逆变器锁相

三相锁相环PLL锁相原理及仿真验证

锁相环在光伏逆变器并网中有重要应用，负责测量电网信号相位，实现逆变器单位功率因数并网。

原理分析中，三相锁相环首先通过abc三相电压的dq0变换，将交流量转换至同步旋转坐标系下的分量，便于进行直流量控制。通过PI调节使得a相q轴分量为0，借助积分环节计算出d轴旋转角度。由于a相与d轴最终重合，此角度即为a相角度，图1展示了这一原理。

结合实际情况分析，若a相电压滞后d轴30°，a相电压q轴分量为负值。通过原理图，可得知经PI调节后输出正值，与电网角速度相减，得到小于电网角速度的w。积分后得到wt，反馈到派克变换中，使得dq坐标系旋转速度减慢。经过调节，最终d轴与电网电压同步旋转，此时q轴分量为0，电网电压与d轴保持同步，此时得到a相角度，锁相成功。

仿真验证中，在三相并网逆变器中验证三相锁相环，输出的正弦曲线与电网相位一致，验证锁相成功。

1.3 从同步发电机到逆变器并网的锁相环使用与设计

此篇笔记详述了同步发电机并入电网时的锁相环使用与设计，以及逆变器并网的同步要求。同步发电机并网时，需要满足四个条件：频率一致，电压幅值、波形和相序匹配。其中，相序和幅值调整相对容易，而频率和相位的同步相对较难，实验中通过暗灯法和灯光旋转法实现。

逆变器并网时，其桥臂电压矢量需与电网合成矢量重合，这就需要利用锁相环技术。锁相环通过锁定电网侧合成向量的角频率和相位，确保逆变器输出与电网同步。该技术涉及鉴相器、环路滤波器和压控振荡器，通过反馈机制调整输出以达到锁定相位和频率的目的。

锁相环的基本构造包括输入信号检测相位差并进行调节，鉴相器、环路滤波器与压控振荡器协同工作。通过PI控制器和积分器的设计，实现对相位的精确跟踪，同时也体现了环路滤波器和压控振荡器的功能。维纳方法是参数调节的常用策略，通过优化系统阻尼和带宽，计算出控制器参数。

在仿真过程中，尽管理论上可以通过计算得出锁相环的值，但在实际操作中，考虑到计算复杂性、实时性和计算机处理限制，使用锁相环控制是必要的。这反映出锁相环技术在实际应用中的灵活性和优势。

UPS同步锁相的原理是什么？

UPS电源一般有三个级别的保护，1是市电正常的时候，它稳压稳频。2是市电中断或严重不稳时，由电池供电。3是电池放光电后旁路还有正常的电力供应时，它就转到旁路去供电。还有一种情况是UPS自身的逆变器出现故障或逆变器过载时，它会自动转到旁路去供电。也就是说旁路供电是UPS的最后一道保护，为了能够在这种时候安全的转到旁路供电而对后端的设备不造成影响，就要求UPS平时的输出的频率要与旁路供电的频率同步，这就是锁相，具体的原理是UPS内部有两个电路，一个是从旁路采样的，另一个是自身震荡出来的标准正弦波，UPS按照标准的正弦波逆变，但是频率随旁路的频率变化而变化，但是为了保护后端负载，UPS都有一个同步的范围，一般是正负3HZ，超出这个范围或是旁路没电了，UPS就只按本机内部的标准输出 了。

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