基于矢量变换的锁相环控制研究

为提高三相电网电压不对称工况下传统锁相环性能,提出一种基于矢量变换的新型锁相环控制技术.在解析同步坐标系下传统锁相环工作原理的基础上,分析了电网电压不对称对锁相环同步输出相位的影响,采用矢量变换方法检测电网电压正、负序分量的幅值和相位,并根据锁相环控制系统频率响应特性曲线,给出了锁相环控制器参数选择的理论依据.仿真及实验结果证实,基于矢量变换的新型锁相环性能不受三相电网电压不对称影响,相关参数变化规律与理论分析一致.     

静止无功补偿装置中的全数字频率自适应锁相技术

当电网不平衡和电压畸变的情况下,传统的基于dq同步坐标变换的三相同步锁相环（SRF-PLL）,存在无法准确锁定电压相位及频率的不足,不能很好满足静止无功补偿装置（SVC）的应用要求。基于目前存在的难题,提出一种易于工程实现的全数字频率自适应锁相技术,利用频率自适应相序检测器的正负序完全分离性能及其滤波特性,准确锁定电压正序基波频率和相位;给出此锁相技术在SVC主控装置中的数字实现方案,搭建基于主控装置控制算法源程序的SVC控制系统仿真模型。根据某炼钢企业电弧炉系统实际运行参数,对提出的锁相环性能进行仿真研究,PSCAD/EMTDC仿真结果表明,在电网不平衡和电压畸变时该锁相环可以准确锁定相位频率,且锁相性能不受系统频率偏差和波动的影响。     

基于双派克变换的新型三相锁相环技术

针对电网电压不平衡故障时,三相锁相环输出存在二倍频谐波扰动问题,提出了一种基于双派克变换的新型锁相环.对电压信号分别进行正序派克变换和负序派克变换,并将负序派克变换中的直流量乘以变换矩阵,通过交叉解耦可消除正序派克变换中的二倍频分量,有效提取了基波正序直流分量,可实现电网电压不平衡条件下的相位和频率准确跟踪.在Matlab/Simulink环境中建立了仿真模型,分析了锁相环在电网不平衡下的稳态响应.结果表明,本文提出的锁相环较传统的锁相环而言,在电网故障下更能精确检测电压相位和频率信息.     

无锁相环的基波正序有功电流检测改进方法

针对在复杂电网电压情况下由于锁相环检测误差造成的基波正序有功电流检测误差问题,提出一种基于d-q变换的改进算法。该算法不需要锁相环,通过预先设置d-q坐标变换的频率及相位,同时处理三相电压、电流,并通过低通滤波器提取出电压相位信息用来对电流进行相位校正,最后通过低通滤波器便可以获得电流的基波正序分量。在MATLAB中对该算法进行了仿真,结果表明该算法具有较好响应速度和较高的准确度。     

基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环设计

针对传统锁相环在电网电压不平衡时对正序基波分量的幅值和相位不能快速实时检测等问题,提出了一种基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系三相不平衡锁相环。该控制系统通过在线调整PI参数能更精确迅速地将电网电压正序基波分量分离,从而实现基波分量相位的快速实时检测。仿真结果表明,与传统单同步和双同步锁相环相比基于模糊PI控制的双同步解耦坐标系锁相环在电网电压不平衡和发生畸变时能更准确、迅速地检测正序基波分量的幅值和相位。     

一种基于改进dq变换的电压骤降检测方法

对于可有效补偿电压骤降的动态电压恢复器(DVR)来说,准确检测出电压骤降的骤降幅值、持续时间和可能出现的相位跳变值这三大特征量十分关键。当电网的频率波动较大时,dq变换法为DVR提供的特征量参数的准确性会受到严重影响。为了提高dq变换法的适用性,提出了一种改进的dq变换电压骤降检测方法,该方法通过dq变换后的相位曲线得到频率偏差值,在进行频率跟踪的同时对特征矩阵C进行频率修正。仿真结果分析表明,该方法不仅能实时检测频率,而且在信号有频偏和含谐波的情况下均能准确检测出电压骤降的特征量,满足DVR的实时性和准确性要求。     

一种频率自适应滑动平均滤波器的电网同步方法

针对电网电压畸变条件下电力电子变流器的同步锁相问题,提出一种基于频率自适应滑动平均滤波原理的同步锁相(MA-PLL)方法.该方法在传统的同步锁相环基础上,利用滑动平均滤波器在零点频率处的高衰减性能,消除畸变电网条件下电压谐波及不平衡分量对同步锁相的精度影响;采用频率自适应和幅值归一化方法,提高锁相环在电网电压频率变化与幅值波动时的跟踪性能;采用小信号分析法,对锁相环系数进行设计和选取,提高锁相环的动态响应.实验结果表明:在电网电压畸变、不平衡以及频率变化情况下,提出的方法均能准确快速地获得电网的相位和频率信息.     

基于双d-q旋转轴的三相电压锁相环分析及仿真

针对普通的三相锁相环在三相电压不对称时不易消除二次谐波的缺点,提出了基于双d-q旋转轴的三相锁相环模型,对所提出的模型进行建模与仿真.仿真结果表明,在三相电网电压平衡和不平衡两种情况下,双d-q旋转轴三相锁相环都能准确锁相.     

基于dq变换的锁相环设计与仿真

针对一般锁相环在电网电压波动时存在锁相误差的问题,提出了一种基于dq变换的锁相环新方案,并对锁相环参数进行了整定。对于电网电压频率变化、相位变化以及谐波注入的影响,利用matlab进行了仿真分析。仿真结果表明,新方案有很好的跟踪效果,跟踪速度快,精度高,能较好实现相位锁定。     

基于频率自适应滤波器的单相锁相环

单相电网的锁相自由度不足和电网频率变化导致相位检测存在稳态误差,针对上述问题,研究了一种基于频率自适应滤波器的锁相环.首先分析了滤波器的特性及其频率自适应机制,然后阐述了锁相环控制系统的关键参数整定方法,最后对所提的锁相环进行了仿真研究.研究结果表明:基于频率自适应滤波器的单相锁相环能够精确检测电网的相位和频率,并能有效消除因电网频率变化而导致的相位检测误差.电网含谐波电压和频率变化时的仿真结果均证明了所研究锁相环的可行性和有效性.     

一种无锁相环的ip－iq法的谐波检测方法

有源电力滤波器是对电力系统中谐波和无功功率补偿的重要装置,其关键环节之一就是能够实时准确地检测出谐波电流。在介绍传统的基于三相瞬时无功功率的i_p-i_q法基本原理的基础上,指出其检测到的基波电流出现误差的原因是由于电网的电压与其正序电压存在相位差。针对该问题提出一种无锁相环的i_p-i_q法,通过对称分量法提取电网电压的正序电压,最后用MATLAB仿真软件搭建仿真模型进行验证。     

锁相环在智能超声电源中的应用

简要介绍了锁相环的工作原理，并采用PIC16C73单片机、8254可编程计数器、74HC4046合成了分辨率为4Hz的超声频率，单片机通过检测超声电源负载的电流、电压相位差来改变74HC4046的输出频率，以达到跟踪振动系统的谐振频率的目的。     

一种2.5V 0.25μm高速CMOS锁相环设计

描述了基于CSA(Current Steer Amplifier)架构的压控振荡(VCO)的锁相环设计和仿真.电路设计基于0.25μm CMOS工艺.SPICE仿真结果显示,锁相环在2.5 V外加电源电压时,工耗为12.5 mW,锁相环锁定时间大约400 ns.     

基于分数阶广义积分器的电网同步技术

前置滤波结构的锁相环(PLL)是研究电网同步技术的强有力工具.但二阶广义积分器型PLL、复数滤波器型PLL等常用PLL的动态性能因前级结构的截止频率偏低而受到制约.为此,本文提出一种基于分数阶广义积分器的三相PLL技术.该PLL的前级滤波结构由分数阶积分器构成,能够生成两个相位差为45°的斜交信号,经过相关线性运算,可从该对斜交信号中提取出电网电压的正负序分量.结合后级的同步旋转坐标系PLL,建立整个PLL系统的数学模型,并利用三阶最佳设计法对系统进行了校正,确定相关控制参数.研究发现,分数阶广义积分器的截止频率明显高于二阶广义积分器,有利于改善PLL系统的动态品质.仿真和实验结果表明,相比多重二阶广义积分器型PLL,所提PLL的动态性能更佳.     

基于VHDL语言的数字锁相环的设计与实现

为了改善数字通信系统的同步性能，保证系统工作稳定、可靠，对锁相环电路进行了研究。在分析模拟锁相环缺点的基础上，介绍了数字锁相环的工作原理，并用VHDL语言对该系统进行了设计，给出了数字锁相环电路3个主要模块的设计过程及仿真结果，得到了该系统的顶层电路。实验及仿真结果表明，数字锁相环是解决同步问题的重要措施之一。     

多芯片小数分频锁相环输出信号相位同步设计

为了在多通道射频（RF）通信系统中,实现多个收发器芯片或单个收发器芯片上的锁相环（PLL）相位同步,提出小数分频PLL输出信号相位同步算法. 设计相位累加采样点数选取算法,算法选取的采样点数用于累加参考时钟欠采样的PLL输出信号与数控振荡器（NCO）产生的参考信号经三角运算的结果,以消除高次谐波分量,并有效降低相位差计算结果的误差. 根据相位差的计算结果反馈调节PLL内 delta-sigma 调制器(DSM)输入的小数分频比,线性调整PLL输出信号的相位,实现多个PLL输出信号相位与参考信号相位同步. 通过仿真验证算法的正确性,且最终相位同步后的相位误差为0.35°,完成同步所需的时间为210 ms.     

一种新型不同频直接鉴相的锁相环

对于输入和输出信号频率接近或者近似成整数倍关系类型的频率变换,利用目前的锁相技术很难解决．基于异频信号间的相位差变换规律,采用相位重合点检测电路、等效鉴相电路、可调偏置型环路滤波器等设计了一种新型的锁相环．实验结果表明,上述锁相环具有低噪声、高稳定度、输出频率便于调整等特点．