隨著工業(yè)自動化程度的日益提高，電力用戶對安全、環(huán)保、可控、高質(zhì)量的電能需求不斷增長。三相電壓型PWM整流器利用電容作為儲能元件，與傳統(tǒng)不可控二極管整流器相比，具有網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)可控、直流側(cè)電壓穩(wěn)定、能量雙向流動等優(yōu)點，因此，在工程中得到了廣泛應(yīng)用[1-4]。
為獲得PWM整流器的控制信號，需要利用網(wǎng)側(cè)電壓的相位進(jìn)行坐標(biāo)變換，但是在三相電網(wǎng)電壓頻率偏移時，普通鎖相環(huán)存在響應(yīng)速度慢、鎖相精度差等缺點。參考文獻(xiàn)[5]提出一種改進(jìn)的鎖相環(huán)，即鎖相環(huán)輸入是三相電壓的某一相，并在采樣環(huán)節(jié)前加入了延遲環(huán)節(jié)，改善了網(wǎng)側(cè)電壓電流的同步性。但在電網(wǎng)電壓頻率波動時，鎖相效果不夠理想。參考文獻(xiàn)[6]提出一種基于瞬時無功理論的軟件鎖相環(huán)，通過兩次坐標(biāo)變換，分解電源電壓得到兩部分矢量，最后經(jīng)過比較、濾波和積分后輸出相位，并將該鎖相環(huán)應(yīng)用到動態(tài)電壓恢復(fù)器中，動態(tài)電壓恢復(fù)器獲得了較好的補償效果。目前，將基于坐標(biāo)變化理論的鎖相環(huán)應(yīng)用在PWM整流器中的文獻(xiàn)還比較少。
本文基于坐標(biāo)變換理論，提出一種通過電壓矢量變換的數(shù)字信號鎖相環(huán)，并將其應(yīng)用在三相PWM整流器中。利用Matlab/Simulink對搭建的三相電壓型PWM整流器模型進(jìn)行仿真。結(jié)果證明，在三相電網(wǎng)電壓頻率偏移時，鎖相環(huán)能夠快速鎖定輸入信號的頻率和相位。
1 三相電壓型PWM整流器
1.1 三相電壓型PWM整流器的主電路
圖1為基于新型數(shù)字鎖相環(huán)的三相電壓型PWM整流器主電路，其中，ua、ub、uc代表交流側(cè)三相電壓源電壓，udc為直流側(cè)濾波電容C的輸出電壓，ia、ib、ic為交流
