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
无聊的菜鸟1 天前
TMS320F2806X学习笔记(零)—— C2000、CCS、新建工程
笔记·mcu·c2000·f2806x
国科安芯6 天前
详解ADC 规则组外部触发:CH2、CH3 与 TRGO2
运维·网络·单片机·嵌入式硬件·mcu·系统架构
电子科技圈8 天前
芯科科技推出其功耗最低的低功耗蓝牙SoC产品BG2B, 能效、安全性及集成度领先
嵌入式硬件·mcu·物联网·网络安全·智能家居·iot·交通物流
0x3F(小茶)8 天前
复位异常(Cortex-M处理器)
单片机·mcu
wengqidaifeng11 天前
2026 年电赛(TI 杯)H 题:摆杆机械结构、MaxiCamPro 测量、步进编码器与三层 PID
单片机·嵌入式硬件·mcu
0x3F(小茶)11 天前
FreeRTOS 系统配置
c语言·单片机·mcu
wengqidaifeng12 天前
2026 年电赛(TI 杯)控制类 H 题:编码器速度环、差速运动学、MPU6050 航向环与直线稳定性
单片机·嵌入式硬件·mcu
sramdram13 天前
基于MCU微控制器的高速无感FOC吸尘器解决方案
mcu·微控制器·mcu微控制器
云空14 天前
《ARM Cortex‑M 系列完整梳理》
stm32·单片机·嵌入式硬件·mcu
时光の尘16 天前
【凌鸥LKS32】基础篇(二)·Timer定时器实现LED闪烁
单片机·mcu·物联网·iot·timer·lks07