[发明专利]一种基于正交信号发生的单相电压软锁相环

权利要求书

1.一种基于正交信号发生的单相电压软锁相环,其特征在于，包括：正交信号产生模块(1)、正交信号处理模块(2)、相角估计模块(3)；其中，

所述正交信号产生模块(1)产生一个与输入信号正交的信号，然后将输入信号和该正交信号都输入到正交信号处理模块(2)中；

正交信号处理模块(2)的输入信号是原始输入信号和正交信号产生模块(1)的输出信号；

相角估计模块(3)由PI控制和积分模块组成；相角估计模块(3)的输入信号是正交信号处理模块(2)的输出信号，相角输出模块中经PI控制处理过的信号送入正交信号产生模块(1)，相角输出模块的输出信号送入正交信号处理模块(2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于正交信号发生的单相电压软锁相环，其特征在于，本单相锁相环的正交信号产生模块(1)与正交信号处理模块(2)，用以消除锁相环稳态时二倍频分量对锁相结果的影响，同时保证了锁相环动态响应的性能。

3.根据权利要求1所述的一种基于正交信号发生的单相电压软锁相环，其特征在于，本单相锁相环用于非理想电网条件下的相位在线估计。

4.根据权利要求1所述的一种基于正交信号发生的单相电压软锁相环，其特征在于，正交信号产生模块(1)，也可称为正交信号发生模块，由子模块：延时模块(1.01)、加法器一(1.02)、除法器(1.03)、乘法器一(1.04)、三角函数计算模块一(1.05)、三角函数计算模块二(1.06)和增益模块(1.07)构成；

延时模块(1.01)为延时T\4模块，可使输入信号采样实现延迟T\4的功能，延时模块(1.01)也可称为延迟信号环节；

三角函数计算模块一(1.05)和三角函数计算模块二(1.06)，均可以输出对应于输入的三角函数数值；

增益模块(1.07)的增益为T\4；

输入信号v_i经延时模块(1.01)输出信号v_β，使用输入信号v_i、信号v_β、由相角估计模块(3)中的反馈信号Δω_o通过加法器一(1.02)、除法器(1.03)、乘法器一(1.04)、三角函数计算模块一(1.05)、三角函数计算模块二(1.06)和增益模块(1.07)产生信号v_c，具体地：

其中，为输入的电网电压信号，输入电网电压信号相位为V_i为电压幅值、ω_i为信号角频率、t为时间、为初相角；ω_n为额定状态下的电网频率、Δω_o＝ω_o-ω_n为输入角频率的估计值与正常电网角频率的差值、T为额定频率时信号的周期；v_β(t)为输入电网电压信号v_i(t)延迟个周期得到的信号，v_c(t)为与输入信号正交的信号；

然后将信号v_i、v_a、v_c作为正交信号产生模块(1)，也可称为正交信号发生模块的输出；此处v_i＝v_a。