一种基于反Park变换的三相锁相环

摘要

本发明公开了一种基于反Park变换的三相锁相环，将三相电网电压经Clarke变换转换到静止坐标系得到其αβ分量，再分别经基于反Park变换的正交信号发生器得到其带通滤波后的量及其正交量，经正负序计算模块后得到电压正序基频的αβ分量，最后经基于同步坐标系的锁相环得到电压正序基频分量的相位角。采用本发明基于反Park变换的三相锁相环，可在电网不平衡和频率突变情况下都能精确快速的检测电网频率及相位。

主权项

一种基于反Park变换的三相锁相环，其特征在于包括：Clarke变换模块，用于将三相电网电压矢量u_gabc转换到两相静止坐标系下得到两个电压分量u_gα和u_gβ；基于反Park变换的正交发生器A，输入为电压分量u_gα与锁相环模块反馈的上一次输出的相位角θ′，包括第一Park变换模块、第一低通滤波器模块、第一反Park变换模块，第一Park变换模块将电压分量u_gα和第一反Park变换模块反馈的上一次带通滤波量正交量u′_β(α)以锁相环模块上一次输出的相位角θ′为角度经Park变换得到u_d(α)和u_q(α)，其中锁相环第一次启用时相位角初始值θ₀与带通滤波量正交量初始值根据实际情况确定；第一低通滤波器模块将u_d(α)和u_q(α)分别滤除交流分量得到直流量和第一反Park变换模块将直流量和以锁相环模块上一次输出的相位角θ′为角度进行反Park变换得到带通滤波量u_α(α)和带通滤波量滞后90度的正交量u_β(α)；基于反Park变换的正交信号发生器B，输入为电压分量u_gβ与锁相环模块反馈的上一次输出的相位角θ′，包括第二Park变换模块、第二低通滤波器模块、第二反Park变换模块，第二Park变换模块将电压分量u_gβ和第二反Park变换模块反馈的上一次带通滤波量正交量u′_β(β)以锁相环模块上一次输出的相位角θ′+π/2为角度经Park变换得到u_d(β)和u_q(β)，其中锁相环第一次启用时相位角初始值θ₀与带通滤波量正交量初始值根据实际情况确定；第二低通滤波器模块将u_d(β)和u_q(β)分别滤除交流分量得到直流量和第二反Park变换模块将直流量和以锁相环模块上一次输出的相位角θ′+π/2为角度进行反Park变换得到带通滤波量u_α(β)和带通滤波量滞后90度的正交量u_β(β)；正负序计算模块，输入为带通滤波量u_α(α)及其正交量u_β(α)和带通滤波量u_α(β)及其正交量u_β(β)，用于根据u_α(α)、u_β(α)、u_α(β)、u_β(β)计算得到电网电压的正序分量和计算公式为：$u_{\mathrm{g\alpha }}^{+}=\frac{1}{2}(u_{\alpha \left(\alpha \right)}-u_{\beta \left(\beta \right)})$$u_{\mathrm{g\beta }}^{+}=\frac{1}{2}(u_{\beta \left(\alpha \right)}+u_{\alpha \left(\beta \right)});$基于同步坐标系的锁相环模块，输入为电网电压的正序分量和用于根据正序分量和得到相位角θ；包括第三Park变换模块、PI控制器、加法器模块、积分器模块，第三Park变换模块将正序分量和以锁相环模块上一次输出的相位角θ′为角度进行Park变换得到和PI控制器控制等于0从而得到角频率Δω，加法器模块将角频率Δω和初始角频率ω₀相加，其和即为电网电压的角频率ω；积分器模块对角频率ω积分得到电网电压正序基频分量的相位角θ。