小猫爪:PMSM之FOC控制02-Park变换
1 推导
废话不多说,直接就整出一个α-β轴和d-q轴的图:
然后再根据矢量计算得:
在这里不妨再贴上反park变换的结论(其实就是Park变换的逆过程,推导过程跟Park变换的过程一模一样,这里就不贴图多作解释了):
在这里有的小伙伴就要问了,为啥反Park变换的对象就变成了电压,而不是之前电流,我只能说,多学多看,往后你就明白了。
2 Simulink仿真
非常简单,直接上图:
- Park变换如下:
- 反Park变换如下:
3 个人理解
下面都是我的个人理解,是我为了更好的理解电机控制而自己强行给自己灌输的思想,大家酌情参考,有不对的对方欢迎指出。
- 为啥会有Park变换呢,Park变换的原理支撑点在哪里?
首先,得搞清楚α-β轴和d-q轴所代表的物理空间是什么?在讲Clark变换的时候就已经介绍过了α-β轴代表的定子三相电流经过变换后的坐标系,所以α-β轴代表的也就是定子的磁场空间,而d-q轴则又是α-β轴由转子角度解耦出的坐标系,毫无疑问d-q轴代表的是转子的磁场空间,其中d轴的方向既是转子永磁体的N极方向。
在大脑中想象一下,α-β轴中的Iα和Iβ产生了两个磁场Eα和Eβ,然后这两个磁场对转子这个永磁体产生了力的作用,我们只要根据规律改变Eα和Eβ的大小和方向,转子是不是就可以呼噜呼噜转起来了。
而Park变换则就是把Eα和Eβ相对于转子的d轴和q轴进行投影,而投影过后Eα和Eβ则就变成了Ed和Eq,因为Ed的方向与转子永磁体N极平行,则没有力的作用,而Eq的方向与转子永磁体N极垂直,则产生力的作用。
再往下想,这个时候我们只需要控制Eq的大小和方向,即控制Iq(因为Eq是由Iq产生的)电流的大小和方向,是不是就可以控制定子对转子永磁体的力的大小和方向了,这样就可以实现对电机的控制了,这其实就是FOC控制的理论基础。 - 控制d轴电流的意义何在?
上面说到Ed对转子没有力的作用,那有的人就说了,既然Ed没有力的作用,就让其一直等于0就好了,一心一意的只对Eq好,只控制Iq,说对了,这就是FOC中的其中一种Id=0的控制策略,不过除了这种,还有其他控制策略,这种情况下,Id就不等于0了,这后面再讨论,这里多说无益。
END
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