谐波畸变电网下的单相同步旋转坐标系锁相环

锁相环技术是并网变流器的核心技术之一。针对传统单相同步旋转坐标系锁相环在畸变电网下锁相精度差的问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的高精度锁相环技术。基于DFT的锁相技术的核心问题是如何准确获取电网频率,将DFT和单相同步旋转坐标系锁相环相结合,利用DFT的优异选择性滤波性能和相角变换性质,从畸变电网信号中准确提取基波和生成虚拟正交信号,在同步旋转坐标系提取电网频率,实现DFT的频率自适应,最终无静差、高精度跟踪电网相位。仿真和实验结果表明,所提出的锁相环对电网电压的畸变谐波、直流偏置误差和电网频率脉动等有很好的适应性,在各种电网条件下,均能准确地跟踪电网电压相位,验证了该锁相方法的有效性和优越性。     

考虑频率变化的基于DFT单相数字锁相环的椭圆拟合方法

针对传统的DFT单相锁相环在电网频率发生变化时存在锁相性能变差问题,提出了一种考虑频率变化的基于DFT单相数字锁相环的椭圆拟合方法。采用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,再由锁相环产生正、余弦输出,实现了基于虚拟两相正交电压矢量的单相数字锁相环控制。通过Matlab对电网电压的频率波动、相位突变以及谐波注入等参数变化的影响进行了仿真。最后,通过实验结果验证了该方法的有效性,具有较好的稳态性能和动态特性。     

基于DFT的改进并网逆变器锁相方法

提出了一种基于离散傅里叶变换(DFT)的改进软件锁相方法,克服了基于正弦信号相乘的瞬时鉴相方法信噪比极低及基于过零点检测的周期鉴相方法对过零点波形依赖性高的缺点。该方法采用调频和锁相两个过程共同作用实现锁相环(PLL)功能,在电网波形严重畸变、频率和电压闪变等异常状态时,能快速锁定目标信号基波分量的相位,实现较高的基波功率因数。通过5 kW样机的实验验证了该锁相方法具有很高的可行性。     

基于DSP的DFT鉴相数字锁相策略研究及应用

准确而快速地跟踪电网电压的频率及相位是保证电力电子装置具有良好的稳态和动态性能的一个重要前提.首先分析了用DSP实现的传统离散傅里叶变换(DFT)鉴相软件锁相方法,在此基础上改进并设计了滑窗DFT鉴相软件锁相环(PLL).与传统DFT PLL相比,滑窗DFT PLL具有更好的效果,并在实际应用中得到验证.     

基于改进瞬时无功理论的单相锁相环

对基于瞬时无功理论的单相锁相环进行了分析,在此基础上将改进瞬时无功理论应用在单相锁相环中.该锁相环采用滞后90°的方法在单相系统中构造出虚拟的两相电压和电流,同时将瞬时功率作为给定,通过PI环节的调节作用达到锁相的目的.仿真和实验结果均验证了该算法可以有效提高锁相精度并对电压畸变有较强的抑制作用,因此适用于实际的单相系统.     

光伏并网逆变器中的单相数字锁相环研究

在光伏并网系统中,准确并快速地检测到电网电压的频率、相位和幅值是必不可少的环节.传统数字锁相环检测电网电压的过零点从而实现锁相,但该方法抗干扰能力差.基于二阶通用积分器的单相锁相环较传统的数字锁相环具有不受电网频率变化影响、抗干扰能力强的优点,但该算法在离散化实现时会引入二次谐波而导致锁相准确度降低.这里在基于二阶通用...     

基于递归通用信号延迟叠加算子的单相锁相环

当电网电压存在谐波与直流偏移时,传统锁相环无法精确锁相。为此,提出一种基于递归通用信号延迟叠加算子的改进单相锁相环算法。该方法在锁相环前级引入递归通用信号延迟叠加算子,以产生正交信号并滤除谐波。接着在两相静止坐标系下,构建延迟采样周期滤波器,通过将正交分量延迟两个采样周期的方法抑制直流偏移。所提单相锁相环技术能够消除直流偏移和谐波干扰的影响,快速准确地获取基波和所需的特定次谐波信息,同时具有良好的动态性能和稳定性。最后,仿真与实验结果证明了该方法的可行性。     

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/Simulink平台对改进型单相锁相环在电网畸变时的适应性、抗干扰性进行仿真分析。并基于TMS320F28335 DSP芯片为核心的实验平台进行实验验证,结果表明,该方法能快速准确地跟踪系统频率变化,达到锁相效果。     

基于周期控制的逆变器全数字锁相环的实现和参数设计

研究了一种基于周期控制的逆变器全数字锁相环的建模和参数设计。传统过零鉴相锁相环虽然实现简单，但同步信号在含有谐波、毛刺情况下会存在多个过零点，以致锁相失败。为了解决这一问题，该文提出了基于离散傅里叶变换鉴相的全数字锁相环。离散傅里叶变换可以从任意信号中抽取基准频率倍频次信号的相位、频率和幅值，可以解决谐波对外同步信号的影响，从而实现周期控制锁相环对谐波的识别。该文给出了其数字域模型和参数设计方法，仿真和实验证实了该方法的可行性。     

基于模糊自适应的新型单相锁相环研究

为提高逆变器对电网电压频率及相位的精准跟踪和锁定,解决常规单相并网逆变器内部锁相环因自身锁相自由度不足引起锁相误差的问题,深入分析研究了同步旋转坐标变换锁相环原理,提出了一种考虑频率自适应的基于改进型Park变换的单相并网逆变器锁相环。通过仿真实验验证可知,应用此方法的单相并网逆变器在电网电压跌落、谐波注入等非理想电网电压情况下,仍具有稳态误差小、准确度高地跟踪、锁定电网电压频率及相位的优势。     

基于ABPSK的自适应盲同步载波恢复算法研究

卫星通信作为大有发展前途的通信方式之一,在全球范围内得到了广泛的应用。针对卫星通信中由于多普勒频移造成的大频偏无法利用相位处理直接完成的问题,本文提出了一种基于ABPSK调制方式的自适应盲同步载波同步算法,包括载波频偏估计算法和载波相位估计算法。该算法利用前向载波频偏估计开环与载波相位估计闭环校正,完成载波频率的快速捕获和载波相位的跟踪。利用ADS软件进行理论分析和计算机仿真表明,该算法简单有效,运算量小,便于用FPGA器件来实现,适用性强。     

基于直流侧电流检测的逆变器开路故障诊断方法

针对变频驱动系统中的逆变器开关管开路故障,应用开关函数的双傅里叶变换技术,分析逆变器的直流侧电流在正常运行、单管开路故障及一相开路故障时的频谱：逆变器正常运行时,其直流侧电流频谱的低频部分只包含直流成分;逆变器单管开路故障时,其直流侧电流频谱的低频部分会出现调制信号的频率成分;逆变器一相开路故障时,其直流侧电流频谱的低频部分除了直流成分外,还会出现调制信号的二次谐波成分。通过检测直流侧电流的频率成分就可实现逆变器单管开路故障及一相开路故障的故障诊断。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

双频三相功率因数校正

文中提出了一种新型的双频三相全桥功率因数校正器拓扑结构。该拓扑结构由两个三相全桥功率因数校正器(PFC)单元级联而成，共用直流母线。其中一个PFC单元工作在高频，决定系统的补偿性能；而另一个工作在低频，主要承担输出功率的任务。该拓扑结构功率因数校正效果与单个高频三相PFC相同，而损耗与单个低频PFC相当。文中对高频PFC单元采用单周控制方式，对低频PFC单元采用滞环控制。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

双频三相功率因数校正

提出了一种新型的双频三相全桥功率因数校正器拓扑结构。该拓扑结构由两个三相全桥功率因数校正器(PFC)单元级联而成,共用直流母线。其中一个PFC单元工作在高频,决定系统的补偿性能;而另一个工作在低频,主要承担输出功率的任务。该拓扑结构功率因数校正效果与单个高频三相PFC相同,而损耗与单个低频PFC相当。文中对高频 PFC单元采用单周控制方式,对低频PFC单元采用滞环控制。仿真和实验结果证实了理论分析的正确性。     

基于FPGA的分频法FSK调制器的设计与实现

针对FSK信号的特点,提出了基于FPGA的FKS调制器的一种实现方法--分频法,这种方法利用数字基带信号去控制可变分频器的分频比来改变输出载波频率,产生一种相位连续的FSK信号,而且原理通俗易懂,电路结构简单,容易实现。     

A novel variable frequency modulation technique to improve light‐load efficiency for multiphase synchronous rectified VRM

A novel variable frequency modulation technique for multiphase synchronous rectified voltage regulator module (VRM) is proposed in this paper. The proposed technique provides zero voltage switching (ZVS) for high‐side and low‐side power switches under both light‐ and heavy‐load conditions, thereby increasing the efficiency as compared to the conventional approach. The dependency of switching frequency on the load condition for the proposed modulation technique and the related conduction loss are analyzed. It will be shown that the frequency increases for light‐load condition in order to retain ZVS and decrease the conduction loss. Although the switching loss will slightly increase due to the increase of switching frequency, the analysis and experimental results will show that the contribution of frequency increasing can cover this additional loss. Experimental results derived from a single‐phase and an eight‐phase synchronous rectified VRM show that the proposed modulation technique is superior to the conventional one and compared to conventional constant switching frequency techniques with 250 and 550thinspacekHz, the efficiency can be increased up to 17 and 5% for single‐phase VRM and 8 and 4% for eight‐phase VRM under various load conditions. Even an off‐the‐shelf controller with an additional simple and cheap control circuit comprising one switch, two operational amplifiers and several resistors is used to realize the proposed technique, that is, a very low cost and small circuitry is attached to gain the significant benefit. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

利用A/D转换测试频率及相位

在对设备进行检测过程中，常需要测量交流信号的频率及相位。如通过专门的仪器来测量，整个检测系统的配置将增加，这无疑会增加检测系统成本和结构复杂性。文中介绍一种利用A／D转换测量频率和相位的方法。     

相差高频保护中操作元件比相动作判据的研究

传统相差高频保护通过比较被保护线路两端正序电流和K倍负序电流之和的相位来区分区内、区外故障,但对于超高压长距离输电线路而言,由于重负荷及分布电容的影响, 采用这种动作判据的保护动作性能不够理想。文章采用ATP 软件对传统比相动作判据的性能进行了仿真分析,在此基础上提出了采用正序电流的故障分量和负序电流之和作为操作电流进行两侧电流相位比较的动作判据,并将其与传统动作判据进行了仿真比较,表明所提出的判据能大大提高相差高频保护的性能。     

基于相位差校正的电网频率高精度测量

电网频率是重要的电能质量指标之一,频率的高精度测量同时也是许多应用技术的基础。该文介绍一种基于相位差校正的电网频率测量方法。理论分析和仿真表明这种方法具有较强的抗干扰性,其频率测量精度主要与信噪比、频率偏差及采样数据的长度有关。该方法原理简单、运算速度快、校正精度高,能够满足电力系统测量实时性要求。     

直接数字频率合成中相位截断误差分析

直接数字频率合成具有相位噪声低、频率分辨力高和频率切换快等优点，但其合成的波形中含有大量的杂散分量，其中之一是由于相位截断引起的。本文用傅里叶级数的方法分析了合成波形的频谱特性，并对由于相位截断引起的杂散谱作了讨论。