基于數字移相器的逆變器系統相位跟蹤控制

程序設定定時(shí)器A的CCR0為256，系統時(shí)鐘為16 MHz。因此，逆變器輸出電壓周期最小調整量為62．5 nsx256=16 μs。電網(wǎng)電壓頻率為50 Hz，即周期為20 ms，則最小調節相位為16μs／20msx360°=0．288°。即相位的調節分辨率為0．288°／360°x100％=0．08％。因為計算頻率需要兩個(gè)信號周期，而設置指針及頻率需要一個(gè)周期。因此系統穩定只需3個(gè)電網(wǎng)電壓周期。這樣的速度是比較快的，而且不會(huì )產(chǎn)生振蕩。

4 實(shí)驗結果
本實(shí)驗采用MSP430F2544產(chǎn)生SPWM信號，放大后經(jīng)過(guò)一級LC濾波電路產(chǎn)生正弦信號，模擬逆變器輸出電流信號。由函數發(fā)生器產(chǎn)生正弦波信號模擬電網(wǎng)電壓信號，正弦波信號的頻率在45～55 Hz之間變化。
通過(guò)雙蹤示波器測試輸入輸出信號，取輸入輸出信號的相位為零的點(diǎn)測試計算時(shí)間差，并求得相位差值。改變輸入正弦波的頻率測量20組數據，結果顯示相位誤差均小于0．5°。
相對誤差E=0．5°／360°×100％≈0．14％。當正弦波信號頻率改變時(shí)，觀(guān)察示波器上的波形變化情況，結果顯示輸出正弦波達到穩定的時(shí)間均不大于3個(gè)信號周期。當波形穩定時(shí)，輸入輸出波形具有穩定的相位差，說(shuō)明輸出輸出信號具有相同的頻率。

5 結論
在實(shí)驗系統中L-C濾波器的通頻帶為500 Hz遠高于輸入正弦波的頻率。由于較寬的濾波器通頻帶可以抑制電網(wǎng)環(huán)境變化對逆變器的影響，因此可以采用基于數字移相器的開(kāi)環(huán)控制方式進(jìn)行相位跟蹤，使得逆變器具有穩定性強，控制簡(jiǎn)單、速度快、精度高、無(wú)頻率誤差等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗結果顯示，該模擬系統的相位跟蹤誤差約為0．14％，頻率誤差為零，調節速度快，均小于3個(gè)周期。
與傳統的數字鎖相環(huán)控制方法相比性能有所提高，成本相對下降。說(shuō)明相位跟蹤控制方法有較為廣闊的應用前景，但其仍不能適用于電網(wǎng)變化非常劇烈的場(chǎng)合。