[發(fā)明專利]一種變頻器安全工作區(qū)計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810087387.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108306574A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐鈺政;張健壯;李瓊林;張博;劉書(shū)銘;代雙寅;朱明麗;王毅;彭政;劉會(huì)金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;武漢大學(xué);國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02P27/08
• 分類號(hào): H02P27/08;H02P23/08
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

1.一種變頻器安全工作區(qū)計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A、設(shè)置電源端發(fā)生一次電壓暫降的幅值，根據(jù)設(shè)置的一次電壓暫降的幅值在電源端從額定電壓開(kāi)始進(jìn)行一次理論上的電壓暫降計(jì)算，即利用額定電壓減去一次電壓暫降的幅值，得到理論上電源端發(fā)生電壓暫降后的電壓；

步驟B、根據(jù)理論上電源端發(fā)生電壓暫降后的電壓計(jì)算變頻器中整流環(huán)節(jié)的輸出電壓和電流；

步驟C、根據(jù)步驟B計(jì)算求得的整流環(huán)節(jié)的輸出電壓和電流計(jì)算變頻器中逆變環(huán)節(jié)的輸出電壓；

步驟D、根據(jù)步驟C計(jì)算求得的逆變環(huán)節(jié)輸出的電壓計(jì)算三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流；

步驟E、根據(jù)步驟A設(shè)置的一次電壓暫降的幅值在電源端依次進(jìn)行電壓暫降計(jì)算，直至電源端電壓從額定電壓變化到0，并在每一次電壓暫降計(jì)算后重復(fù)步驟B、步驟C和步驟D分別計(jì)算整流環(huán)節(jié)的輸出電壓和電流、逆變環(huán)節(jié)的輸出電壓以及三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)速，再將每次電壓暫降后計(jì)算得到的整流環(huán)節(jié)的輸出電壓和電流、逆變環(huán)節(jié)的輸出電壓以及三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)速與變頻器和三相異步電機(jī)可以正常工作的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，得出變頻器整體在發(fā)生電壓暫降時(shí)能夠正常工作的安全工作區(qū)。

2.如權(quán)利要求1所述的變頻器安全工作區(qū)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟A中，電源端設(shè)置的發(fā)生一次電壓暫降的幅值為額定電壓的5％或10％。

3.如權(quán)利要求1所述的變頻器安全工作區(qū)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟B中，設(shè)定整流環(huán)節(jié)的輸出電壓為V_D，整流環(huán)節(jié)的輸出電流為I_D，整流環(huán)節(jié)的輸出電壓V_D的計(jì)算公式為：

式中V₁為線電壓有效值，V_S為相電壓有效值，v_AB為線電壓；

整流環(huán)節(jié)的輸出電流I_D的計(jì)算方法為：

若負(fù)載電感L＝0，負(fù)載電阻為R，則I_D＝V_D/R，I_D的波形與V_D相同，整流器中每個(gè)二極管都導(dǎo)電120°，交流電源電流i_A＝v_AB/R；如果負(fù)載電感L≠0，負(fù)載電阻為R，且L很大以致在一個(gè)直流電壓脈波周期中，I_D近似為恒定值，則i_A將是120°脈寬的理想矩形波，電流幅值I_D＝V_D/R，R表示整流環(huán)節(jié)的負(fù)載電阻的阻值。

4.如權(quán)利要求1所述的變頻器安全工作區(qū)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟C中，根據(jù)步驟B計(jì)算求得的變頻器中整流環(huán)節(jié)輸出電壓和電流計(jì)算逆變環(huán)節(jié)的輸出電壓包括如下步驟：步驟C1、求取線電壓v_AB的傅里葉分析結(jié)果，設(shè)定線電壓v_AB時(shí)間坐標(biāo)的零點(diǎn)取在N點(diǎn)，縱坐標(biāo)為NY，則v_AB傅里葉分析結(jié)果是：

步驟C2、求取線電壓基波幅值和線電壓基波有效值；

線電壓基波幅值為：

線電壓基波有效值為：

取基波電壓的幅值V_1m為逆變環(huán)節(jié)輸出的交流電壓的幅值。

5.如權(quán)利要求1所述的變頻器安全工作區(qū)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟D中，三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的同步轉(zhuǎn)速

式中，f₁為電網(wǎng)頻率，p為三相異步電機(jī)的繞組的極對(duì)數(shù)；

所以當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流表示為

式中，和X_2s分別為三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組一相的電動(dòng)勢(shì)和漏電抗；和X₂分別為三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時(shí)，一相的電動(dòng)勢(shì)、電流和漏電抗，s為轉(zhuǎn)差率。