基于正交信号发生器的单相锁相环的研究.pdf

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1、第48卷第11期电力电子技术Vo1．48，No．112014年11月PowerElectronicsNovembcr2014基于正交信号发生器的单相锁相环的研究陈红兵。闵晶妍(湖北文理学院，湖北襄阳441053)摘要：由于单相电网缺少自由度，采用闭环锁相技术检测单相电网的相位、频率和幅值等参数存在一定技术难度。针对此问题，研究了一种基于正交信号发生器(OSG)的单相锁相环(SPLL)，不但有效解决了这一技术问题，而且从理论上分析了该SPLL的3个基本环节，然后建立了SPLL控制系统的小信号模型，根据小信号模型分析了控制系统的稳定性。

2、最后，通过实验验证了所研究的SPLL能正确检测电网的参数，同时也证明该SPLL具有较好的暂态特性和稳态特性。关键词：单相锁相环；正交信号发生器；暂态特性中图分类号：TN911．8文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)11-0023—03ResearchonSingle·-phasePhase-·lockedLoopBasedonOrthogonalSignalGeneratorCHENHong-bing，MINJing—yan(HubeiEe幻，ofArtsandScience，Xiangyang441053，Chi

3、na)Abstract：Becausesinglephasegridislackofdegreeoffreedom，thereisalittletechniquedificultythroughtheclosedloopphase—lockedtechnologydetectingtheparameterssuchas：phase，frequencyandamplitudeofthesinglephasegrid．Accordingtotheproblem，thesingle-phasephase—lockedloop(SPLL)b

4、asedonorthogonalsignalgenerator(OSG)isinvestigated．ThetechniquedificultyisovereomedefectivelyandthreecomponentsoftheSPLLaretheo-reticallyanalyzed．ThesmallsignalmodeloftheSPLLisgiven，andthestabilityofthecontrolsystemisanalyzed．Fi—nally，theexperimentalresultsprovethatthe

5、SPLLcandetecttheparametersofthesinglephasegrid，andthegoodtransientstateperformanceandtheexcellentsteady—stateperformanceoftheSPLLhavebeenverifiedthroughtheex·—perimentalresults．Keywords：singlephasephase—lockedloop；orthogonalsignalgenerator；transientstateperformanceFoun

6、dationProject：SupportedbyScienceFoundationProjectofHubeiProvinceEducationDepartment(No．B20122506)1引言此单相电网缺少自由度。为了用闭环锁相技术检测单相电网的相位，需构造一个与原电压信号正同步技术为分布式发电系统中功率变换器控交的电压，然后检测电网相位，基于这种思想的制系统提供电网的相位、幅值和频率等参数，因闭环锁相技术包括：基于延迟对消技术的SPLL，此，同步技术对分布式发电系统非常重要【lJ。目DDSRF．SPLL，SOGI．SPLL

7、和QSPLL等【。这类锁相前，在所有已研究的同步技术中．PLL是被研究得技术一般需要进行坐标变换，计算量较大。在此研最深入和使用最广的一种同步技术．并且主要集究了一种基于OSG的闭环锁相技术．该技术易于中研究了三相PLL。SPLL研究得相对较少。SPLL实现，且无需进行坐标变换。可分为两类：即开环锁相技术和闭环锁相技术。开环锁相技术如过零检测，通过检测过零点的时间2oSG．SPLL的控制系统分析来计算相位，其动态性能较差．过零点检测对谐三相电网电压经过Clarke变换得到2个正交波、直流偏移和其他干扰非常敏感，实际应用效果的电压信号

8、．根据这2个电压信号检测电网的相不佳；闭环锁相技术根据一对正交电压信号检测位和频率，这是检测三相电网相位和频率的基本电网的参数，而单相电网仅有1个电压信号．因思想。虽然检测单相电网相位和频率的思想与上基金项目：湖北省教育厅科学技术研究