一种旋转相量的合成方法技术

本发明专利技术涉及了一种旋转相量的合成方法，它适用于电气旋转相量变换技术领域，特别针对电气旋转相量的分解与合成问题。该方法通过调节两个幅值恒定的分旋转相量的初相位，进而合成幅值和初相位均可调的目标旋转相量，具有分旋转相量生成容易、灵活性好、可靠性高等特点。本发明专利技术主要利用矢量运算的平行四边形法则，将幅值和初相位均需调节的目标旋转相量的生成问题降维为两个幅值恒定、相位可调的分旋转相量的合成问题，降低分旋转相量的生成难度，解决简单旋转相量合成复杂旋转相量的难题。本发明专利技术提供的技术方案是通过电磁变换方式形成简单分旋转相量，为复杂旋转相量的合成提供一种新的思路。的思路。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转相量的合成方法


[0001]本专利技术属于电气相量变换
，特别针对电气相量的分解与合成问题。

技术介绍

[0002]在工程实际中，为了实现电压或电流相量的幅值和初相位的全方位调节需求，有必要研究相量的生成或合成方法。采用电力电子变换技术调制生成幅值和初相位需全方位可调的目标相量有灵活性强、精确性高等特点，但由于纯电力电子变换系统的耐受性差、抗冲击能力弱且成本高等不足，在恶劣的气象条件和电磁环境下难以推广应用。
[0003]因此，有必要专利技术一种方法，将幅值和初相位均需可调的目标相量的生成问题降维为两个幅值恒定、相位可调的分相量的合成问题，降低分相量的生成难度，解决简单相量合成复杂相量的难题。通过电磁变换方式形成简单分相量，为复杂相量的合成提供一种新思路。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要提供了一种幅值和初相位均需任意改变的目标相量的合成方法，其基本思想是利用矢量运算的平行四边形法则，由两个分相量去合成幅值和初相位均需任意可调的目标相量；本专利技术主要提供了求解该两个分相量的方法，并且该两个分相量的特征是其幅值恒定、相位连续可调，从而，将幅值和初相位均需可调的目标相量的生成问题降维为两个幅值恒定、相位连续可调的分相量的合成问题。这种通过连续调节两个幅值恒定的分相量的初相位，进而合成幅值和初相位均可调的目标相量的方法，具有分相量生成容易、灵活性好、可靠性高等特点。
[0005]该技术方案的创新思维与本专利技术的有益效果是：
[0006]1.本专利技术所提供的一种旋转相量的合成方法，将幅值和初相位均需可调的目标相量的生成问题降维为两个幅值恒定、相位连续可调的分相量的合成问题，工程实现容易、价值高。
[0007]2.本专利技术所提供的一种旋转相量的合成方法，可通过连续调节两个幅值恒定的分相量的初相位，进而合成幅值和初相位均可调的目标相量，该方法具有分相量生成容易、连续调节、灵活性好、可靠性高等特点。
[0008]3.本专利技术所提供的技术方案可针对不同应用场景对分相量的幅值比例大小进行选择。当控制精度要求较高时，可在量程范围内选择两个幅值大小相差较大的分相量进行目标相量的合成；当要求控制相对简单时，可在量程范围内选择两个幅值大小相等的分相量进行目标相量的合成。
附图说明
[0009]图1本专利技术提供的一种采用两个分相量合成目标相量方法的原理示意图。
[0010]图2本专利技术提供的采用两个分相量合成目标相量时，分相量幅值选取不同比例情
况下目标相量幅值ΔU的变化对旋转分相量相位及其变化率的影响特性曲线。
具体实施方式
[0011]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0012]参阅图1，图1为本专利技术提供的一种采用两个分相量合成目标相量的方法示意图。其特征在于：所述分相量可根据情况选择幅值大小合适的两个分相量，该合成方法包括以下具体操作步骤：
[0013]A.相量的合成方法，假设目标相量为电压相量两个分相量分别为且两个分相量的幅值大小相差k倍，即U1＝kU2，其中k≥1，当k＝1时，认为两个分相量的幅值大小相等，则合成目标相量
[0014][0015]B.相量的分解方法，求取两个分相量的相角具体计算过程如下：
[0016]1)假设目标电压相量与分相量的相角差为θ，与分相量的相角差为δ，采用坐标的方式对目标相量与两个分相量进行表示。记且且其中x0,y0,ΔU,均已知；则则其中U1已知；则其中U2已知。
[0017]2)根据相量合成的关系可得：
[0018][0019]3)将式(2)代入式：并展开可得：
[0020][0021]4)对式(3)考虑两种情况：
[0022]①
当y0≠0时，由于因此可将式(3)化简并整理为由x2表示y2的形式：
[0023][0024]令将式(4)代入式：并展开可得：
[0025][0026]对式(5)进行一元二次方程求解可得到x2，将x2的值代入x1＝x0‑
x2可求得x1。
[0027]②
当y0＝0时，可得y1+y2＝0，则将与两式相减得：
[0028][0029]由式(6)可求解得到x1,x2的值为：
[0030][0031]5)综上两种情况，可通过求解x1,x2得到两个分相量的初相角分别为：
[0032][0033]两个分相量与目标相量的夹角θ
,
δ分别为：
[0034][0035]通过两个分相量所合成的目标相量其幅值ΔU的量程范围为其幅值ΔU的量程范围为的初相位角的变化范围为0
°
～360
°
。通过两个分相量的合成方法需控制两个角度变量θ
,
δ来反向调节两分相量的初相位。
[0036]参阅图2，图2(a)
‑
2(d)分别为本专利技术提供的采用两个分相量合成目标相量时，选取分相量不同幅值比例k情况下目标相量幅值ΔU的变化对旋转分相量相位及其变化率的影响特性曲线。假设目标相量初相位恒定不变，幅值ΔU变化量为1000～1500V，令分相量的幅值U1为1000V保持不变，另一分相量的幅值U2变化量为700～1000V。其中，k＝1时等效为等幅值大小的分相量。
[0037]当分相量的幅值大小比例k＝1时，只需求取一个相角变量θ来分别相向调节两分相量的初相位，控制方法简单方便，目标相量幅值ΔU的量程范围为
‑
2U1～+2U1，调节范围较大；当分相量的幅值大小比例k逐渐增大时，目标相量幅值ΔU的调节范围逐渐减小，需要控制两个相角变量θ
,
δ来调节两个分相量各自的相位角，控制和计算相对复杂，在调节原电压相量时，幅值相对较小的分相量需要变化较大的角度，即相角变化率δ％较大，因此可将分相量作为微调以此提升控制精度。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转相量的合成方法，它主要利用矢量运算的平行四边形法则，由两个幅值不变、相位连续可调的分相量去合成幅值和初相位均需任意可调的目标相量，从而，将幅值和初相位均需可调的目标旋转相量的生成问题降维为两个幅值恒定、相位连续可调的分旋转相量的合成问题；这种通过连续调节两个幅值恒定的分相量的初相位，进而合成幅值和初相位均可调的目标相量的方法，具有分相量生成容易、灵活性好、可靠性高等特点。2.根据权利要求1所述的旋转相量的合成方法，其特征在于：所述分相量可根据情况选择幅值大小合适的两个分相量，该合成方法包括以下具体操作步骤：A.相量的合成方法，假设目标相量为电压相量两个分相量分别为且两个分相量的幅值大小相差k倍，即U1＝kU2，其中k≥1，当k＝1时，认为两个分相量的幅值大小相等，则合成目标相量认为两个分相量的幅值大小相等，则合成目标相量B.相量的分解方法，求取两个分相量的相角具体计算过程如下：1)假设目标电压相量与分相量的相角差为θ，与分相量的相角差为δ，采用坐标的方式对目标相量与两个分相量进行表示；记且且其中x0,y0,ΔU,均已知；则则其中U1已知；则其中U2已知；2)根据相量合成的关系可得：3)将式(2)代入式：并展开可得：4)对式(3)考虑两种情况：
①
当y0≠0时，由于因此可将式(3)化简并整理为由x2表示y2的形式：令将式(4)代入式：并展开可得：对式(5)进行一元二次方程求解可得到x2，将x2的值代入x1＝x0‑

【专利技术属性】
技术研发人员：颜湘武，彭维锋，贾焦心，
申请(专利权)人：保定友源电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：