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park 正变换

通俗点讲就是在不断旋转变化的转子上再建立一个坐标系,因此可以通过 IαIβ 坐标系和两个坐标系夹角 θ 获得在新坐标系 IqId 上的映射

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新坐标系不断旋转产生的差角 θ,称为电角度

映射后的 park 矩阵形式如下,根据规范 id 要写在上面的行:

[idiq]=[cosθsinθsinθcosθ][iαiβ]

又因为矩阵运算

AB=C==>A1C=B

可以用 (A 的伴随 / A 的行列式) 求出 A 的逆

[cosθsinθsinθcosθ]1

A 的逆为

[cosθsinθsinθcosθ]1=1cos2θ(sinθsinθ)[cosθsinθsinθcosθ][cosθsinθsinθcosθ]1=1cos2θ+sin2θ[cosθsinθsinθcosθ]

因为毕达哥拉斯恒等式为:

sin2x+cos2x=1

所以最终的 park 逆变换矩阵为:

[iαiβ]=[cosθsinθsinθcosθ][idiq]

等式为:

iα=idcosθiqsinθiβ=idsinθ+iqcosθ

在实际的 FOC 应用中,电角度是实时有编码器求出的,因此是已知的。 IqId 可以合成一个矢量,加上电角度(旋转)的存在,因此可以看成一个旋转的矢量。在通过 IqId 和电角度求得 IαIβ 后,我们就可以通过前面提到的克拉克逆变换求得 ia,ib,ic的波形,这正是FOC的基本过程

通常在简单的 FOC 应用中,我们只需要控制 Iq 的电流大小,而把 Id 设置为0。此时,Iq 的大小间接就决定了定子三相电流的大小,进而决定了定子产生磁场的强度。进一步我们可以说,它决定了电机产生的力矩大小

Iq 是旋转的矢量,同时 Iq 又会间接影响磁场的强度,这正是FOC的名称磁场定向控制的由来

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