HE Matsubara 1, 1,2 Rong Chen
(1. Jiangsu Institut de génie électrique et de l'information de l'Université d'ingénierie, Zhenjiang, Jiangsu 212013, Chine; 2. École de génie électrique Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224051)
précision traditionnelle PLL est pauvre, lent et ainsi de suite, l'utilisation de la boucle à verrouillage de phase numérique pour réaliser un transformateur apériodique méthode basée sur la puissance améliorée découplage commande de courant prédictive, une bonne solution pour l'onduleur triphasé et verrouiller en cours d'exécution réseau de problème. La simulation et les résultats expérimentaux montrent que la boucle à verrouillage de phase numérique de la fréquence des changements grille, peut être suivi en rapidement et avec précision la phase de la tension du réseau, a confirmé que ce procédé présente un bon effet dans l'onduleur grille à verrouillage de phase.
Transformateur, mauvais payeurs, PLL; onduleur
CLC: TM464
Code de document: A
DOI: 10,16157 / j.issn.0258-7998.2017.02.033
format de citation chinois: Il Matsubara, Chan Wing basé conception numérique du transformateur de boucle à verrouillage de phase Technologie électronique, 2017,43 (2): 137-139,144.
Anglais format de citation: Il Songyuan, Chen Rong. Conception de boucle à verrouillage de phase numérique basée sur le transformateur .Application Technique électronique, 2017,43 (2): 137-139,144.
0 introduction
Dans la nouvelle grille d'énergie, l'application de la PLL est largement utilisé. Inverseur grille nécessite phase d'acquisition du capteur de la grille, des informations de fréquence, et effectue ensuite la conversion A / D. Comment obtenir des informations rapidement et avec précision a devenir le centre de recherche et connectés au réseau onduleur à la tension du réseau. PLL matériel classique par un matériel tension de circuit de détection de passage à zéro, bien que faible coût et facile à mettre en uvre, mais il est sensible aux conditions de perturbations externes et la précision. Pour que le courant de sortie de l'onduleur lorsque la grille peut rapidement et avec précision le suivi de la phase de la tension sur la grille, le verrouillage numérique technique est apparue . l'effet de l'angle de phase PLL est de générer la tension de grille et de courant de grille reste la même fréquence et en phase, tandis que le calcul en temps réel de la phase actuelle de la grille de transformation de coordonnées du découplage total actuel de la bague intérieure . Dans cet article, par rapport au transformateur de courant prédite réalisé deadbeat combine la méthode de découplage amélioré procédé et un vecteur stratégie de modulation spatiale , une bonne solution au problème de l'onduleur triphasé et l'exécution de verrouillage grille. Dans le modèle de construction Matlab / Simulink et la simulation, la simulation et les résultats expérimentaux confirment transformateur boucle à verrouillage de phase numérique basée avec de bons résultats en termes de précision et enchevêtré.
Un topologies d'onduleur
La topologie de l'onduleur représenté sur la figure 1, se compose généralement de deux condensateur de liaison à courant continu de côté en série, la stabilisation de la tension de bus, l'absorption de courant d'ondulation, le découplage d'énergie, l'égalisation et ainsi de suite. Dans des applications pratiques, ont besoin d'une certaine résistance en parallèle aux bornes de chacun des condensateurs sont des résistances, dont l'un des mesures supplémentaires pour résoudre le problème de l'équilibrage de la pression, le second est lorsque le système est arrêté, la libération d'énergie peut fournir un passage, de sorte que cette résistance peut être soumis à une teneur de résistance ou de résistance libération.
puissance de prototypage 1,2 kVA, le support de condensateur une variété de méthodes de calcul, il n'y a pas de conclusion unifiée, le calcul de la conception actuelle (1) Méthode selon la formule pour donner Cd comme 332 uF, sélectionner deux 450 V 1000 uF condensateur électrolytique en série / , la valeur équivalente du condensateur 500 uF, résistance de fuite sélection 10W30KJ.
La grille d'acquisition d'informations de conception tension transformer1 à charge, un transformateur à l'aide d'acquisition de signal de capteur à induction électromagnétique . principe du transformateur de tension est le transformateur courant-tension, le circuit de détection de tension est similaire au circuit de détection de courant, un paramètre de référence peut également être fournie. Un circuit de détection de courant, par exemple, comme représenté sur la Fig.
Une série transformateur de courant primaire dans le circuit de sortie, l'état de court-circuit approximatif secondaire, la première étape, le signal de courant en un signal de tension, une seconde étape pour fournir une tension de référence est appliquée à l'amplificateur opérationnel, le troisième étage est un circuit d'amplificateur différentiel, amplifier le signal de tension, la dernière étape est un suiveur de tension, jouer le rôle de transformation d'impédance, afin d'améliorer le circuit de capacité de charge, l'entrée a / D de telle sorte que l'utilisation de la diode de verrouillage bloque la tension 3,3 V.
Pour la collecte de fréquence du réseau est utilisé pour le circuit de détection de passage par zéro est prévu A / D fréquence d'échantillonnage du signal de détection de la grille, la période de temps entre les deux grilles est égal à zéro, le circuit de détection de zéro représenté sur la figure 3.
circuit de détection de passage à zéro de détection de circuit du premier étage et l'effet du même circuit, le signal de courant en un signal de tension, un second comparateur de LM339 de phase est la même fréquence du signal sinusoïdal en un signal d'onde carrée -5 V ~ + 5 V, une seconde est un inverseur à trois, le signal est converti en 0 ~ 5 V signal d'onde carrée, à travers la quatrième étape et la cinquième limiteur de phase inverse introduite dans le DSP, d'une commande à partir de la DSP du démarrage montant ou descendant fréquence correspondant peut être obtenu, des diodes de serrage servent à protéger le port I / O.
2 deadbeat commande de découplage d'alimentation
1 à la figure KVL disponible,
Selon la formule (4), le processus passe de piste de commande deadbeat discrète, commande de tension de boucle externe de la PI, la boucle de courant de commande deadbeat utilisé pour réaliser la commande numérique deadbeat bénéfique.
Formule (2) abc / dp conversion, rotation disponible en synchronisation avec le système de coordonnées de modèle de tension de grille:
Dans lequel, ud, composant uq dq du vecteur de sortie onduleur de tension; ed, eq composants dq d'un vecteur de tension de réseau triphasé, composants dq id, iq pour la sortie de l'onduleur vecteur courant; [omega] est la fréquence angulaire de la tension du réseau .
Formule (5) se trouve non seulement affecter axe tension du réseau de courant, mais aussi par l'effet de couplage croisé, de sorte à courant d'axe dq découplée .
En ea, eb, ec état d'équilibre, la tension grille vecteur sélectionner l'orientation de l'axe directe, à savoir, ed = ES, eq = 0, et en réglant id ud pour ajuster ainsi la sortie de puissance active. le vecteur tension VL tension grille Es vecteur résultant, à travers l'inductance, la résistance, le vecteur de tension VR, et la grille vecteur courant Is, l'angle du facteur de puissance, un diagramme vectoriel de l'espace comme représenté sur la Fig.
En substituant dans l'équation (5) peut être obtenu:
Découpler le schéma de principe classique représenté sur la. Figure 5, le courant de sortie du régulateur PI pour compléter le courant de référence est suivi d'axe orthogonal.
Procédé de découplage amélioré introduit directement dans la réponse dynamique de la référence de découplage de courant, un système plus rapide, le composant de pulsation ne contient pas le bras de pont, afin d'éviter le couplage entre la composante d'ondulation résiduelle, ce qui améliore la qualité du réseau actuel . courant alternatif améliorée découplage schéma fonctionnel interne représenté sur la Fig.
Après le découplage puissance:
Dans lequel, P est la puissance active, Q est la puissance réactive. Cette prise de conscience de la puissance de commande de découplage à partir de la vue de côté de l'onduleur, lorsque le courant d'axe directe est courant positif de l'axe de quadrature est égale à zéro, tout le rendement énergétique de la puissance active, facteur de puissance de l'unité d'inverseur; courant d'axe est positif si , un axe en quadrature négative peut être réalisée pour la compensation de puissance réactive. Axe orthogonal courant composant à changement, il est possible d'ajuster la qualité de l'alimentation électrique et la grille.
expérience 3
Afin de vérifier la faisabilité et la fiabilité de la stratégie de contrôle, mis au point avec un processeur prototype 1,2 kVA utilise le TI de TMS320F2812, puces pilotes utilisent du dispositif d'alimentation IR2132 IR de IR en utilisant un modèle IRFP460 MOSFET. Les mêmes paramètres expérimentaux et des paramètres de simulation.
Lorsque la fréquence de commutation est de 10 kHz, la forme d'onde onduleur de tension de sortie représentée sur la figure 7, on peut voir, depuis la fréquence de commutation est insuffisant, les paramètres du filtre ne correspondent pas, il y a un pic d'enveloppe, à composants multiples à fréquence élevée, contient des composants plus harmoniques, lorsque la fréquence de commutation est de 20 kHz, la forme d'onde onduleur de tension de sortie représentée sur la figure, on peut voir, cette forme d'onde de temps est sensiblement supérieure à 10 kHz, l'inductance du boîtier de filtre 3 mH, condensateur du filtre. 2.2 pF.
La figure 8 (a) M est une forme d'onde de tension avant filtration est de 0,9. La figure 8 (b) est une forme d'onde de la tension de sortie et courant de sortie, le taux de modulation M déterminé par la sortie du convertisseur de tension de phase de la tension de bus de courant continu, autant que possible, de sorte que le taux de modulation est voisin de 1, en général.
Mesuré Figure 9 (a) pour la tension de grille de passage par zéro onde de détection, on peut voir sur la figure, la même tension de grille et la fréquence de la tension d'onde carrée, peut être capturé en utilisant une capture d'interruption DSP montant ou descendant des informations signal de fréquence de la grille d'acquisition . . La figure 9 (b) est un angle de verrouillage de phase de la tension du réseau, les expériences de la DSP est la conversion de la forme d'onde dans la valeur d'angle DA à partir du port d'affichage. Comme on peut le voir à partir de la forme d'onde, la plage angulaire de verrouillage de phase de 0 à 2n.
Comme aucune différence sur la base de la grille actuelle de la stratégie de commande de découplage puissance prédite de tension et de courant de grille pour obtenir une double commande en boucle fermée, de manière à régler l'énergie de sortie peut être découplé et un système de commande de facteur de puissance en commandant l'identifiant et le QI, l'ajustement pour atteindre le réseau électrique et l'effet de la qualité de puissance.
4 Conclusion
Cet article de l'analyse et la vérification de la boucle à verrouillage de phase numérique basé sur un transformateur de faisabilité expérimentale et théorique, en liaison avec les méthodes actuelles de la technologie de prédiction et deadbeat espace vectoriel prototype de modulation à 1,2 kVA. La simulation et les résultats expérimentaux, le procédé a une applicabilité à une forte serrure de la grille, mais peut également être vu que la boucle à verrouillage de phase numérique ayant une bonnes caractéristiques stables et dynamiques peuvent être obtenus pour un rapide courant donné suivre avec précision, le verrouillage de la forme d'onde de bons résultats.
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