在电机的运转中,是由电机定子和转子磁场同步旋转,树立的一个具有同步旋转速度的旋转坐标系,这个旋转坐标系便是常说的D-Q旋转坐标系。在该旋转坐标系上,一切电信号都能够描绘为常数。为了便利电机矢量操控问题的研讨,能否由仪器直接得到D-Q改换的成果呢?
D-Q改换是一种解耦操控办法,它将异步电动机的三相绕组改换为等价的二相绕组,并且把旋转坐标系改换成正交的停止坐标,即可得到用直流量表明电压及电流的关系式。D-Q改换使得各个操控量能够别离操控,能够消除谐波电压和不对称电压的影响,因为运用了同步旋转坐标改换,简略完成基波与谐波的别离。
因为直流电机的主磁通基本上仅有地由励磁绕组的励磁电流决议,所以这是直流电机的数学模型及其操控系统比较简略的根本原因。
假如能将沟通电机的物理模型等效地改换成相似直流电机的形式,剖析和操控就能够大大简化。坐标改换正是依照这条思路进行的。
沟通电机三相对称的停止绕组A 、B 、C ,通以三相平衡的正弦电流时,发生的组成磁动势是旋转磁动势F,它在空间呈正弦散布,以同步转速ws(即电流的角频率)顺着A-B-C的相序旋转。这样的物理模型绘于下图中。
旋转磁动势并不一定非要三相不行,除单相以外,二相、三相、四持平恣意对称的多相绕组,通以平衡的多相电流,都能发生旋转磁动势,当然以两相最为简略。图2中绘出了两相停止绕组a和b,它们在空间互差90°,通以时刻上互差90°的两相平衡沟通电流,也发生旋转磁动势F。
当图1和2的两个旋转磁动势巨细和转速都持平时,即认为图2的两相绕组与图1的三相绕组等效。图3两个匝数持平且相互笔直的绕组d 和q,其间别离通以直流电流id和iq,发生组成磁动势F,其方位相对于绕组来说是固定的。假如让包括两个绕组在内的整个铁心以同步转速旋转,则磁动势F天然也随之旋转起来,成为旋转磁动势。把这个旋转磁动势的巨细和转速也操控成与图1 和图2中的磁动势相同,那么这套旋转的直流绕组也就和前面两套固定的沟通绕组都等效了。
图3 旋转的直流绕组
由此可见,以发生相同的旋转磁动势为原则,图1的三相沟通绕组、图2的两相沟通绕组和图3中全体旋转的直流绕组互相等效。或者说,在三相坐标系下的iA、iB 、iC,在两相坐标系下的ia、ib和在旋转两相坐标系下的直流id、iq是等效的,它们能发生相同的旋转磁动势。
D-Q坐标改换的运用
电机坐标改换理论在电气工程范畴现已被广泛运用,不但在电机操控及瞬态剖析方面被广泛运用,并且在电力系统毛病剖析以及电网电能质量的检测与操控等范畴也被选用,电机坐标改换理论的运用主要有以下几方面。
1、电机操控
2、电机的瞬态运转剖析
3、电机的毛病诊断
测验办法
D-Q改换在电机测验中的运用十分广泛。只要能精确得到转子方位和精确丈量三相信号的电流,运用高速的FPGA并行完成实时的算法运算,经过clark改换将相对定子停止的三相坐标系转换为相对定子停止的两相坐标系,得出对应的改换输出Iα和Iβ,然后运用park改换,将相对定子停止的两相坐标系转换为相对转子停止的两相坐标系然后算出ID和IQ。电机操控进程是反改换进程,首要设定励磁电流和转矩电流,然后改换到相对定子停止的两相,然后改换到相对定子停止的三相,然后完成对电机的操控。
现在ZLG致远电子正计划在功率剖析仪中完成此D-Q改换功用,能够为电机操控供给参阅,电机操控进程能够经过比照设定的值和功率剖析仪测验的成果进行电机操控的研制规划,毛病排查,算法优化等。