[發(fā)明專利]一種新型的高精度過(guò)零檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610582414.9
• 申請(qǐng)日: 2016-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107643442A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉錚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉錚
• 主分類號(hào): G01R19/175
• 分類號(hào): G01R19/175
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于相位補(bǔ)償和過(guò)零檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有相位補(bǔ)償功能的高精度過(guò)零檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，直流無(wú)刷電機(jī)、光伏并網(wǎng)器、有源電力濾波器、高性能軟啟動(dòng)、開(kāi)關(guān)電源等都得到了廣泛應(yīng)用，而在這些應(yīng)用中，都需要檢測(cè)交流電網(wǎng)的過(guò)零點(diǎn)。但由于位置傳感器的安裝位置與系統(tǒng)成本、采樣器件的性能、高頻電磁干擾、工作器件的震動(dòng)、功率器件的高工作頻率等影響，使得檢測(cè)到的電壓信號(hào)中含有大量的諧波成分，最終導(dǎo)致過(guò)零信號(hào)的誤判斷。

針對(duì)此問(wèn)題，要得到準(zhǔn)確的過(guò)零信號(hào)，常規(guī)做法是先利用無(wú)源濾波器消除檢測(cè)信號(hào)中的諧波干擾，再進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)；該方法雖能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但會(huì)帶來(lái)信號(hào)的相位延遲和畸變，無(wú)法保證過(guò)零信號(hào)的實(shí)時(shí)性。對(duì)常規(guī)做法進(jìn)行改進(jìn)后，一種通過(guò)相位補(bǔ)償和零點(diǎn)校正的方法得到廣泛應(yīng)用，但只適用于軟件設(shè)計(jì)方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)傳統(tǒng)過(guò)零檢測(cè)方法因高頻干擾和相位延遲而影響檢測(cè)精度的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種新型的高精度過(guò)零檢測(cè)方法，該方法利用壓控電壓源型二階低通濾波器和全通濾波器的改進(jìn)電路，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的無(wú)源濾波器，消除檢測(cè)信號(hào)中的諧波干擾，再進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種新型的高精度過(guò)零檢測(cè)方法，包括壓控電壓源型二階低通濾波器、全通濾波器。所述的壓控電壓源型二階低通濾波電路，濾除采樣電壓信號(hào)中的高頻干擾信號(hào)，與傳統(tǒng)的無(wú)源濾波器相比，具有輸入阻抗高、輸出阻抗低，不受負(fù)載影響的優(yōu)點(diǎn)；而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)通帶放大倍數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)基波信號(hào)幅值的補(bǔ)償。

所述的全通濾波器，其幅頻響應(yīng)始終為1，因此可以對(duì)相位進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，且不會(huì)影響幅值的變化，非常適合于相位調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的有益效果是，該新型高精度過(guò)零檢測(cè)方法，壓控電壓源型二階低通濾波器具有良好的濾波特性和工作穩(wěn)定性，并且全通濾波器的相位補(bǔ)償能夠有效的調(diào)整信號(hào)的相位。本發(fā)明不僅解決了信號(hào)采集中濾波的問(wèn)題，而且可以消除濾波帶來(lái)的相位偏差，大大減小了軟件設(shè)計(jì)的工作量，便于算法的實(shí)現(xiàn)和處理，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖 1 是本發(fā)明的壓控電壓源型二階低通濾波器電路。

圖 2 是本發(fā)明的全通濾波電路。

具體實(shí)施方式

如圖所示，本發(fā)明的新型高精度過(guò)零檢測(cè)方法，包括壓控電壓源型二階低通濾波器、全通濾波器。

所述的壓控電壓源型二階低通濾波電路，濾除采樣電壓信號(hào)中的高頻干擾信號(hào)，與傳統(tǒng)的無(wú)源濾波器相比，具有輸入阻抗高、輸出阻抗低，不受負(fù)載影響的優(yōu)點(diǎn)；而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)通帶放大倍數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)基波信號(hào)幅值的補(bǔ)償。在選擇 R 和 C 的值時(shí)，幅值衰減和相移只與 R 和 C 的乘積有關(guān)，而與二者各自的參數(shù)值大小無(wú)關(guān)。根據(jù)截止頻率應(yīng)大于基波頻率的10倍，小于開(kāi)關(guān)頻率的1/2，選擇截止頻率 fc=1 kHz。電路中設(shè)置 R1=R2=1.6 kΩ ，C1=C2=0.1，則實(shí)際的截止頻率fo=995Hz，即截止角頻率=6 250 rad/s。

所述的全通濾波器，其幅頻響應(yīng)始終為1，因此可以對(duì)相位進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，且不會(huì)影響幅值的變化，非常適合于相位調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié) R3與 C 的乘積，可實(shí)現(xiàn)相位在 0~180°范圍內(nèi)的任意補(bǔ)償。在本發(fā)明中，全通濾波器電路中C=10 μF ，R1、R2和R3采用10 kΩ的電位器。

以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，沒(méi)有局限性，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。