Matlab Simulink创建Clark和Park变换模型

发布于:2025-02-26 ⋅ 阅读:(11) ⋅ 点赞:(0)

目录

概述

1  数学模型

1.1 Calrk变换数学原理

1.2 Park变换的数学原理

2 创建模型

2.1 模型架构

2.2 创建子模块

2.2.1 3路正弦波形模块( single_sin)

 2.2.2  Clark转换模块

2.2.3   Plark转换模块

3  创建仿真模型

3.1 输入信号

 3.2 输出信号

4 运行仿真模型


概述

本文主要介绍使用Matlab Simulink创建Clark和Park变换模型的原理和实现方法,同时笔者介绍了Calrk变换数学原理和Park变换的数据原理,创建仿真信号以验证模型的功能。

1  数学模型

1.1 Calrk变换数学原理

 以下方程描述克拉克变换计算:

 对于电机等平衡系统,零序分量计算始终为零。例如,电机的电流可以表示为:

 因此,在三相电机驱动中可以只使用两个电流传感器,可以将其中的第三相计算为:

 通过使用以下方程,该模块将克拉克变换实现为:

参数介绍:

  • fa、fb 和 fc 是 abc 参考系中的平衡三相分量。

  • fα 和 fβ 是静止 αβ 参考系中的平衡两相正交分量。

  • f0 是静止 αβ 参考系中的零分量。

1.2 Park变换的数学原理

以下方程描述模块如何实现帕克变换。

当 d 轴与 α 轴对齐时:

 当 q 轴与 α 轴对齐时:

 其中:

  • fα 和 fβ 是静止 αβ 参考系中的两相正交分量。

  • fd 和 fq 是旋转 dq 参考系中的直轴和交轴正交分量。

2 创建模型

2.1 模型架构

该模型由3个子模块构成:

single_sin( part-1) : 用于模拟驱动电机运行产生的ia,ib,ic 3路正弦波信号


clark_transfer( part-2) :实现Clark变换功能

输入信号为: ia,ib,ic

输出信号为:α和β


park_transfer( part-3) :实现Park变换功能, 将α和β坐标系上的矢量,转换到d、q坐标系上

输入信号为: α和β

输出信号为:d和q

2.2 创建子模块

2.2.1 3路正弦波形模块( single_sin)

 该子模块在整体架构中的位置:

 该模块内部结构:

1) 输入参数( theta): 实时的角度值,参数范围(0 ~ 2pi )

2) 使用3个转换函数分别生成3个正弦波,其转换函数为   

     ia = sin( u1 )

     ib = sin( u1 - 2*pi/3)

     ic = sin( u1 + 2*pi/3)

 2.2.2  Clark转换模块

 该子模块在整体架构中的位置:

 该模块内部结构: 

Clarke变换

输入参数: 三相电流,

输出参数: alpha,bate电流


Iα = Ia

Iβ = (Ia + 2Ib) / sqrt(3)

2.2.3   Plark转换模块

 该子模块在整体架构中的位置:

 该模块内部结构: 

Park变换

输入参数: 电角度、Ialpha和Ibeta,

输出参数: 经过Park变换得到Iq、Id


Id = Iα*cosθ + Iβ * sinθ

Iq = -Iα *sinθ + Iβ * cosθ

3  创建仿真模型

3.1 输入信号

 该子模块在整体架构中的位置:

使用一个Repeating Sequence模块作为模型的输入信号,其内部参数 

 3.2 输出信号

该部分用于观察仿真信号的输入或者输出波形,子模块在整体架构中的位置:

4 运行仿真模型

1)输入信号theta的波形

2)  ia, ib,ic 信号波形

 ia: 黄色波形

 ib: 蓝色波形

 ic: 红色波形

 3) Clark变换之后的波形

α波形: 黄色

β波形: 蓝色

4) Park变换之后的波形

q波形: 黄色

d波形: 蓝色