ФАПЧ (3 фазы)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок ФАПЧ (3 фазы) реализует модель контура фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), принимающего на вход трёхфазный сигнал.

В основе блока лежит стандартная структура трёхфазного ФАПЧ [1]. В рамках блока возможен выбор способа формирования разности фаз через свойство Способ формирования разности фаз, в соответствие с которыми будет меняться структура ФАПЧ. Так, возможны два варианта:

Составляющая по оси q;
Фазовый сдвиг между dq-составляющими.
Их структурные схемы приведены на рис. 1 и 2 соответственно.

Рис. 1 Структурная схема трёхфазного ФАПЧ (Составляющая по оси q)#

Рис. 2 Структурная схема трёхфазного ФАПЧ (Фазовый сдвиг между dq-составляющими)#

Примечание

Данная модель предназначена для расчёта частоты и фазы входного трёхфазного синусоидального сигнала.

Модель состоит из следующих функциональных частей:

Фазовый детектор. Формирует сигнал разности фаз входной синусоиды и генератора фазы.

Важно

В конфигурации Составляющая по оси q на входе ожидается сигнал в относительных единицах, а в конфигурации Фазовый сдвиг между dq-составляющими это не имеет значения.

Также в блоке реализована возможность фильтрации сигнала разности фаз посредством Фильтра Скользящего Среднего (ФСС). Он может быть включен посредством свойства Фильтр скользящего среднего

Важно

В конфигурации Фазовый сдвиг между dq-составляющими выходным сигналом Фазового детектора является разность между рассчитанным углом и уставкой сдвига, заданной в свойстве Уставка по углу между осями d и q.

Примечание

В блоке возможна реализация автоматического перевода сигнала из именованных единиц в относительные посредством умножения на коэффициент, рассчитываемый из модуля входного сигнала. Для включения такого функционала в блоке предусмотрено свойство Учёт адаптивного коэффициента усиления. Данный функционал недоступен для конфигурации блока Фазовый сдвиг между dq-составляющими, ввиду того, что для функции арктангенса неважно, представлен ли входной сигнал в именованных или относительных единицах

Фильтр. Представляет собой ПИД-регулятор, формирующий сигнал на основании разности фаз, определённой фазовым детектором. Фактически данный сигнал представляет собой частоту входной синусоиды в \(\frac{рад}{с}\). При этом, начальное значение данной частоты задаётся в свойстве Начальная частота. Структурная схема реализации данного регулятора в блоке приведена на рис. 3 .

Рис. 3 Структурная схема реализации ПИД-регулятора#

Примечание

В структуре ПИД-регулятора в дифференциальном канале реализован фильтр низких частот, описываемый передаточной функцией первого порядка. Постоянная времени фильтра задаётся в свойстве Постоянная времени фильтра дифференциального канала ПИД-регулятора.

Генератор фазы (пилообразный). Представляет собой интегратор, сбрасывающийся при достижении фазой значения в 2\(\cdot \pi\) и формирующий, таким образом, пилообразный сигнал на выходе. На вход данного блока поступает управляющий сигнал от ПИД-регулятора.

Частота входного сигнала определяется из выходного сигнала ПИД-регулятора. В простейшем виде она определяется посредством перевода данного сигнала из \(\frac{рад}{с}\) в Гц. В блоке реализована возможность включения ограничения скорости изменения сигнала, а также его фильтрация после ограничения. Для включения данного функционала используются свойства Ограничение скорости изменения частоты и Фильтр частоты.

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Расположение оси d в начальный момент времени: Сонаправлена с осью фазы A; Отстает от оси фазы A на 90°; Другое	Отстает от оси фазы A на 90°	-	-
Способ формирования разности фаз: Составляющая по оси q; Фазовый сдвиг между dq-составляющими	Фазовый сдвиг между dq-составляющими	-	-
Угол между осями A и d в начальный момент, доступно при выборе `Расположение оси d в начальный момент времени`-`Другое`	0.0	-	град
Уставка по углу между осями d и q, доступно при выборе `Способ формирования разности фаз`-`Фазовый сдвиг между dq-составляющими`	180.0	-	град
Минимальная частота, доступно при выборе `Учёт адаптивного коэффициента усиления`-`вкл` или `Фильтр скользящего среднего`-`вкл`	10.0	-	Гц
Начальная фаза	0.0	-	град
Начальная частота	60.0	-	Гц
Коэффициент усиления пропорционального канала ПИД-регулятора	180.0	-	-
Коэффициент усиления интегрального канала ПИД-регулятора	3200.0	-	-
Коэффициент усиления дифференциального канала ПИД-регулятора	1.0	-	-
Постоянная времени фильтра дифференциального канала ПИД-регулятора	0.001	-	с
Частота среза фильтра измерителя частоты, доступно при выборе `Фильтр частоты`-`вкл`	25.0	-	Гц
Предельное значение скорости изменения частоты, доступно при выборе `Ограничение скорости изменения частоты`-`вкл`	1000.0	-	-
Учёт адаптивного коэффициента усиления, доступно при выболре `Способ формирования разности фаз`-`Составляющая по оси q`	вкл	-	-
Фильтр скользящего среднего	вкл	-	-
Фильтр частоты	вкл	-	-
Ограничение скорости изменения частоты	вкл	-	-
Тип задания дискретизации: Децимация фундаментальной частоты дискретизации проекта; Период дискретизации; Частота дискретизации	Децимация фундаментальной частоты дискретизации проекта	-	-
Период дискретизации, доступно при выборе `Тип задания дискретизации`-`Период дискретизации`	0.05	-	с
Коэффициент децимации фундаментальной частоты дискретизации проекта, доступно при выборе `Тип задания дискретизации`-`Децимация фундаментальной частоты дискретизации проекта`	1	-	-
Частота дискретизации, доступно при выборе `Тип задания дискретизации`-`Частота дискретизации`	20.0	-	Гц

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Входной сигнал фазы А	Вход	-	-	Автоматика
Входной сигнал фазы В	Вход	-	-	Автоматика
Входной сигнал фазы С	Вход	-	-	Автоматика
Частота	Выход	-	Гц	Автоматика
Угол	Выход	-	рад	Автоматика

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков

ФАПЧ (3 фазы)#

1. Свойства#

2. Входы и выходы#

3. Источники#