基于數(shù)字移相器的逆變器系統(tǒng)相位跟蹤控制

程序設(shè)定定時器A的CCR0為256，系統(tǒng)時鐘為16 MHz。因此，逆變器輸出電壓周期最小調(diào)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(diào)節(jié)相位為16μs／20msx360°=0．288°。即相位的調(diào)節(jié)分辨率為0．288°／360°x100％=0．08％。因為計算頻率需要兩個信號周期，而設(shè)置指針及頻率需要一個周期。因此系統(tǒng)穩(wěn)定只需3個電網(wǎng)電壓周期。這樣的速度是比較快的，而且不會產(chǎn)生振蕩。

4 實驗結(jié)果
本實驗采用MSP430F2544產(chǎn)生SPWM信號，放大后經(jīng)過一級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(shù)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測試計算時間差，并求得相位差值。改變輸入正弦波的頻率測量20組數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示相位誤差均小于0．5°。
相對誤差E=0．5°／360°×100％≈0．14％。當(dāng)正弦波信號頻率改變時，觀察示波器上的波形變化情況，結(jié)果顯示輸出正弦波達到穩(wěn)定的時間均不大于3個信號周期。當(dāng)波形穩(wěn)定時，輸入輸出波形具有穩(wěn)定的相位差，說明輸出輸出信號具有相同的頻率。

5 結(jié)論
在實驗系統(tǒng)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(shù)字移相器的開環(huán)控制方式進行相位跟蹤，使得逆變器具有穩(wěn)定性強，控制簡單、速度快、精度高、無頻率誤差等優(yōu)點。實驗結(jié)果顯示，該模擬系統(tǒng)的相位跟蹤誤差約為0．14％，頻率誤差為零，調(diào)節(jié)速度快，均小于3個周期。
與傳統(tǒng)的數(shù)字鎖相環(huán)控制方法相比性能有所提高，成本相對下降。說明相位跟蹤控制方法有較為廣闊的應(yīng)用前景，但其仍不能適用于電網(wǎng)變化非常劇烈的場合。