Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Mojiri foroshani,Yadollah Zakeri hoseinabadi
محسن مجیری فروشانی (استاد راهنما) یداله ذاکری حسین ابادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Fatemeh Karimi
فاطمه کریمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Analytical Study and Comparison of Three-Phase Phase-Locked Loop Structures
Phase locked loop (PLL) is one of the signal processing tools that has applications in a variety of fields, such as communication systems, control of power systems, power electronic for the purposes such as synchronization, phase detection and estimation of fundamental component of the input sinusoidal signal. The conventional structure of the PLL consists of three blocks, phase detector, loop filter and voltage controlled oscillator. Voltage controlled oscillator generates a sinusoidal signal whose phase angle is synchronous with the phase of input signal, therefore PLL can estimate phase and frequency of input sinusoidal signal. In this regard, in recent years, enhanced phase locked loop was introduced that has better performance compared with PLL. This would ascertain through adding a loop to the conventional PLL that provides the estimation of input signal amplitude. One phase synchronous refrence frame PLL is a simple structure of phase locked loop that is used for estimating the frequency and amplitude of a sinusoidal signal, too. The second order generalized integrator (SOGI) is also a structure for estimating amplitude, phase and the frequency of the sinusoidal signal. Quadrature phase locked loop is another structure for estimating the frequency on the basis of PLL and it is capable of providing the estimation of fundamental component. In this research, it is shown that the one phase PLL structures are mathematically equivalent. In the domain of three phase, three phase PLLs are used for estimating the fundamental component of the input signal. The most common algorithm in the domain of threephase is the three phase PLL or three phase synchronous refrence frame PLL which is widely used for estimating the components of symmetrical component in three phase power systems. In recent years, new PLL structures were suggested based on the generalization of one phase algorithms. A collection of these structures, is generalization of one phase enhanced PLL to the algorithm for estimating the three phase signal parameters that leads to the introducing the three phase magnitude-phase locked loop (MPLL). Another generalization of this structure is led to introducing the threephase PLL with seven order equations that named three phase enhanced PLL. In three phase domain, also a structure, namely threephase SOGI with frequency locked loop (SOGI-FLL), with generalization of second order generalized integrator was introduced. This structure composed of three SOGI sub filter and a first order differential equation that estimates frequency of three phase sinusoidal signals. In this thesis, three phase algorithms and their equivalency are studied. This study shows that threephaseMPLL with three phase synchronous refrence frame PLL and three phase pseudo linear enhanced PLL with three phase SOGI-FLL are equivalent. The performance of one phase PLL, three Phase PLL and their equivalents were examined by computer simulations. Key words: enhanced phase locked loop, second order generalized integrator, three-phase phase locked loop
حلقه قفل شده در فازیکی از الگوریتم های پردازش سیگنال است که دارای کاربردهایی در زمینه های گوناگون مانند سیستم های مخابراتی، کنترل سیستم های قدرت والکترونیک قدرت برای اهداف سنکرون سازی، آشکارسازی فاز و تخمین مؤلفه اصلی سیگنال ورودی می باشد.ساختار مرسوم حلقه قفل شده در فازشامل سه بلوک آشکارساز فاز، فیلتر حلقهو نوسان ساز کنترل شده با ولتاژاست. نوسان ساز کنترل شده با ولتاژیک سیگنال سینوسی تولید می کند که فازآن با فاز سیگنال ورودی سنکرون است، بنابراین حلقه قفل شده در فازتوانایی تخمین فاز و فرکانس سیگنال سینوسی ورودی را دارا می باشد. در این راستا در سال های اخیر حلقه قفل شده در فاز ارتقا یافته معرفی شده که عملکرد بهتری نسبت به حلقه قفل شده در فاز مرسوم دارد. این امر با اضافه کردن یک حلقه به حلقه قفل شده در فازمرسوم که تخمین دامنه سیگنال سینوسی ورودی را فراهم می سازد، تحقق یافته است.حلقه قفل شده در فازبا مرجع سنکرون تک فاز، انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم با حلقه قفل شده در فرکانس و حلقه قفل شده در فاز تربیعی ساختارهای دیگر تک فاز برای تخمین ویژگی های یک سیگنال سینوسی هستند. در این پایان نامه ساختارهایحلقه قفل شده در فازتکفاز و هم ارزی آن ها با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده خواهد شد که ساختارهای تک فاز همگی به لحاظ فرمول بندی ریاضی کم و بیش هم ارز هستند. در حوزه سه فاز نیز،حلقه های قفل شده در فازسه فاز برای تخمین مؤلفه اصلی سیگنال سه فازبکار برده می شوند. رایج ترین الگوریتم در حوزه سهفاز،حلقه قفل شده در فازسه فاز مرسوم یا حلقه قفل شده در فازبا مرجع سنکرون سه فاز است که به طور گسترده ای در سیستم های قدرت سه فاز برای تخمین مؤلفه های سیگنال سه فاز متقارن استفاده می شود. در سال های اخیر، ساختارهای سه فاز جدیدی بر مبنای تعمیم الگوریتم های حوزه تکفاز پیشنهاد شده است.یک مجموعه از این ساختارها تعمیم حلقه قفل شده در فازارتقا یافته تکفاز به الگوریتمی برای تخمین پارامترهای سیگنال سه فاز متقارن است که منجر به معرفی حلقه قفل شده در فاز-دامنهسه فاز شده است.یک تعمیم دیگر از این ساختارها، منجر به معرفی ساختار سه فاز با معادلات مرتبه 7 شده است که حلقه قفل شده در فازارتقا یافته سهفازنامیده شده است. هم چنین در حوزه سهفاز می توان با تعمیم انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم نیز یک ساختار به نامانتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم با حلقه تخمین فرکانسسهفاز معرفی کرد که از سه زیرفیلتر انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم در هر فاز استفاده می کند و با یک معادله دیفرانسیل مرتبه اول فرکانس سیگنال سینوسی را تخمین می زند. در این پایاننامه هدف تحقیق هم ارزی الگوریتم های حوزه سهفاز است. این تحقیق نشان می دهد که حلقه قفل شده در فاز-دامنهسه فاز با حلقه قفل شده در فازبا مرجع سنکرونسه فاز و حلقه قفل شده در فازارتقا یافته شبه خطی سهفاز با انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دومبا حلقه تخمین فرکانس سه فاز هم ارز هستند. با شبیه سازی های متعدد کامپیوتری عملکرد ساختارهای های تکفاز و سهفاز مقایسه می گردد. کلمات کلیدی:1- حلقه قفل شده در فاز ارتقا یافته 2- انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم3- حلقه قفل شده در فاز سه فاز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی