非理想電壓條件下軟件鎖相環(huán)的相位跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和自動化程度的不斷提高，越來越多先進的電力電子裝置被應(yīng)用到電力系統(tǒng)。因此，在實際的電網(wǎng)運行中，這些電力電子裝置能否完整地實現(xiàn)其應(yīng)有功能，就自然而然地成為人們關(guān)注的焦點。
　　在這些電力電子裝置的控制電路中，很多都會使用到電網(wǎng)電壓的相位同步信號，因此，為了確保此類電力電子裝置正常運行，必須設(shè)計性能良好的相位同步電路，用于跟蹤電網(wǎng)電壓的頻率和相位，特別地，當(dāng)電網(wǎng)電壓處于非理想狀態(tài)時，就需要設(shè)計性能更加優(yōu)良的相位同

2、步電路以獲取相位同步信號。因此，相位同步電路是該類電力電子裝置的一個關(guān)鍵部份。換言之，相位同步電路的性能優(yōu)劣將直接關(guān)系到此類裝置的動態(tài)性能和穩(wěn)定性。
　　在眾多相位同步技術(shù)中，鎖相環(huán)以其良好的相位同步性能成為目前常用的一種相位同步電路。特別是隨著數(shù)字時代的來臨，具有穩(wěn)定、經(jīng)濟、靈活等優(yōu)點的軟件鎖相環(huán)引起了人們的重視。因此，如何使用高性能的軟件鎖相環(huán)獲取電力電子裝置所需的相位信號，成為科學(xué)工作者的一個研究熱點。
　　論文從分析

3、鎖相環(huán)基本結(jié)構(gòu)的三個主要模塊：鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器的工作原理入手，分別推導(dǎo)了它們的數(shù)學(xué)模型，從數(shù)學(xué)模型的角度詳細闡述了鎖相環(huán)的工作過程。并且基于非理想電壓條件，分析了幾種傳統(tǒng)的相位同步技術(shù)。
　　在介紹軟件鎖相環(huán)的工作原理和優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，詳細分析了兩種軟件鎖相環(huán)的基本原理，利用matlab/simulink仿真，驗證了兩種軟件鎖相環(huán)在各種非理想電壓條件下(電壓跌落、相位跳變、頻率偏移、三相電壓不平衡)的鎖相能力，指出了兩

4、種鎖相環(huán)在三相電壓不平衡并伴隨頻率偏移的條件下，鎖相能力不佳。因此，針對該情況，提出一種基于坐標(biāo)變換的改進型軟件鎖相環(huán)的電路結(jié)構(gòu)，并分析了其工作原理。通過仿真，驗證了改進型軟件鎖相環(huán)的可行性和正確性。
　　在此基礎(chǔ)上，選取三相電壓型PWM整流器作為研究對象，將改進型軟件鎖相環(huán)應(yīng)用于PWM整流器的控制電路，推導(dǎo)了PWM整流器的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此設(shè)計了控制電路，最后，通過仿真驗證了改進型軟件鎖相環(huán)的鎖相能力：與傳統(tǒng)的單同步坐標(biāo)系軟件鎖相