公园变换

实施ABC至DQ0.转换

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图书馆：
Simscape /电气/控制/数学变换

描述

这公园变换块将三相系统的时域组件转换为ABC参考帧直接，正交和旋转参考帧中的零分量。该块可以保留具有系统的功率的主动和无功功率ABC通过实现公园变换的不变版本来参考帧。对于平衡系统，零分量等于零。

您可以配置块以对齐一种- 三相系统的轴向D.- 或者问：旋转参考帧的轴 -T.= 0.附图示出了定子绕组的磁轴的方向ABC参考框架和旋转DQ0.参考帧在哪里：

这一种-AXIS和问：-AXIS最初对齐。
这一种-AXIS和D.-AXIS最初对齐。

在这两种情况下，角度θ.=ω.T.，在哪里：

θ.是角度之间的角度一种和问：轴为问：- 轴向对齐或之间的角度一种和D.轴为D.-axis对齐。
ω.是旋转速度D.-问：参考范围。
T.是时间，在初始对齐中。

这些数字显示了等效平衡的各个组件的时间响应ABC和DQ0.为：

对齐的一种- 相传向量问：-轴
对齐的一种- 相传向量D.-轴

方程式

这公园变换块实现变换一种- 相对于问：-axis对齐

$[\begin{matrix} D. \\ 问： \\ 0. \end{matrix}] = \frac{2}{3.} [\begin{matrix} 罪（ θ. ） & 罪（ θ. - \frac{2 π}{3.} ） & 罪（ θ. + \frac{2 π}{3.} ） \\ COS. （ θ. ） & COS. （ θ. - \frac{2 π}{3.} ） & COS. （ θ. + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix}] [\begin{matrix} 一种 \\ B. \\ C \end{matrix}] 那$

在哪里：

一种那B.，和C是三相系统的组成部分ABC参考范围。
D.和问：是旋转参考框架中的双轴系统的组件。
0.是静止参考帧中的双轴系统的零分量。

对于电力不变一种- 相对于问：-axis对齐，块使用此等式实现变换：

$[\begin{matrix} D. \\ 问： \\ 0. \end{matrix}] = \sqrt{\frac{2}{3.}} [\begin{matrix} 罪（ θ. ） & 罪（ θ. - \frac{2 π}{3.} ） & 罪（ θ. + \frac{2 π}{3.} ） \\ COS. （ θ. ） & COS. （ θ. - \frac{2 π}{3.} ） & COS. （ θ. + \frac{2 π}{3.} ） \\ \sqrt{\frac{1}{2}} & \sqrt{\frac{1}{2}} & \sqrt{\frac{1}{2}} \end{matrix}] [\begin{matrix} 一种 \\ B. \\ C \end{matrix}] 。$

为一种- 相对于D.-axis对齐，块使用此等式实现变换：

$[\begin{matrix} D. \\ 问： \\ 0. \end{matrix}] = \frac{2}{3.} [\begin{matrix} COS. （ θ. ） & COS. （ θ. - \frac{2 π}{3.} ） & COS. （ θ. + \frac{2 π}{3.} ） \\ - 罪（ θ. ） & - 罪（ θ. - \frac{2 π}{3.} ） & - 罪（ θ. + \frac{2 π}{3.} ） \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix}] [\begin{matrix} 一种 \\ B. \\ C \end{matrix}] 。$

块实现了一个电源不变一种- 相对于D.-axis对齐

$[\begin{matrix} D. \\ 问： \\ 0. \end{matrix}] = \sqrt{\frac{2}{3.}} [\begin{matrix} COS. （ θ. ） & COS. （ θ. - \frac{2 π}{3.} ） & COS. （ θ. + \frac{2 π}{3.} ） \\ - 罪（ θ. ） & - 罪（ θ. - \frac{2 π}{3.} ） & - 罪（ θ. + \frac{2 π}{3.} ） \\ \sqrt{\frac{1}{2}} & \sqrt{\frac{1}{2}} & \sqrt{\frac{1}{2}} \end{matrix}] [\begin{matrix} 一种 \\ B. \\ C \end{matrix}] 。$

港口

输入

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`ABC`-一种- ，B.-，和C-Phase组件
向量

三相系统的组成部分ABC参考范围。

数据类型：单身的|双倍的

`θ._ABC`- 旋转角度
标量|在弧度

旋转参考框架的角度位置。该参数的值等于距离A相中的矢量的极距离ABC参考帧到最初对齐的轴DQ0.参考范围。

数据类型：单身的|双倍的

输出

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`DQ0.`-D.-问：轴和零组件
向量

直轴和正交轴分量和旋转参考帧中系统的零分量。

数据类型：单身的|双倍的

参数

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`电力不变`- 电源不变变换
关闭（默认）|上

选择保持活跃和无功功率的选择ABC参考范围。

`阶段 - 轴对准`-DQ0.参考帧对齐
`Q轴`（默认）|`D轴`

对齐一种- 相传的矢量ABC参考帧到D.- 或者问：- 旋转参考框架的轴。

模型例子

电力发动机Dyno.

模型电动车辆测功机试验。测试环境包含异步机器（ASM）和内部永磁同步机（IPMSM）通过机械轴连接回来。两台机器通过高压电池通过受控的三相转换器供给。164 kW ASM产生负载扭矩。35千瓦IPMSM是正在测试的电机。DEST的控制机（IPMSM）子系统控制IPMSM的扭矩。控制器包括基于多速率PI的控制结构。开环扭矩控制的速率比闭环电流控制的速率慢。控制器的任务调度被实现为StateFlow®状态机。控制负载机（ASM）子系统使用单个速率来控制ASM的速度。 The Visualization subsystem contains scopes that allow you to see the simulation results.

48V起动发生器中的能量平衡

内部永磁同步机（IPMSM）用作简化的48V汽车系统中的起动器/发电机。该系统包含48V电网和12V电网。内燃机（ICE）由基本机械块表示。IPMSM作为电机运行，直到冰达到空闲速度，然后它作为发电机运行。IPMSM为48V网络提供电源，其中包含R3功耗。48V网络为12V网络提供电源，具有两个消费者：R1和R2。总模拟时间（t）为0.5秒。在T = 0.05秒时，冰开启。在T = 0.1秒时，R3开关。在T = 0.3秒时，R2接通并增加12V电网上的负载。 The EM Controller subsystem includes a multi-rate PI-based cascade control structure which has an outer voltage-control loop and two inner current-control loops. The task scheduling in the Control subsystem is implemented as a Stateflow® state machine. The DCDC Controller subsystem implements a simple PI controller for the DC-DC Buck converter, which feeds the 12V network. The Scopes subsystem contains scopes that allow you to see the simulation results.

HESM扭矩控制

控制混合励磁同步机（HESM）基电牵引驱动器中的扭矩。永久磁铁和激发绕组激发HERM。高压电池通过控制的三相转换器为SM供给定子绕组，并通过控制的四象限斩波器，用于转子绕组。理想的角速度源提供负载。控制子系统使用开环方法来控制扭矩和闭环方法来控制电流。在每个样本瞬间，扭矩请求被转换为相关的当前参考。目前的控制是基于PI的。模拟在电机和发电机模式中使用多个扭矩步骤。可视化子系统包含允许您查看仿真结果的范围。

HESM速度控制

控制混合励磁同步机（HESM）电牵引驱动器中的转子角速度。永久磁铁和激发绕组激发HERM。高压电池通过用于定子绕组的受控三相转换器，通过控制的四个象限斩波器，用于转子绕组。理想的扭矩源提供负载。控制子系统包括多速率PI基级联控制结构。控制结构具有外角速度控制回路和三个内部电流控制回路。可视化子系统包含允许您查看仿真结果的范围。

IPMSG电压稳定

控制混合动力电动车（HEV）的基于内部永磁同步发电机（IPMSG）的低压发生器系统。控制子系统包括基于多速率PI的级联控制结构，其具有外部电压控制回路和两个内部电流控制回路。控制子系统中的任务调度被实现为StateFlow®状态机。范围子系统包含允许您查看模拟结果的范围。代表内燃机的理想角速度源驱动IPMSG。IPMSG为负载R1和R2提供低压电源。在t = 0.4秒时，开关关闭，增加负载。

平行HEV中的IPMSM扭矩控制

一种简化的并联混合动力电动车（HEV）。内部永磁同步机（IPMSM）和内燃机（ICE）提供车辆推进。IPMSM在电动机和生成模式下运行。使用固定比率齿轮减速模型实现车辆变速器和差异。车辆控制器子系统将驱动器输入转换为扭矩命令。车辆控制策略实现为StateFlow®状态机。冰控制器子系统控制内燃机的扭矩。驱动器控制器子系统控制IPMSM的扭矩。范围子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

IPMSM系列HEV中的扭矩控制

内部永磁同步机（IPMSM）推动简化串联混合动力电动车（HEV）。连接到高压电池的理想DCDC转换器，通过受控的三相转换器将IPMSM提供。内燃机驱动发电机对高压电池充电。使用固定比率齿轮减速模型实现车辆变速器和差异。车辆控制器子系统将驱动器输入转换为IPMSM和生成器的相关命令。驱动器控制器子系统控制IPMSM的扭矩。控制器包括基于多速率PI的控制结构。开环扭矩控制的速率比闭环电流控制的速率慢。控制器的任务调度被实现为StateFlow®状态机。范围子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

IPMSM扭矩控制在串联平行的HEV中

简化的串联平行混合动力电动车（HEV）。内部永磁同步机（IPMSM）和内燃机（ICE）提供车辆推进。冰也使用发电机在驾驶期间重新充电高压电池。使用固定比率齿轮减速模型实现车辆变速器和差异。车辆控制器子系统将驱动器输入转换为扭矩命令。车辆控制策略实现为StateFlow®状态机。冰控制器子系统控制内燃机的扭矩。发电机控制器子系统控制发电机的扭矩。驱动器控制器子系统控制IPMSM的扭矩。范围子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

IPMSM扭矩控制在Axle-Drive HEV中

内部永磁同步机（IPMSM）推动简化的轴驱动电动车。高压电池通过受控三相转换器向IPMSM提供。IPMSM在电动机和生成模式下运行。使用固定比率齿轮减速模型实现车辆传动和差异。车辆控制器子系统将驱动器输入转换为相关的扭矩命令。驱动器控制器子系统控制IPMSM的扭矩。控制器包括基于多速率PI的控制结构。开环扭矩控制的速率比闭环电流控制的速率慢。控制器的任务调度被实现为StateFlow®状态机。范围子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

IPMSM速度控制

控制基于内部永磁同步机（IPMSM）的汽车电气牵引驱动器中的转子角速度。高压电池通过受控三相转换器向IPMSM提供。根据负载，IPMSM在电动机和生成模式中运行。理想的扭矩源提供负载。范围子系统包含允许您查看模拟结果的范围。控制子系统包括多速率PI基级联控制结构，其具有外角速度控制回路和两个内部电流控制回路。控制子系统中的任务调度被实现为StateFlow®状态机。在一秒秒的模拟中，角速度需求为0 rpm，500 rpm，2000 rpm，然后是3000 rpm。高于1630 rpm，IPMSM以现场弱化模式进入。

SM扭矩控制

控制基于同步机（SM）的电气牵引驱动器中的扭矩。高压电池通过控制的三相转换器为SM供给定子绕组和用于转子绕组的控制的四象限斩波器。理想的角速度源提供负载。控制子系统使用开环方法来控制扭矩和闭环方法来控制电流。在每个样本瞬间，扭矩请求被转换为相关的当前参考。目前的控制是基于PI的。仿真在电机和发电机模式中使用多个扭矩步骤。任务调度实现为StateFlow®状态机。可视化子系统包含允许您查看仿真结果的范围。

SM速度控制

控制基于同步机（SM）的电牵引驱动器中的转子角速度。高压电池通过控制的三相转换器为SM供给定子绕组和用于转子绕组的控制的四象限斩波器。理想的扭矩源提供负载。控制子系统包括多速率PI基级联控制结构，其具有外角速度控制回路和三个内部电流控制回路。控制子系统中的任务调度被实现为StateFlow®状态机。可视化子系统包含允许您查看仿真结果的范围。

开关磁阻机速度控制

控制基于开关的磁阻机（SRM）电驱动器中的转子速度。直流电压源通过受控的三臂桥向SRM馈送。转换器导通和关闭角度保持恒定。

同步磁阻机速度控制

控制基于同步磁阻机（SYNRM）电气驱动器中的转子角速度。高压电池通过受控三相转换器馈送SYNRM。理想的扭矩源提供负载。控制子系统包括多速率PI基级联控制结构。控制结构具有外角速度控制回路和两个内部电流控制回路。可视化子系统包含允许您查看仿真结果的范围。

具有传感器控制的三相异步驱动

控制和分析异步机（ASM）的操作使用敏感的转子现场控制。该模型显示主电路，具有三个附加子系统，包含控件，测量和范围。控件子系统包含两个控制器：一个用于网格侧转换器（AC / DC），一个用于机器侧转换器（DC / AC）。范围子系统包含两个时间范围：一个用于网格侧转换器，一个用于ASM。执行模型时，频谱分析器打开并显示用于A相电源电流的频率数据。

具有无传感器控制的三相异步驱动

使用无传感器转子现场对照控制和分析异步机（ASM）的操作。该模型显示主电路，具有三个附加子系统，包含控件，测量和范围。控件子系统包含两个控制器：一个用于网格侧转换器（AC / DC），一个用于机器侧转换器（DC / AC）。范围子系统包含两个时间范围：一个用于网格侧转换器，一个用于ASM。执行模型时，频谱分析器打开并显示用于A相电源电流的频率数据。

三相PMSM驱动器

Wye卷绕和δ卷绕构造中的永磁同步机（PMSM）和用于典型混合动力车辆的逆变器。逆变器直接连接到车辆电池，但您还可以在其间实现DC-DC转换器级。您可以使用此模型来设计PMSM控制器，通过选择架构和增益来实现所需的性能。要检查IGBT开启和关闭的时序，可以使用更详细的N沟道IGBT块更换IGBT器件。对于完整的车辆建模，您可以使用电机和驱动器（系统级）块摘要具有基于能量的模型的PMSM，逆变器和控制器。GMIN电阻为接地提供了非常小的电导，从而在使用变速步骤求解器时改善了模型的数值。

参考文献

[1] Krause，P.，O. wasynczuk，S. D. Sudhoff和S. Pekarek。电机和驱动系统分析。Piscatawy，NJ：Wiley-Ieee Press，2013。

扩展能力

C / C ++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和C ++代码。金宝app

也可以看看

块

克拉克公园角变换|克拉克变换|逆克拉转换|逆园变换|公园克拉角变换

在R2017B中介绍

公园变换

描述

方程式

港口