基于全复数型滤波器的三相锁相环技术

摘要

近年来,前置复数滤波器(CCF)的锁相环(PLL)技术成为电网同步研究中的热点.然而,现有的CCF-PLL已被证实其数学模型和控制性能与传统的实数滤波器型PLL基本一致.为提高系统的控制性能,该文提出一种CCF结构完全复数化的三相PLL技术.首先,给出前级滤波结构关于电压的传递函数,验证该结构可以准确分离出电网的基波正负序分量.其次,进行前级结构关于基波正序相位的数学建模,结合后级的同步旋转坐标系PLL,构建整个PLL系统关于相位的数学模型,并利用三阶最佳校正法对系统进行设计,确定相关控制参数.研究发现,若采用与CCF-PLL相同的开环截止频率,所提PLL的中频段宽度更宽、相位裕度更大.另外,还设计了多重全复数滤波结构级联的三相PLL,以便更彻底地抑制电网谐波.最后,通过仿真和实验进行验证,结果表明,相比CCF-PLL,所提PLL的控制性能更佳.