首先我们要先了解park变换和Clarke变换是怎么来的最常见的是等幅值变化但实际上变化前后的幅值是改变的Clarke变换相当于将三个变换的分量变为两个正交的坐标轴上面的分量坐标轴是平行于电机平面的切向垂直于法线。这里涉及到一个“基线校准的概念”这里涉及到一个foc控制中对最容易被忽视的基准对齐问题结论是如果阿尔法轴没有与a线绕组轴线对齐就相当于你在做坐标变换时的”零位”出现了偏差这会导致你解散出来的dq轴电流发生串扰直接影响转矩控制甚至导致电机失控在实际工程中克拉克变换的阿尔法轴和a线绕组的对齐误差会导致dq轴电流发生旋转藕合。在FOC控制中我们依赖Clarke,park变换将静止的ABC三相电流转换为旋转的dq轴电流。要实现这一变换必须知道转子永磁体D轴相对于定子A相绕组的实时电角度。然而工程中面临一个尴尬的现实· 物理零点A相绕组轴线由定子铁芯的绕线方向决定是固定不动的。· 测量零点编码器尤其是增量式编码器的机械零位Z相脉冲是随机刻在码盘上的。这两者之间没有任何先天的对应关系。如果我们强行将编码器的零点当作电角度零点坐标变换的基准将完全错乱导致电机在启动时剧烈抖动甚至堵转。2. 对齐的物理本质D轴与A轴的“短暂握手”所谓的“D轴与A轴对齐”并非指它们在物理结构上永远重合而是指在系统标定阶段的一次强制物理重合。2.1 标定动作直流定位法我们在程序中给定一个固定的电流矢量使得定子A相绕组产生一个方向恒定的磁场。这个磁场会像磁铁吸引指南针一样强行将转子拉动并锁定在一个特定的机械位置。2.2 物理瞬间当转子稳定不动时转子的N极即D轴被强制拉到了与A相绕组轴线重合的位置。此时我们定义这个瞬间的电角度为 0°。2.3 软件记录在这一刻我们立即读取编码器的计数值。这个值就是编码器零点与A相轴线的固定相位差。3. 编程实现从“物理重合”到“数学映射”对齐一旦完成电机进入正常运行后D轴将跟随转子高速旋转而A轴静静地固定在空间中。两者再也不会重合除非偶然。由上述推导可以得出阿尔法轴和贝塔轴公式如上所示这里先采用等幅值变化至于公式前面的系数三分之二在后面的研究中我们·在详细介绍那么park变换和clarke变换的公式为下面研究空载情况下电机的运动状态以及控制方法
首先我们要先了解park变换和Clarke变换是怎么来的最常见的是等幅值变化但实际上变化前后的幅值是改变的Clarke变换相当于将三个变换的分量变为两个正交的坐标轴上面的分量坐标轴是平行于电机平面的切向垂直于法线。这里涉及到一个“基线校准的概念”这里涉及到一个foc控制中对最容易被忽视的基准对齐问题结论是如果阿尔法轴没有与a线绕组轴线对齐就相当于你在做坐标变换时的”零位”出现了偏差这会导致你解散出来的dq轴电流发生串扰直接影响转矩控制甚至导致电机失控在实际工程中克拉克变换的阿尔法轴和a线绕组的对齐误差会导致dq轴电流发生旋转藕合。在FOC控制中我们依赖Clarke,park变换将静止的ABC三相电流转换为旋转的dq轴电流。要实现这一变换必须知道转子永磁体D轴相对于定子A相绕组的实时电角度。然而工程中面临一个尴尬的现实· 物理零点A相绕组轴线由定子铁芯的绕线方向决定是固定不动的。· 测量零点编码器尤其是增量式编码器的机械零位Z相脉冲是随机刻在码盘上的。这两者之间没有任何先天的对应关系。如果我们强行将编码器的零点当作电角度零点坐标变换的基准将完全错乱导致电机在启动时剧烈抖动甚至堵转。2. 对齐的物理本质D轴与A轴的“短暂握手”所谓的“D轴与A轴对齐”并非指它们在物理结构上永远重合而是指在系统标定阶段的一次强制物理重合。2.1 标定动作直流定位法我们在程序中给定一个固定的电流矢量使得定子A相绕组产生一个方向恒定的磁场。这个磁场会像磁铁吸引指南针一样强行将转子拉动并锁定在一个特定的机械位置。2.2 物理瞬间当转子稳定不动时转子的N极即D轴被强制拉到了与A相绕组轴线重合的位置。此时我们定义这个瞬间的电角度为 0°。2.3 软件记录在这一刻我们立即读取编码器的计数值。这个值就是编码器零点与A相轴线的固定相位差。3. 编程实现从“物理重合”到“数学映射”对齐一旦完成电机进入正常运行后D轴将跟随转子高速旋转而A轴静静地固定在空间中。两者再也不会重合除非偶然。由上述推导可以得出阿尔法轴和贝塔轴公式如上所示这里先采用等幅值变化至于公式前面的系数三分之二在后面的研究中我们·在详细介绍那么park变换和clarke变换的公式为下面研究空载情况下电机的运动状态以及控制方法
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