改善动态相位跟踪和不平衡电压检测性能的改进软锁相环算法

相位检测是控制系统的基础,软锁相环检测适用于电压畸变场合,便于数字化实现。分析了软锁相环应用于静止同步补偿器时面临的若干问题,并提出了2方面的改进方案:一是针对超前/滞后环节参数选取困难的问题,将其滤波功能转移到前置延时信号消除环节中;二是q轴电压经PI调节的输出直接作为相位的误差信号,减少了前向积分环节。通过仿真实验证明改进后的软锁相环在动态相位跟踪及不平衡电压检测等方面的性能有显著改善。

永磁同步电机角度软锁相环估算方法研究

分析了永磁同步电机无传感器控制的研究现状,设计一种电机角度软锁相环估算方法。在两相静止坐标系下建立永磁同步电机数学模型,获得包含电机角度和转速信息。通过对反电动势信息的积分、高通滤波及归一化处理,获得仅包含电机角度正余弦信息。借角度观测器理论,设计了软锁相环并确定了其关键参数,最终获得永磁同步电机电角度及同步转速。仿真分析及试验结果表明,此永磁同步电机角度软锁相环能够准确获得电机角度和转速信息,基于此方法的矢量控制系统稳定且动态特性好。

一种利于DSP实现的改进型电网电压软锁相环的研究

软锁相环(Soft Phase-locked Loop,SPLL)在现代工业控制尤其是电网电压相位锁定中得到越来越多的应用。分析了SPLL的基本结构和工作原理,针对传统SPLL运算量大、不利于在数字处理器(Digital Signal Processor,DSP)上实现的缺点,设计了一种改进型电网电压SPLL。根据电网电压SPLL工作原理,结合坐标变换关系,从结果出发,通过相角已锁定的性质来做逆向思考简化控制算法。动态计算SPLL的PI参数,以使锁相功能动态响应更好、控制算法运算量更少。理论分析、仿真研究都表明改进后的SPLL算法简单,动态响应快,能够抑制电网电压三相不平衡及谐波干扰,能够应对电网突然掉电等故障,非常利于在DSP中实现。

应用于有源滤波器的新型软锁相环技术

为了使有源滤波器可以在较短的时间内将由于大规模非线性负载接入电力系统带来的不同类型的谐波滤除并使谐波含量达到电网标准,在对于谐波产生的原因、由谐波产生的影响以及现有系统中的有源滤波器工作情况进行总结的基础上提出了一种采用反正弦函数加速收敛的新型软锁相环技术,在满足误差要求的前提下,可以实现绝大部分相位偏移范围内的1次调节锁相。将这种软锁相环应用于实际的有源滤波器系统当中,通过MATLAB/Simulink仿真实验证明,在相同电源和带有相同负载的条件对采用新型软锁相环技术的有源滤波器与采用传统硬锁相环的有源滤波器的各项指标进行对比,结果表明:采用新型软锁相环的有源滤波器相比收敛速度更快,最终的滤波和补偿效果更好。

基于软锁相的电压跌落检测方法

为了提高电网供电质量,保护敏感负荷不受电压短时跌落造成的电压波动的影响,研究了工业供电电网中电压跌落的检测.概述并分析了现有几种电压跌落的检测方法及特点,比较了这几种方法各自的优缺点.提出了基于软锁相(Soft Phase-Locked-Loop,SPLL)的电压跌落检测方法.给出了基本原理和结构,并对软锁相的电压跌落检测方法进行了仿真,最后完成了基于SPLL检测方法的动态电压恢复器的补偿实验.该方法响应速度快,对电源电压的相位跳变和频率漂移有很好的跟踪效果.仿真和实验结果验证了这种方法的有效性.

基于改进型软锁相环的大容量充放电装置的应用研究

大容量充放电装置是一种满足大型舰船装备需求的新型装置。论文给出了一种改进型软锁相环(SPLL)的设计方法,阐述了基于该SPLL的可逆SVPWM整流器在大容量充放电装置中的应用方案,该方案能够在电网电压发生畸变及不平衡条件下快速、准确地锁定电网电压相位,并大大提高大容量充放电装置的充放电性能和效率。仿真结果验证了方案的可行性和有效性。

感应电机软锁相环矢量控制系统研究

感应电机矢量控制的难点在于电机转速及同步电角度的计算。研究了感应电机矢量控制系统工作原理。通过基于软锁相环方法解算电机转速、角度。通过感应电机磁链模型解算转差转速。利用电磁感应原理使用定子电流和电机参数实现了转差转速计算,克服了转子电流不可测的缺点。模型矢量控制用电角度采用电机转速与转差转速分别积分再求和的方法求得。建立仿真模型,取合适的控制参数对控制环路进行仿真分析,仿真结果表明系统稳定且电机转速及同步电角度计算准确。搭建实验环境测试矢量控制效果,试验结果表明此感应电机矢量控制系统快速、稳定。

基于单片机8089的超声波电源控制技术的研究

针对目前大功率超声波电源采用模拟控制电路存在精度低、动态响应慢、参数整定不方便等缺点,采用单片机8089组成智能控制的超声波电源系统。提出了基于SPWM技术的双闭环控制策略和应用单片机实现软锁相的工作原理和软件思想,使整个超声波电源实现了低损耗、高功率因数,优化了电路的整体性能。

基于准比例谐振控制的有源电力滤波器

首先分析了比例谐振控制器的原理,改进了其对电网频率畸变敏感的特性,然后建立了基于准比例谐振控制器的有源电力滤波系统。利用DSP28335实现了该系统的集成控制,通过实验进行了验证,并与传统PI调节器进行了对比。该有源电力滤波器有效地降低了电网电流的畸变率(THD),提高了电能质量,并具有较高的稳定性。

1MW直驱风力发电系统建模与仿真研究

建立了1 MW直驱风力发电系统电磁暂态仿真模型,在PSCAD/EMTDC环境下采用电压空间矢量脉冲宽度调制技术(SVPWM)真实地反映变流器的动态开关过程和谐波特性,实现了直驱风力发电系统的机侧最大风能跟踪以及永磁发电机定子电流的解耦控制和网侧直流母线电压稳定的控制。文章还对网侧变流器的软件锁相环(SPLL)进行了优化设计,使之能够快速、准确地跟踪电网基波正序电压,有助于改善网侧变流器在电网不对称故障期间的动态控制性能。

能馈式智能电子负载的研究

根据能馈式智能电子负载能够实现电能的再生利用的特点,本文结合PID控制及数字锁相环技术,设计出一种新型的能馈式智能电子负载系统,并用MATLAB搭建系统进行仿真。仿真结果表明,装置运行稳定,放电电流纹波较小;能够实现电能的再生利用,具有非常好的应用前景。

基于DSP的并网逆变器的设计

逆变是整流的逆过程,逆变器是将低压直流电转换成交流电的装置。为了能将转换后的交流电送回电网,实现能量再循环,设计了基于DSP的并网逆变器,采用倍频单极性SPWM技术实现逆变控制,并利用DSP外设CAP检测逆变器输出电流频率和相位,以软锁相技术实现逆变器输出电流的相位和频率与电网电压同步;利用DSP外设ADC采集逆变器的输出电流与电网的电压,采用PI闭环调节以增加逆变器输出电流的稳定性,最后搭建实验样机验证设计的可行性。

中压大容量DVR的拓扑结构及其控制方法研究

介绍了动态电压恢复器的电路拓扑和基本原理以及DVR的发展趋势,提出了中压大容量条件下动态电压恢复器的一种切实可行的电路结构。在此基础上,提出了基于瞬时无功功率理论的DVR软锁相方法和改进的DVR反馈控制方法。进行了系统的仿真研究。对DVR补偿单元进行了实验。仿真和实验结果均验证了软锁相方法是有效的,DVR的补偿效果也是令人满意的。

基于SPLL技术的VSC-HVDC系统中相位检测的研究

对于电力系统运行过程中经常会出现功率波动问题,使锁相环相位检测功能明显受到干扰,甚至造成误判断。在通过改进经典锁相环（PLL）技术的基础上,设计了一种软锁相环（SPLL）技术,通过仿真发现,该技术可以有效降低系统谐波的影响,准确判断出系统相位,维持VSC-HVDC高压直流输电系统的稳定运行。

大容量静止同步补偿器(STATCOM)的几项关键技术

介绍了主电路拓扑、换流链直流电压优化控制、同步软锁相等方面对大容量STATCOM的几项关键技术,分析了STATCOM主电路拓扑结构特点及发展趋势,通过原理分析对换流链链节直流电压控制方法进行了对比,并重点描述了三级直流稳压的控制方法,在总结系统正序电压软锁相技术的基础上,阐述了基于同步旋转坐标系下的软锁相技术的工作原理。分析结果表明,基于H桥级联的链式结构STATCOM更易实现结构的紧凑化,便于做成移动式结构,实现动态电源的灵活配置;采用三级直流电压平衡控制策略可有效实现链式STATCOM直流电压平衡控制;基于同步旋转坐标系的软锁相技术有利于STATCOM暂态补偿特性的发挥。

异步电动机矢量控制的优化仿真分析

矢量控制是应用于异步电动机控制上最广泛的方法之一。以MatLab中的simulink为平台,搭建基于间接转子磁链定向(IRFO)的 异步电动机矢量控制模型,加入软锁相环环节和电压补偿环节,优化矢量控制模型。仿真结果表明加入两环节后,控制效果明显提高,达 到优化的目的。