单相锁相环总结.doc

锁相环:跟踪、锁定交流信号的相位,还可提供有关信号的频率和幅值信息。锁相环可以实时调整、自动控制,以保证相位的同步。软件锁相环相比于硬件锁相具有设计方便、修改灵活的优点,不需要复杂的硬件电路即可实现相关功能。单相软件锁相环(SPLL)有两种设计思路。一是基于单相变量的设计思路,而是基于两相正交变量的设计思路。一、基于单相变量的设计思路基于虚拟平均无功鉴相的单相锁相环假设输入电压基波分量,令鉴相器输出的电压相位为,那么定义一虚拟电流,并定义两者的乘积为虚拟无功电流,取出其中的2次谐波后,即为虚拟无功功率平均值。通过闭环控制使=0,从而实现相位锁定。结构简单,但是采用了低通滤波器,因此会有较大系统延迟;若输入信号中有谐波存在,则会在鉴相输出信号中引入响应谐波信号,使得低通滤波器难以设计实现要求。基于输入信号重构的单相锁相环采用自适应滤波理论来重构其输入信号的基频分量,相位角不需要经任何延迟,从鉴相器输出端直接得到。具有较大好的动态快速性,但是对电网电压谐波较为敏感。基于两相正交变量的单相锁相环基于延迟法虚拟两相的单相锁相环采用90°延迟模块产生与输入电网电压信号相差90°的电压信号,由此构成静止正交坐标系。延迟90°来获得正交电压信号,降低了系统的响应速度,对电压谐波也较为敏感,最重要的是,无法准确实现延迟90°。基于微分法虚拟两相的单相锁相环设电压在坐标系中的投影分别为和,因此可由通过求导变换得到,由此得到了一组正交的电压量。这相较于传统的通过延迟环节得到电压正交量,该方法保证了两组数据的同时性,保证了实时性,提高了算法的精度。然后将和通过dq变换转化为以为角速度的旋转坐标系下的量和,变换所使用的角度为锁相环的输出。以d轴方向为电压参考方向,则的值反映了锁相环输出电压相位