CN106452120B - 一种锁相同步补偿处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锁相同步补偿处理方法，包括以下步骤：S1、采集电网电压，并进行锁相；S2、提取电网A相电压基波相位及电网频率；S3、根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿，得到真实过零点位置，并同步该位置信息。本发明的锁相同步补偿处理方法通过锁相并进行定时补偿的方式来确定电网过零点同步位置，利用锁相环，滤除了电网的谐波等干扰信息，获得A相电压基波相位，通过一个定时器将检测到的相位点再进行定时获取到A相的实际过零点信号，系统不会出现多个干扰的过零点位置信息，并且其成本低、检测简单。
Description
技术领域
本发明涉及功率控制领域，特别涉及一种锁相同步补偿处理方法及系统。
背景技术
可控硅功率调节控制关键是检测供电电网的过零点同步，并依据同步进行可控硅的触发。错误的同步检测将导致可控硅无法正常的驱动导通，甚至会因驱动不正常导致可控硅烧毁。目前多数系统通过检测供电电网电压，并通过额外的硬件处理产生过零位置信号，这种方案需要对电网电压信号进行滤波处理，使用模拟比较器比较出硬件过零点信号，而且此方案会使用较多模拟器件，信号滤波会导致相移，且模拟器件的不一致性会导致检测误差，此外如果电网质量太差，模拟电路处理将是一个难题，严重的将产生多个过零点位置，给实际的过零点信息提取带来很大困难。
发明内容
本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种不会产生多个过零点位置、成本低、检测简单的锁相同步补偿处理方法及系统。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种锁相同步补偿处理方法，包括以下步骤：
S1、采集电网电压，并进行锁相；
S2、提取电网A相电压基波相位及电网频率；
S3、根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿，得到真实过零点位置，并同步该位置信息。
进一步地，所述步骤S3还包括，采用定时器对所述基波相位进行定点提取，设置判定相位点，判断所述提取的基波相位点大于或等于所述判定相位点时，进行过零点位置补偿。
进一步地，所述步骤S3具体包括：
S31、计算一个整周期2π角度内需定时时间T = M/fr，其中，M为时钟频率，fr为电网频率；
S32、判断wt≥θt且wt0＜θt是否成立，若是，则执行步骤S33，若否，则执行步骤S34，其中wt为当前基波相位点，wt0为上一次锁相相位点，θt为判定相位点，且0＜θt＜2π；
S33、计算需定时的相位θ=π/2+(2π-wt)+θ’，根据所述需定时的相位计算定时时间Tim = θ*T/2π，并启动定时器定时同步，其中，θ’为系统补偿的相位；
S34、将当前相位wt赋值给wt0，wt0=wt，并准备重新执行步骤S1。
本发明同时提供一种锁相同步补偿处理系统，包括依次连接的锁相单元、定时补偿单元、驱动控制单元；
所述锁相单元用于采集电网电压，进行锁相，并提取电网A相电压基波相位及电网频率；
所述定时补偿单元用于根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿，得到真实过零点位置，并进行同步该位置信息；
所述驱动控制单元用于根据所述位置信息对可控硅进行驱动控制。
进一步地，所述根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿还包括，采用定时器对所述基波相位进行定点提取，设置判定相位点，判断所述提取的基波相位点大于或等于所述判定相位点时，进行过零点位置补偿。
与现有技术相比，本发明的有益效果
本发明的锁相同步补偿处理方法通过锁相并进行定时补偿的方式来确定电网过零点同步位置，利用锁相环，滤除了电网的谐波等干扰信息，获得A相电压基波相位，通过一个定时器将检测到的相位点再进行定时获取到A相的实际过零点信号，系统不会出现多个干扰的过零点位置信息，并且其成本低、检测简单。
附图说明
图1所示为本发明的锁相同步补偿处理方法流程图。
图2所示为本发明锁相同步原理示意图。
图3所示为本发明的锁相同步补偿处理系统模块框图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：
图1所示为本发明的锁相同步补偿处理方法流程图，包括以下步骤：
S1、采集电网电压，并进行锁相；
S2、提取电网A相电压基波相位及电网频率；
S3、根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿，得到真实过零点位置，并同步该位置信息。
本发明的锁相同步补偿处理方法通过锁相并进行定时补偿的方式来确定电网过零点同步位置，利用锁相环，滤除了电网的谐波等干扰信息，获得A相电压基波相位，通过一个定时器将检测到的相位点再进行定时获取到A相的实际过零点信号，系统不会出现多个干扰的过零点位置信息，并且其成本低、检测简单。
本发明通过采集电网电压，并经过锁相环PLL进行锁相，获得A相电压基波相位wt以及电网频率fr。这个相位信息因是提取的电网电压基波成分，所以相位信息准确且有规律。定时补偿单元对相位信息进行定点提取并定时补偿得到对应于电网A相过零点位置。此位置信息作为驱动控制部分的参考同步位置，后续依据此信息对可控硅进行驱动控制。同步锁相处理单元处理图示如下图2所示。
在图2中，定义AD采样间隔t，现在的控制芯片都有较高的处理速度，因此可以定义的采集范围从1KHz到100KHz都能满足需求。如定义10KHz的采样锁相速度时，t=100uS。锁相环输出相位信息为0～2π，wt为任意时刻的角度，设定一个定时器Tim，系统设置一个启动同步定时的判定点，定时器Tim将wt时刻的相位与判定点进行比较而启动。所以wt的选取不能太靠近整周期相位2π位置，同时也不能太远离整周期相位位置，避免锁相过程与真实同步偏差过大。
在一个具体实施方式中，所述步骤S3还包括，采用定时器对所述基波相位进行定点提取，设置判定相位点，判断所述提取的基波相位点大于或等于所述判定相位点时，进行过零点位置补偿。
在一个具体实施方式中，所述步骤S3具体包括：
S31、计算一个整周期2π角度内需定时时间T = M/fr，其中，M为时钟频率，fr为电网频率；
S32、判断wt≥θt且wt0＜θt是否成立，若是，则执行步骤S33，若否，则执行步骤S34，其中wt为当前基波相位点，wt0为上一次锁相相位点，θt为判定相位点，且0＜θt＜2π；
S33、计算需定时的相位θ=π/2+(2π-wt)+θ’，根据所述需定时的相位计算定时时间Tim = θ*T/2π，并启动定时器定时同步，其中，θ’为系统补偿的相位；
S34、将当前相位wt赋值给wt0，wt0=wt，并准备重新执行步骤S1。
通过上述的处理过程，系统可以达到准确检测相位并能够根据系统参数进行相位补偿。定时器Tim定时后产生的中断将最终作为A相的电压过零同步点，系统可以依据此中断作为参考，进行后续的可控硅驱动触发。这样系统避免了不准确的过零点检测或因电网质量导致的多个过零点信息带来的不准确驱动，保障了系统稳定的运行。
图3所示为本发明的锁相同步补偿处理系统模块框图，包括依次连接的锁相单元、定时补偿单元、驱动控制单元；
所述锁相单元用于采集电网电压，进行锁相，并提取电网A相电压基波相位及电网频率；
所述定时补偿单元用于根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿，得到真实过零点位置，并进行同步该位置信息；
所述驱动控制单元用于根据所述位置信息对可控硅进行驱动控制。
在一个具体实施方式中，所述根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿还包括，采用定时器对所述基波相位进行定点提取，设置判定相位点，判断所述提取的基波相位点大于或等于所述判定相位点时，进行过零点位置补偿。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。
Claims (3)
1.一种锁相同步补偿处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集电网电压，并进行锁相；
S2、提取电网A相电压基波相位及电网频率；
S3、根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿，得到真实过零点位置，并同步该位置信息；其中，采用定时器对所述基波相位进行定点提取，设置判定相位点，判断所述提取的基波相位点大于或等于所述判定相位点时，进行过零点位置补偿。
2.根据权利要求1所述的锁相同步补偿处理方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
S31、计算一个整周期2π角度内需定时时间T＝M/fr，其中，M为时钟频率，fr为电网频率；
S32、判断wt≥θt且wt0＜θt是否成立，若是，则执行步骤S33，若否，则执行步骤S34，其中wt为当前基波相位点，wt0为上一次锁相相位点，θt为判定相位点，且0＜θt＜2π；
S33、计算需定时的相位θ＝π/2+(2π-wt)+θ’，根据所述需定时的相位计算定时时间Tim＝θ*T/2π，并启动定时器定时同步，其中，θ’为系统补偿的相位；
S34、将当前相位wt赋值给wt0，wt0＝wt，并准备重新执行步骤S1。
3.一种锁相同步补偿处理系统，其特征在于，包括依次连接的锁相单元、定时补偿单元、驱动控制单元；
所述锁相单元用于采集电网电压，进行锁相，并提取电网A相电压基波相位及电网频率；
所述定时补偿单元用于根据所述基波相位对A相过零点位置进行补偿，得到真实过零点位置，并进行同步该位置信息；其中，采用定时器对所述基波相位进行定点提取，设置判定相位点，判断所述提取的基波相位点大于或等于所述判定相位点时，进行过零点位置补偿；
所述驱动控制单元用于根据所述位置信息对可控硅进行驱动控制。
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