2。7 本章小结

    本章主要论述了永磁同步电机在三项静止坐标、两相静止坐标、两相旋转坐标中的数学模型，通过对不同坐标系下数学模型的对比，形象地阐述了Clarke变换和Park变换将永磁同步电机的控制由繁化简。

第三章  永磁同步电机矢量控制原理

3。1 永磁同步电机坐标变换

3。1。1 三相/两相变换（3s/2s）

    旋转矢量三相静止坐标系到两相静止坐标系的转换称为Clarke变换，其转换矩阵为式3-1：

其原理示意图如图3-1所示：

图3-1  CLARKE变换示意图

其逆变换矩阵即Clarke逆变换如下式3-2:

3。1。2  两相静止/两相旋转变换（2s/2r）

PARK变换即将两相静止坐标系交流电转换成两相旋转坐标系下直流电。其中：s表示静止，r表示旋转。两相交流电流分别为、。

图3-2  PARK变换示意图

由上图可知，、和、之间有如下关系：

写成矩阵形式，即：

Park逆变换矩阵形式为下式：

其变换原理图如图所示：

图3-3 PARK逆变换示意图

    通过以上的公式推导，能够将三相静止坐标系等效替换成两相旋转坐标系，使得永磁同步电机的数学模型大大地简化了。先由给定的电流信号分解成励磁电流和转矩电流两个信号，即和。以两相静止坐标系为中转，将信号转换为三相电流信号、、，通过三相控制信号达到控制的信号。同时，三相电流信号也能经过Clarke和Park变换转换成两个有效的直流分量，进行反馈，同时修正给定的转子电流信号，使得整个系统的稳定性大大增强。来:自[优E尔L论W文W网www.chuibin.com +QQ752018766-

进行控制时，使得不变，控制大小，从而达到控制转矩的目的，这种方式类似于直流电机的控制方式。

如图3-4所示，详细地阐述了矢量控制的基本原理。系统先将电流信号分解为轴和轴的上的两个分量和，两者互交且互不影响，然后通过Park逆变换转化成两相电压分量和，再通过Clarke逆变换，转换成三相电流信号、、，从而控制三相逆变器，达到矢量控制的目的。

电流反馈的作用就是模拟负载的突变，通过负载的突变，而导致电机的电流、转矩等正比变化，类似直流电机的控制方式。

速度反馈则是反映实际转速和给定转速之间的差距，从而方便仿真时给出合适的转速参数，提高永磁同步电机运行性能[17]。