

P₁＝I²_aR₁

其中，h_j为局部水头损失，ξ为局部阻力系数，v为断面平均流速，g为重力加速度，P₁为流体损失能量，γ为被输送流体的容重，Q为水泵的流量，I_a为电枢电流，R₁为类调门可调电阻；

所述类管道可调线路的参数根据事先测量得到的管道参数确定，其中，所述类管道可调线路的参数与管道参数的关系为：

L＝1/gA

R₂＝λ│Q│/(2gDA²)

C＝gA/a²

其中，L为等效电感，R₂为类管道可调电阻，C为等效电容，g为重力加速度，A为管道断面积，λ为摩阻系数，Q为等效流量，D为管道直径，A为管道断面积，a为水击波速。

2.根据权利要求1所述的变流器机泵模拟控制系统，其特征在于，所述整流器控制系统采用功率-电流双闭环控制，功率环为外环，电流环为内环。

3.根据权利要求2所述的变流器机泵模拟控制系统，其特征在于，若要产生大小为T_e^*的机械转矩，计算有功功率设置值P_e^*，整流器实际功率P_e作为反馈值，给定值和反馈值做差进入功率控制器，功率控制器输出为有功电流给定值；

电流控制环给定为所述功率环输出，反馈为实际电流dq分解d轴/q轴分量，内环控制器实现电流跟踪给定。

4.根据权利要求1所述的变流器机泵模拟控制系统，其特征在于，所述系统还包括：电压表、电流表、转速传感器和转矩传感器，分别用于测量对应器件的电压、电流、转速和转矩参数。

5.根据权利要求1所述的变流器机泵模拟控制系统，其特征在于，在进行待测电机能耗模拟时，所述可控整流器功率特性如下：

其中，e_d为d轴电压，e_q为q轴电压，i_d为d轴电流，i_q为q轴电流，通过控制d轴、q轴电流可模拟电机吸收有功、无功，以完成任意电机功率特性模拟。