[发明专利]一种基于四象限电力电子变流器的电机模拟装置及方法

摘要

本发明提供一种基于四象限电力电子变流器的电机模拟装置及方法，装置包括输入开关、输入变压器、连接电抗、功率单元、输出电抗及输出开关，通过在功率单元的整流侧加调制波来使功率单元的电压趋于稳定，通过控制四象限电力电子变流器输出端的电压电流，来改变四象限电力电子变流器发出或吸收有功或无功功率，从而模拟同步发电机、异步发电机、同步电动机、异步电动机的运行特性。在发电机特性时，变流器可为负载提供电源，也可为负载提供试验源以检测负载特性，还可调节电网无功功率等；在电动机特性时，变流器作为负载，可为待考核电源提供负载以检测电源特性，亦可作为负载调节电网功率平衡等，控制方便，响应及时。

主权项

一种基于四象限电力电子变流器的电机模拟装置，其特征在于：包括输入开关、输入变压器、连接电抗、功率单元、输出电抗、输出开关及第一控制系统，所述输入变压器采用三个单相变压器串联结构，原边采用三角形接法，副边采用多副边绕组结构，每个副边绕组均依次连接电抗及单个功率单元，每个副边绕组上的单个功率单元之间采用级联形式连接起来，组成单相功率单元，功率单元由三个单相功率单元组成，三个单相功率单元的输出端均分别通过输出电抗及输出开关与电网或待测设备相连，功率单元的输出端采用带中线的星型接法，第一控制系统控制连接功率单元的逆变侧，用于形成调制波对功率单元的逆变侧进行调制；所述第一控制系统在形成调制波时，先对功率单元逆变侧有功功率的参考值和实际值的差值进行PI控制，同时第一控制系统还对功率单元逆变侧无功功率的参考值和实际值的差值进行PI控制，将有功功率和无功功率的PI控制结果进行坐标变换，得到功率单元逆变侧的电流参考值，第一控制系统再将功率单元逆变侧的电流参考值与功率单元逆变侧电流实际值之差进行重复学习控制，得到电压调制信号，然后第一控制系统将四象限电力电子变流器输出端的输出电压及超前于输出端电压90°的调制电压相加，得到电压前馈控制信号，最后，第一控制系统将此电压前馈控制信号与电压调制信号相加，得到功率单元逆变侧的调制波，将此调制波加在功率单元的逆变侧，即可对功率单元的逆变侧进行调制，从而调节装置输出电压和输出电流的相位。