【摘要】：由于單相電網(wǎng)缺少自由度,采用閉環(huán)鎖相技術(shù)檢測單相電網(wǎng)的相位、頻率和幅值等參數(shù)存在一定技術(shù)難度。針對此問題,研究了一種基于正交信號發(fā)生器(OSG)的單相鎖相環(huán)(SPLL),不但有效解決了這一技術(shù)問題,而且從理論上分析了該SPLL的3個基本環(huán)節(jié),然后建立了SPLL控制系統(tǒng)的小信號模型,根據(jù)小信號模型分析了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后,通過實驗驗證了所研究的SPLL能正確檢測電網(wǎng)的參數(shù),同時也證明該SPLL,具有較好的暫態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性。
【圖文】：

sid相乘（6為SPLL檢測的電網(wǎng)相位），然后將這輸出端（U'(0,W(s))總能得到一對等幅同頻的 兩個積相加得到?，“q經(jīng)過低通濾波器濾波后，再正交電壓信號。因此，在此研究的0SG具有頻率 經(jīng)過LF處理后得到頻率信號Aw,它與中心角頻自適應(yīng)性。 率叫的和經(jīng)過VC0處理，得到電網(wǎng)的相位信號。u(j)_r-~~— a(j), 2.2OSG-SPLL的小信號模型及其特性分析I ‘ 上節(jié)推導(dǎo)了各環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，0SG-SPLL的9a(s)^ ^-iiP 小信號模型如圖4所示，在準(zhǔn)鎖相（或鎖相）狀態(tài)下，從控制理論的角度分析，0SG-SPLL是一個線圖20SG框圖 ?Fig.2TheOSGblockdiagram ■制系統(tǒng)’圖中“q(S)是作贓SPLL的擾動量，? i w。是前饋量，前饋的作用為加快SPLL控制系統(tǒng)？2o| ~ 的暫態(tài)響應(yīng)速度。 ^0_r： “I 1W-'8OL~；。2 圖4OSG-SPLL的小信號模型w/rad.s-' Fig.4ThesmallsignalmodeloftheOSG-SPLL圖30S^頻率特性 若將電網(wǎng)的相位}用變量0代替，則OSG-rie.3FrequencycharacteristicoltheObLrSPLL的開環(huán)傳遞函數(shù)和擾動傳遞函數(shù)分別為：此處所研究的PLL由鑒相器（PD)、環(huán)路濾波 ，器（LF)和壓控振蕩器（VC0)等3個環(huán)節(jié)組成。假 ⑴=Kf}=“貧⑶)設(shè)電網(wǎng)電壓為ji(f)=[/mC0S誠，其經(jīng)過0SG處理后 ,w(k+1^(4)得到一對正交的電壓信號，即： h(s24

鎖相狀態(tài)下，相位誤差如-合接近于交t(n其出零或非常小，正弦函數(shù)因此“q(?)正弦值，#乘以SPLL輸出相位的余弦值，再將這 胃以近彳以表廠、為兩個積相加，其和為?，用低通濾波器對進(jìn)行 °，不、：、?.,rr/&濾波處理。最后，根據(jù)濾波后的?檢測電網(wǎng)_位幅值和解 式⑶表不理想電網(wǎng)電壓的情況’當(dāng)電網(wǎng)電a°____ 中含有諧波信號時，即中可能含有兩種分"“量，于是?⑴等于直流分量N⑴與交流分量之和。為抑制諧波對SPLL的影響，采用低通濾波nrT"gI— 器提取直流分量，然后根據(jù)直流分量檢測電網(wǎng)的圖10SG-SPLL的結(jié)構(gòu)圖 相位。低通濾波器為，6t>p為低通濾Fig.1ThestructureoftheOSG-SPLL 波器的截止頻率，在此，Wp=50a/Tttrad.s-1[4]。采用的OSG如圖2所示。OSG由2個積# 因為PI調(diào)節(jié)器既可保證SPLL控制f統(tǒng)具有器、2個乘法器和1個放大器;t構(gòu)成I3]。根據(jù)該S推導(dǎo)出傳遞函數(shù)⑴/“⑴和—s)/“⑴，這兩個精度，所以LF—般采用PI調(diào)節(jié)器，如：Gur⑴=V傳遞函數(shù)的頻率特性如圖3所示。可見，在諧振頻kJs°分析圖1可知’0SG-SPLL的VC0為-個積分率處，雖然兩者的幅頻特性相同，但相頻特性相差器，傳遞函數(shù)為：Gvoc(s)=N�。（。�

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