[发明专利]基于虚拟同步机的变频器控制系统

摘要

一种基于虚拟同步机的变频器控制系统。本发明通过虚拟同步电机转换模块、功频控制器、无功/电压控制器、调制信号输出模块之间的配合，而根据线电压V_abc、线电流i_abc以及系统的额定工作频率f_N、系统额定输出有功功率P_N和额定电压有效值V_N生成相应的SVPWM调制信号控制变频器内开关元件的通断。由此，本发明能够通过对SVPWM调制信号的调节使得变频器具有同步电机的运行特性，进而提高其所用于的电力系统的整体的稳定性，抑制电流谐波调节系统的无功功率。

主权项

1.一种基于虚拟同步机的变频器控制系统，所述变频器内包括有开关元件，其特征在于，所述开关元件的通断由控制系统进行控制，所述控制系统包括：输入端，用于分别采样并接收：线电压V_abc和线电流i_abc，所述输入端还能够获得系统的额定工作频率f_N、系统额定输出有功功率P_N和额定电压有效值V_N；虚拟同步电机转换模块，用于按照的公式，根据所述线电流i_abc计算输出有功功率P_e并输出，其中，表示电角速度，P_T表示机械功率，ω_N表示同步电角速度，θ表示电角度；所述虚拟同步电机转换模块还用于计算并输出负荷无功功率增量Q_e；功频控制器，其用于：首先根据所述线电压V_abc和线电流i_abc计算获得系统输出频率的测量值f_T、系统输出有功功率的测量值P_T；而后按照输入输出关系P_T＝K_f(f_N‑f_T)+P_N，计算并获得频率调差系数K_f；最后根据所述频率调差系数K_f进行机械方程的计算以输出并调节所述电角度θ；无功/电压控制器，其用于：首先根据所述线电压V_abc和线电流i_abc计算获得实际负载电压的有效值|V|、额定电压有效值V_N；而后获取电压调节系数K_V以计算电压调节量E_V＝K_V(V_N‑|V|)；随后计算并输出励磁控制电压E＝E_V+E_Q，其中，无功电压调节量E_Q＝‑K_QQ_e，其中，Q_e为负荷无功功率增量，K_Q为无功电压调节系数；最后根据所述励磁控制电压E＝E_V+E_Q进行电气方程的计算以输出调制控制信号；调制信号输出模块，其连接所述无功/电压控制器的输出端，用于根据所述无功/电压控制器所输出的调制控制信号进行空间矢量脉宽调制，产生并输出相应的SVPWM调制信号，以该SVPWM调制信号控制所述各开关元件的通断状态，使得所述变频器具有同步电机的运行特性。