锁相环

1锁相环原理

锁相环一般由鉴相器、环路滤波器（用PI控制器实现）和压控振荡器（用积分器实现）构成一个闭环反馈系统，通过反馈使输出相位跟踪目标信号相位。其中环路滤波器将相位差信号转换成角频率，压控制振荡器将角频率转换成相位信号输出。其中，最关键的是鉴相器的设计，单相锁相环与三相锁相环的不同就在于鉴相器的设计不同。

1.1三相锁相环鉴相原理

如图1所示，通过Clark变换（abc→αβ）和Park变换（αβ→dq）可以实现三相鉴相。Clark变换如式(1)所示，Park变换如式(2)所示。

则可以通过上述变换得到：

其中为三相电压相位，为锁相环输出相位。通过控制为“0”实现相位跟踪。

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西南交大舒泽亮

LV.2

2016-01-26 13:03

1.2单相锁相环鉴相原理

单相锁相环的基本思路是构造两正交变量并输入乘法器，在通过具有积分环节的控制环路使乘法器输出的平均值为零，从而实现锁相控制。如果输入信号归一化表示为：，输出相位信号为，于是将输出相位信号做余弦计算后与输入信号相乘，如式（6）所示。

Rachelmi

LV.9

2016-01-26 13:17

@西南交大舒泽亮

1.2单相锁相环鉴相原理[图片]单相锁相环的基本思路是构造两正交变量并输入乘法器，在通过具有积分环节的控制环路使乘法器输出的平均值为零，从而实现锁相控制。如果输入信号归一化表示为：[图片]，输出相位信号为[图片]，于是将输出相位信号做余弦计算后与输入信号相乘，如式（6）所示。 [图片]

半个板凳，等更新~

西南交大舒泽亮

LV.2

2016-01-26 13:18

2锁相环建模与仿真

2.1三相锁相环建模与仿真

在Matlab/Simulink平台上建立如图3所示的仿真模型，仿真结果如图4所示。

西南交大舒泽亮

LV.2

2016-01-26 13:23

2.2单相锁相环的建模与仿真

在Matlab/Simulink平台上建立如图3所示的仿真模型，仿真结果如图4所示。

西南交大舒泽亮

LV.2

2016-01-26 13:31

3锁相环的硬件实现

西南交大舒泽亮

LV.2

2016-01-26 13:35

4实验结果

西南交大舒泽亮

LV.2

2016-01-26 13:36

5锁相环的应用

西南交大舒泽亮

LV.2

2016-01-26 13:41

6问题探讨

1)三相电压不平衡（谐波、不平衡、偏移）时对三相锁相环检测的影响；

2)三相电压相序错位对锁相环检测的影响；

3)三相锁相环硬件实现时，采用查找表方式实现正余弦计算有什么优缺点，如何克服采用查找表方式的缺点；

4)单相锁相环是否可以通过虚拟B、C两相组成三相对称信号，采用三相锁相环基于同步坐标系的锁相控制策略；如果可以，是否同样可以只虚拟相α相或β相，采用基于同步坐标系的锁相控制策略；如果可以，具体怎样实现；

5)单相锁锁相环在鉴相过程中采用了滤波器，这会带来什么影响，如何克服其带来的影响。

电源网-fqd

2016-01-26 14:00

@西南交大舒泽亮

6问题探讨1)三相电压不平衡（谐波、不平衡、偏移）时对三相锁相环检测的影响；2)三相电压相序错位对锁相环检测的影响；3)三相锁相环硬件实现时，采用查找表方式实现正余弦计算有什么优缺点，如何克服采用查找表方式的缺点；4)单相锁相环是否可以通过虚拟B、C两相组成三相对称信号，采用三相锁相环基于同步坐标系的锁相控制策略；如果可以，是否同样可以只虚拟相α相或β相，采用基于同步坐标系的锁相控制策略；如果可以，具体怎样实现；5)单相锁锁相环在鉴相过程中采用了滤波器，这会带来什么影响，如何克服其带来的影响。

加红盖章~！