一种基于滑动平均滤波器的同步锁相算法研究

提出了一种基于滑动平均滤波器的三相软件锁相环,在αβ轴上添加延时信号消除器滤除直流分量和可能存在的偶次谐波,改进传统PLL的控制结构,克服了硬件锁相环存在漂移、失锁、抖动和依赖过零点检测等缺点,避免了传统软件锁相环难以兼顾稳态检测精度和动态响应速度的不足。采用时域仿真将该方法与传统锁相算法进行对比分析,结果表明,该算法在三相电压跌落、不平衡、频率跳变以及出现直流分量时均能够准确快速地提取基波正序电压的幅值、相位和频率。     

谐波畸变下一种快速单相锁相环技术

锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)作为逆变器并网运行的核心技术之一,为了应对电网在谐波畸变的情况下而形成的非理想电压,提高单相并网逆变器锁相环的工作性能,本文提出了一种基于前置滑动平均滤波器(Moving Average Filer,MAF)的单相锁相环.该单相锁相环采用二阶广义积分(Second O...     

快速响应的频率自适应滑动平均滤波锁相方法

锁相环(PLL)可测算交流信号的相位和频率,广泛应用于并网控制系统中.滑动平均滤波器(MAF)具有陷波低通特性,可用于滤除电网电压中的特征次谐波干扰,因而在PLL中得到应用.为适应电网频率存在波动的工况,通过分析比较MAF不同的数字实现方法,为频率自适应型MAF的数字实现提供参考.针对传统MAF-PLL动态响应速度的不...     

一种频率自适应延迟周期法的锁相环研究

针对电网中出现频率偏移、三相电压不平衡、谐波和直流分量等问题,提出一种频率自适应锁相环算法,基于延迟周期法滤除电网电压的直流分量和偶次谐波,结合滑动平均滤波器滤除奇次谐波.当电网频率出现少许偏移时,引入实时频率估计反馈,对延迟周期法中的周期和滑动平均滤波的采样窗口时间进行实时矫正,提高谐波消除性能.该方法能够在频率偏移...     

基于交叉解耦双复系数滤波器的频率自适应锁相环

锁相环PLL(phase-locked loop)是控制逆变器实现并网同步的重要方法之一.针对准1型锁相环QT1-PLL(quasi-Type-1 PLL)在电网电压频率偏移时抗干扰能力不佳、导致检测频率和相位误差较大的问题,本文提出一种新型的基于交叉解耦双复系数滤波器DCCF(double complex coeff...     

一种基于自适应滤波器的新型单相锁相环技术

单相锁相环(SPLL)是电力系统中的重要组成元件,本文提出一种新型的基于自适应滤波器的SPLL,说明了利用基于最小均方算法的自适应滤波器产生正交信号的工作原理,并提出了一种可以实现前级正交信号产生模块和后级锁相模块解耦控制的新型SPLL结构。因为前级模块与后级模块的解耦可以大大增加比例积分(PI)控制器的带宽,所以所提出的新型锁相环可以获得比传统单相锁相环更好的动态性能。实验结果验证了新结构的可行性。     

基于滤波器前置的三相软件锁相环设计

针对传统锁相环在电压不平衡及畸变时锁相误差大、动态响应速度慢的问题,根据软件锁相环(SPLL)的原理提出一种滑动滤波器(MAF)前置锁相环,并通过一种快速不平衡分量抑制及相位延迟补偿的方法来改善MAF性能,有效提高了锁相环的动态响应速度和锁相精度.通过MATLAB/Simulink仿真平台及TMS320F28335数字...     

基于改进型环路滤波器的单相锁相环

针对单相锁相环(Phase-lock Loop,PLL)受PI控制器饱和抑制造成滤波性能不足这一问题,提出了一种基于改进型环路滤波器的单相锁相环.该锁相环通过增加抗饱和PI控制器,改进环路滤波器,提高滤波性能.在输入同时含有直流和谐波干扰情况下,对电网实时相位进行锁相跟踪,可以明显提高锁相精度.利用Matlab/Sim...     

一种应用于高压直流输电的新型锁相环

针对电网电压谐波畸变或三相电压不平衡引起的同步坐标系锁相环(synchronous reference frame phase-locked loop, SRF-PLL)锁相精度降低以及传统滑动平均滤波器锁相环(moving average filter based phase-locked loop, MAF-PLL)动态性能受限的问题,提出了一种基于分数阶PID控制器和MAF-PLL的新型三相锁相环算法(fractional-order PID and moving average filter based phase-locked loop, FOPID-MAF-PLL)。与MAF-PLL相比,FOPID-MAF-PLL通过引入分数阶微分项补偿了MAF引起的相位滞后,有效地提高了锁相环的动态性能。此外,还给出了FOPID-MAF-PLL的设计过程及参数整定方法。为保证所提PLL的频率适应能力,将锁相环中间环节提取的频率变化量加以利用,实时修正FOPID-MAF-PLL的控制参数,使其在电网频率波动时仍然具有较好的锁频和锁相能力。最后,通过仿真和实验测试证明了所提FOPID-MAF-PLL的有效性和优越性。

     

一种适用于频率变化的单相数字锁相环

基于传统的单相电网电压相位检测方法在频率变化时存在的缺陷,提出了一种新型的数字锁相环设计方法。所提出的数字锁相环通过带遗忘因子的递推最小二乘法进行椭圆拟合辨识出椭圆参数,应用锁相环产生不对称相位输出,消除电网频率变化时鉴相输出的2倍频分量。推导出不对称相位和椭圆参数的关系,设计带遗忘因子的递推最小二乘法,最后给出仿真和实验结果,仿真和实验结果验证了该方法的准确性。     

复杂电网下基于CSDFT-MAF-PLL的电压同步方法

针对滑动离散傅立叶变换锁相环SDFT-PLL(sliding discrete Fourier transform phase-locked loop)在含整数次谐波及直流偏移分量等复杂电网条件下,发生频谱泄漏影响电压同步问题,设计一种级联型频率自适应SDFT-PLL装置CSDFT-PLL(cascaded SDFT-...     

非理想电网下三相逆变器的锁相方法研究

在大规模新能源并网发电场合,电网常处于三相不平衡、谐波畸变、频率波动等非理想电网状态.为了改善并网逆变器在非理想电网条件下的控制性能,提出了一种基于新型滑动平均滤波器的锁相环(NMAF-PLL).NMAF可在α-β坐标系下滤除输入信号中的直流分量、谐波分量及基波负序分量,提取基波正序分量.进一步,进行了NMAF频率自适...     

基于变参数锁相环的永磁同步电机转子位置检测

永磁同步电机的转子位置检测常采用锁相环来处理正交的位置信号。为保证稳态精度,其截止频率需要足够低,以保证位置结果中不包含高频噪声,但也使得锁相环的带宽受限。因此固定参数的锁相环难以同时满足稳态精度和动态性能要求。为此,推导了锁相环PI参数与卡尔曼滤波器噪声参数之间的关系,明确了噪声参数的物理意义,并据此选取合适的锁相环参数。实验结果表明,所提方法能够在满足稳态精度要求的同时提高动态性能。     

Motor Flux Estimator Based on Phase-Locked Loop and PI Regulator at Low Speed

Voltage model has been widely used in the field of motor control due to the advantages of the simple structure and less parameters required. A novel motor flux estimator based on phase-locked loop and proportional-integral (PI) regulator is proposed in this paper. This estimator calculates the set point of the torque component of electromotive force (EMF) through synchronous frequency and flux. Then, errors between the set point and the actual value of the EMF torque component are corrected by PI regulator to estimate the flux. This method avoids the problem of the saturation brought by the traditional integrator and the problem of the initial phase error. It also solves the magnitude and phase error problems at low speed in the flux estimator based on the low-pass filter. Finally, the simulation and the experiments are implemented on a cycloconverter-fed motor drive system to verify the effectiveness of this method. Simulation results show that this algorithm works very well at 0.2 Hz, and experimental results show that this algorithm can work well at 0.5 Hz. Meanwhile, this algorithm could detect the initial position of the rotor of separately excited synchronous motor.     

适用于微网并网控制技术的改进型EPLL算法研究

快速准确的锁相环技术是保证并网系统安全、可靠并网的关键。针对传统EPLL的固有缺陷,设计了一种改进型EPLL算法,适用于以分布式电源为主的微网并网控制技术。首先,推导出输出电压频率和输入电压幅值之间的耦合关系,使用数学公式进行近似解耦。其次,搭建误差信号的成本函数,利用梯度下降法设计直流偏移量的估算环路,通过闭环负反馈回路消去输入信号中的直流偏置。然后,在锁相算法的所有估算环路中引入滑动平均值滤波器（moving average filter,MAF）,以增强控制系统的高频谐波抗干扰能力。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建了单相锁相环算法的仿真模型,进行对比分析。仿真结果验证了所提算法的正确性和可行性。     

电网谐波背景下单相并网逆变器的锁相方法

针对分布式电源接入的配电网因临近非线性负载而含有大量低次谐波的问题,提出了一种适用于单相并网逆变器的锁相方法。该方法的核心是一个由主模块和多个谐波模块组成的交错耦合反馈结构,其中主模块是依据梯度下降法来估测基波幅值频率的锁相环(AFPLL),谐波模块是简单的二阶陷波滤波器(NF)。该复合结构可有效消除传统锁相方法在处理畸变电压信号时存在的稳态误差。分别通过畸变电压锁相实验、相位突变实验、幅值突变实验和频率突变实验,评估了该锁相方法的稳态和动态性能。实验结果表明,所提出的锁相方法不但在电压信号严重畸变时具有较高的锁相精度,而且在电压信号发生突变时也具有较快的响应速度。