帕克变换和克拉克变换

克拉克变换

克拉克变换是一种将三相静止坐标系(a,b,c)中的交流信号转换成两相静止坐标系(α, β)正交信号的坐标变换方法,主要用于简化三相系统的控制与分析,尤其在电机矢量控制(FOC)中实现解耦。‌‌

在理想的三相三线制系统中,三相电流 ia​, ib​, ic​满足基尔霍夫电流定律,流入节点的电流和流出节点的电流始终为0:

得到方程一:ia​+ib​+ic​=0

我们的目标是在二维平面上构建一个正交坐标系,以唯一地表示三相系统:

  1. 确定α轴:通常将α轴与A相轴线重合,即满足 iα=k⋅ia,
  2. 确定β轴:β轴应超前α轴90度,形成一个正交的二维平面。

根据矢量投影:

矢量 a​ 在矢量 b​ 方向上的标量投影公式为,

得到方程二:矢量投影=∣a∣cosθ

则针对上图我们可以得出:

再根据诱导公式:奇变偶不变,符号看象限 ,得出克拉克变换基本形式 ,记为方程组三:

结合方程三和方程一,我们化简一下其基本形式得到方程四:

此时我们已经推导出了克拉克的基本形式方程,但这里有个问题:

我们根据能量守恒,转换后的二维坐标和原来的三维坐标的模要相等,也就是电流总大小要相等

根据模的运算,我们假设Ia相给的电流为1A,结合方程一,为了简化计算,我们假设 B 相和 C 相的电流大小相等(这是三相系统平衡状态的基础),则Ib=Ic=-0.5A,结合矢量模和方程四,我们得到就发现两个矢量不相同,所以对方程四两边同时乘与2/3,就得到了克拉克变换的等幅值正变换 。记为方程五:

结合方程一和方程五,就可以得到克拉克变换的逆变换 ,记为方程六:

帕克变换

帕克变换的主要目的是将定子的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,转子在电机控制过程中是不断旋转的,为了进一步描述转自和定子的位置关系(如下图),结合克拉克变换,把α-β轴投影·到D-Q轴上既可以得出

将D轴和Q轴的投影到α-β轴上,我们就得到了帕克变换正变换形式,即

将α-β轴投影到DP轴就得到了帕克变换的逆变换:

相关推荐
fan_0008 小时前
国密TLCP协议,LKT4305GMT护航物联网安全通信
单片机·嵌入式硬件·mcu·物联网·加密芯片
李永奉1 天前
中科蓝讯SDK开发-BT897X、BT891X、AB573X、AB572X 系列 触摸按键提示音功能实现
网络·单片机·嵌入式硬件·mcu·物联网
一只小透明啊啊啊啊7 天前
Socket、AIDL、SOME/IP
c++·mcu
youcans_7 天前
【嵌入式软件AI编程】16. Claude Code 与 VS Code 的协同开发
stm32·mcu·嵌入式·ai编程·claude code
橘色的喵8 天前
MCU SD 卡上电加载流程:从寄存器访问到文件系统挂载
mcu·文件系统·加载·sd
ysu_03149 天前
TinyML 模型部署:从 Edge Impulse 到 STM32F103
驱动开发·stm32·嵌入式硬件·mcu·硬件架构·硬件工程·dsp开发
youyou-060610 天前
Classic AUTOSAR 中 CAN 协议栈整体架构
mcu·面试·汽车
意法半导体STM3211 天前
【官方原创】LAT1709STM32C5硬件CRC值的计算话题
stm32·单片机·嵌入式硬件·mcu·crc·微控制器·stm32c5
国科安芯12 天前
低轨卫星姿轨控系统中高可靠嵌入式控制单元的设计与验证
单片机·mcu·低轨卫星·星间链路·卫星姿轨控
国科安芯13 天前
卫星电源管理系统中宽温域低功耗MCU的选型与适应性分析
嵌入式硬件·mcu·抗干扰·抗辐射·宽温