之前一些相关的资料。

https://ww2.mathworks.cn/discovery/clarke-and-park-transforms.html

三相电压的大小是随时间变化的正弦波形,相位依次相差120°,具体如下图所示:

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在𝛼𝛽静止坐标系中,𝛼轴和𝛽轴的相位差为90°,且𝛼𝛽的大小是随时间变化的正弦波形,具体如下图所示:

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1、Park变换

将静止坐标系α-β变换到同步旋转坐标系d-q的坐标变换称为Park变换。是目前分析同步电动机运行最常用的一种坐标变换,由美国工程师派克(R.H.Park)在1929年提出。派克变换将定子的a,b,c三相电流投影到随着转子旋转的直轴(d轴),交轴(q轴)与垂直于dq平面的零轴(0轴)上去,从而实现了对定子电感矩阵的对角化,对同步电动机的运行分析起到了简化作用。    

𝑑𝑞坐标系相对与定子来说是旋转的坐标系,转速的角速度和转子旋转的角速度相同,所以,相当于转子来说,𝑑𝑞坐标系就是静止的坐标系;而𝑖𝑑和𝑖𝑞则是恒定不变的两个值,具体如下图所示:

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根据物理结构,我们发现:          
𝑑 轴方向与转子磁链方向重合,又叫直轴:          
𝑞 轴方向与转子磁链方向垂直,又叫交轴:          
𝑑轴和𝑞轴如下图所示:

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2、Park变换计算过程    

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如上图所示,d-q坐标系与α-β坐标系直接夹角θ,此θ是随转子转动的,应该注意的是,Park变换和后面讲的反Park变换中所需要传入的角度θ都是电角度而非转子的机械角度。接下来开始进行数学的分析:

我们把α和β轴上的 Iα ,Iβ通过正交分解,分解到d-q坐标轴上去,Iα在d轴上的分量 = Iαcosθ,Iβ在d轴上的分量 = Iβsinθ,Iα在q轴上的分量 = -Iαsinθ,Iβ在d轴上的分量 = Iβcosθ,综上可以得到如下结果:

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3、Park变换仿真

测试图如下:   

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分出的节点,按住Ctrl鼠标左键拖动即可。

theta输入使用的是Repeating Squence,搜索Repeating即可。

效果如下:

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这里面需要主要theta的设置。频率(斜率)设置的不对,输出还是正弦波。    

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4、后记小结

整个过程主要是搜索网上的资料进行整理,更进一步的理解还需要通过不断地温习加深。下面摘录一些书中的小结。

ABC轴系到αβ轴系的变换,仅是一种相数的变换,只是将对称的三相静止绕组变换为了对称的二相静止绕组,就产生圆形旋转磁动势方式而言,两者没有本质的区别,都是在静止的空间对称绕组内通以时变的交流电流,电流的频率没有改变。

       由静止ABC轴系到静止αβ轴系的变换仅是由三相到二相的“相数”变换,而静止的αβ轴系到同步旋转dq轴系的变换却是一种“频率变换”。

在直流电机中,通过电刷和换向器的作用,京电枢绕组中的交变电流改变为了直流,或者将外电路的直流改变为了电枢绕组中的交流。

如需Clark变换与Park变换的仿真程序,可公众号后台留言“仿真变换”。

5_Clark变换Simulink仿真详细步骤

4_FOC之Clarke变换原理及推导_1

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