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交流电机控制算法里面的坐标变换是什么原理?

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出0入0汤圆

发表于 2016-7-25 09:30:05 | 显示全部楼层 |阅读模式




这是什么原理?有没有三维立体图看看更清晰些,没太看懂为何要这样变换?

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(134271950)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-7-25 09:30:50 | 显示全部楼层
有没有人用理解之后的大白话说说啊。有没有动态的三维图解释
(134271513)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-25 09:38:07 | 显示全部楼层
建议看看pic的应用手册
(134266116)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-7-25 11:08:04 | 显示全部楼层
weichao4808335 发表于 2016-7-25 09:38
建议看看pic的应用手册

这就是pic的文档。我看的有些朦胧。不太清晰
(134258361)

出0入14汤圆

发表于 2016-7-25 13:17:19 | 显示全部楼层
一些人没事乱搞,乱搞期间发现了规律与电功参数有对应关系。
(134256306)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-25 13:51:34 | 显示全部楼层
这个公式就是对上面那段话的诠释 啊!!!
(134249794)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-7-25 15:40:06 | 显示全部楼层
leeloo 发表于 2016-7-25 13:51
这个公式就是对上面那段话的诠释 啊!!!

没看懂啊,能不能说说,开导下。为何要有这两个变换?怎么想到的?
(134219045)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-26 00:12:35 | 显示全部楼层
最近也刚学习这部分,新手,我的个人理解是这样的
通过采样检测到电机相线的三个相电流,这三个相电流就会产生一个磁场,CLARKE变换的结果就是根据三个120°方向的矢量得出在直角坐标系下的合电流方向(这个方向直接相关于常规理解的坐标系下电流产生的磁场方向),但是光我们知道这个磁场方向是没用的,电流产生的磁场要和电机里面磁铁的磁场相互作用才会输出力矩,所以第二个变换中引入磁铁的角度,计算出电流磁场在磁铁磁场方向上的投影,产生与磁铁磁场同向的那部电流就被叫做D轴电流,产生与磁铁磁场垂直那部分电流被叫做Q轴电流,其中Q轴电流一般是关注重点,因为两个垂直的磁场是输出力矩的原因。
这两个变换仅仅是得到当前实际电流产生的力矩,参考两个轴的期望力矩进行PID控制,得到D轴电压和Q轴电压,再原路返回进行变换,得到三相电压,最后调制SPWM输出。
CLARKE变换的关键是三个电流虽然是矢量,但是物理关系决定了他们的算术和是0,所以三个变量可以得出两个变量的结果。
PARK类似于已知两个磁场方向(已知磁场间的夹角和大小),求输出力矩。
这两个变换的好处是使交流同步电机有类似于直流电机的控制效果,根据三个相电流不能直观的判断出当前的输出力矩,而两次变换以后,Q轴电流的大小直接就反映了输出力矩的大小,对输出力矩(电流环)的控制直接映射到对Q轴电流的控制上,结果再逆变换到三个相线上去就行了。
另外D轴电流的影响我还没理解清楚,抽空再看看。
(134186666)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-7-26 09:12:14 | 显示全部楼层
samo110 发表于 2016-7-26 00:12
最近也刚学习这部分,新手,我的个人理解是这样的
通过采样检测到电机相线的三个相电流,这三个相电流就会 ...

讲的非常不错,虽然是你说的是永磁同步电机,我用的是交流感应电机,但是我也明白了。你理解的比我深入多。你有什么好的资料么。我看ti的翻译文档看得真蛋疼,读都读不顺。翻译的可真烂。

你可以在多说说关于这方面的理解。我学习一下啊。
(134181923)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-26 10:31:17 | 显示全部楼层
我是250 发表于 2016-7-26 09:12
讲的非常不错,虽然是你说的是永磁同步电机,我用的是交流感应电机,但是我也明白了。你理解的比我深入多 ...

其实我也没有系统的学习过,只是感兴趣业余的时间了解了一些,刚开始学
目前接触的资料就是网上普遍都学习过的ST的宣讲资料,其他的都百度文库随便翻,各家的资料基本都是基于自己的芯片或者库函数,所以我一般只看其中一些思想和方法,走得比较慢
现在也就刚想明白正反变换,SPWM波的产生和位置估计都还不够明白
也等你分享
(134180626)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-26 10:52:54 来自手机 | 显示全部楼层
经过变换之后。应该就能控制直流电机一样控制交流电机
(134177571)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-26 11:43:49 | 显示全部楼层
楼主抽时间看看电机拖动资料,坐标变换的根本原因就是交流感应电机的磁链比直流电机要复杂的多,定子磁场和转子磁场耦合太紧密,变换就是解耦,通过解耦达到像控制直流电机一样控制交流电机的目的
第二本书的7.6节说的比较简单明了,第一本书6.6节有详细的推导过程

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(134173815)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-26 12:46:25 | 显示全部楼层
坐等专家上课了
(134171895)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-7-26 13:18:25 | 显示全部楼层
鲜衣怒马 发表于 2016-7-26 11:43
楼主抽时间看看电机拖动资料,坐标变换的根本原因就是交流感应电机的磁链比直流电机要复杂的多,定子磁场和 ...

感谢我已经下载了,立马看看,请问你能否详细简单的说说自己的理解
(134171194)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-26 13:30:06 | 显示全部楼层
你在matlab上做变换仿真试试,
就会发现, 做了多变换后,主要有以下优点,
1.本来三个量需要控制,  变换过后只有两个量需要控制了(打个比方, 原本是 ua, ub, uc 三相电压三个量, 变换后, 变成了 U_alpha, U_beta两个电压两个量。)
2.本来是交流量, 变换后变成了直流量,从控制理论角度来看,  直流量的控制明显方便过交流量的控制。
3.在电机控制方面,交流磁场等效为直流磁场,控制性能不是提高一点点。
(134170329)

出0入8汤圆

发表于 2016-7-26 13:44:31 | 显示全部楼层
CLARKE和PARK变换其用意就是将交流电机电流解耦成励磁电流跟电驱电流来控制,模拟直流电机一样的控制特性,PIC的矢量控制我不知道是怎么实现的,但是我可以明确的告诉你,国内ACIM的矢量控制工程实现基本基于转子滑差模型,算出滑差,加上转子的机械速度就是转子的同步速度,积分就可以得出转子磁场角度,接下来的就好说了。
其实ACIM的有PG矢量控制想做好是最较容易的,因为所有的模型都是明确的,解藕出来的电流也是准确的,只在电机参数误差不大就没有什么大的问题。
(134151336)

出0入0汤圆

发表于 2016-7-26 19:01:04 来自手机 | 显示全部楼层
文档里面三轴啥意思?基准kanbudy,就晕了
(132805709)

出0入0汤圆

发表于 2016-8-11 08:48:11 | 显示全部楼层
学习了@开始接触。
(132804068)

出0入0汤圆

发表于 2016-8-11 09:15:32 来自手机 | 显示全部楼层
mtswz.213 发表于 2016-7-26 13:44
CLARKE和PARK变换其用意就是将交流电机电流解耦成励磁电流跟电驱电流来控制,模拟直流电机一样的控制特性, ...

看来你对异步机的控制很有研究啊,我也做异步机控制
(132803894)

出0入4汤圆

发表于 2016-8-11 09:18:26 来自手机 | 显示全部楼层
高质量的回帖啊
(132802237)

出0入0汤圆

发表于 2016-8-11 09:46:03 | 显示全部楼层
LZ有没有做步进驱动器的经验啊?
(132797331)

出0入0汤圆

发表于 2016-8-11 11:07:49 | 显示全部楼层
其实很简单,就是线性代数里面的概念,就是从一个参考系变到另外一个参考系,作用是解耦,从固定参考系变换到转动参考系之后,会化简掉一大堆参数,比较容易实现线性
(132109622)

出0入0汤圆

发表于 2016-8-19 10:09:38 | 显示全部楼层
挺好的,下来学习下。
(132107888)

出0入0汤圆

发表于 2016-8-19 10:38:32 | 显示全部楼层
就是把120°三轴坐标系转换到90°两轴坐标系,然后再转换到以转子为基准旋转坐标系,这样复杂的三相交流电机的控制可以转换为简单的直流电机控制,这就是FOC的基本原理。
(132100343)

出0入0汤圆

发表于 2016-8-19 12:44:17 来自手机 | 显示全部楼层
就是站在转子角度看三相电流,公式就是简单的投影而已。
(130163234)

出0入0汤圆

发表于 2016-9-10 22:49:26 来自手机 | 显示全部楼层
为什么电机的abc相序和电网的abc相序是相反的呢?
(130092059)

出0入0汤圆

发表于 2016-9-11 18:35:41 | 显示全部楼层
想深入学习的话推荐找本电机学看

3相可以理解为3个旋转的、幅值不变的、相互差120°的矢量,不管是电压,电流还是磁链都一样

CLARK变换就是建立一个以A相0°时的值为基准的坐标系,然后把3相的电压矢量投影到两个坐标系上。所以出来的结果是两个正交的波形,alpha轴和A相是同频同相的,beta轴滞后90°,这个变换是在静止坐标系下完成的,所以出来的值还是一个正弦信号。
park变换是建立D轴一个跟随A相旋转的坐标系,然后把其他两相投影。物理意义可以参考同步电机,同步电机就是3相电拖着一个大磁铁转,磁铁的NS极就是D轴,和NS极垂直的就是Q轴。如果三相对称,出来的值是一个恒定的信号。变换时要用到瞬时的相位信息

做park变换的目的是为了应用PI控制器,因为交流信号用传统的积分器还是交流信号,只有相位变化,没法进行控制

clark变换分为恒幅值变换和恒功率变换,实际上就是一个倍数的区别
park变换的Q轴有指向区别,MATLAB和国外基本都是Q轴超前D轴90度,国内常用的是滞后90度,仿真和建模的时候注意这个区别
(125165688)

出0入0汤圆

发表于 2016-11-7 19:01:52 来自手机 | 显示全部楼层
samo110 发表于 2016-7-26 00:12
最近也刚学习这部分,新手,我的个人理解是这样的
通过采样检测到电机相线的三个相电流,这三个相电流就会 ...

Q轴和磁铁磁通矢量围成的3角形的面积是输出力矩
(109167001)

出0入0汤圆

发表于 2017-5-11 23:06:39 | 显示全部楼层
高质量的交流贴
(109166464)

出0入0汤圆

发表于 2017-5-11 23:15:36 来自手机 | 显示全部楼层
mark一下矢量变换
(95451254)

出0入0汤圆

发表于 2017-10-17 17:02:26 | 显示全部楼层
受教了 谢谢
(16999278)

出0入0汤圆

发表于 2020-4-12 17:15:22 | 显示全部楼层
电机控制算法的坐标变换 mark
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GMT+8, 2020-10-26 11:16

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