公园的变换

使生效abc到dq0变换

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图书馆：
模拟/电气/控制/数学变换

描述

这个公园的变换块转换三相系统中的时域分量abc旋转参考坐标系中直接、正交和零分量的参考坐标系。该模块可以利用系统的功率来保持有功和无功功率abc通过实现Park变换的不变版本。对于平衡系统，零分量等于零。

可以将块配置为对齐图形A.-三相系统的轴到D——或者Q-此时旋转参考坐标系的轴，T= 0。图中显示了定子绕组的磁轴方向abc参照系和旋转dq0参考系地点:

这个A.设在和Q-axis初始对齐。
这个A.设在和D-axis初始对齐。

在这两种情况下，角度θ=ωT,地点:

θ是两条线之间的角度A.和Q轴心Q-轴对齐或之间的角度A.和D轴心D设在对齐。
ω转速是多少D-Q参考系。
T是从初始对齐开始的时间，单位为s。

图中显示了等效平衡各组分的时间响应abc和dq0为一个:

对齐的A.-相向量Q设在
对齐的A.-相向量D设在

方程

这个公园的变换块实现对象的转换A.-阶段到Q-轴对齐方式为

$[\begin{matrix} D \\ Q \\ 0 \end{matrix}] = \frac{2.}{3.} [\begin{matrix} 罪 (θ) & 罪 (θ - \frac{2. π}{3.}) & 罪 (θ + \frac{2. π}{3.}) \\ 因为 (θ) & 因为 (θ - \frac{2. π}{3.}) & 因为 (θ + \frac{2. π}{3.}) \\ \frac{1.}{2.} & \frac{1.}{2.} & \frac{1.}{2.} \end{matrix}] [\begin{matrix} A. \\ B \\ C \end{matrix}],$

地点:

A.,B,C三相系统的组成部分是否在abc参考系。
D和Q是旋转参考系中两轴系统的组成部分。
0是静止参考系中两轴系统的零分量。

对于幂不变量A.-阶段到Q-轴对齐时，块使用以下等式实现变换：

$[\begin{matrix} D \\ Q \\ 0 \end{matrix}] = \sqrt{\frac{2.}{3.}} [\begin{matrix} 罪 (θ) & 罪 (θ - \frac{2. π}{3.}) & 罪 (θ + \frac{2. π}{3.}) \\ 因为 (θ) & 因为 (θ - \frac{2. π}{3.}) & 因为 (θ + \frac{2. π}{3.}) \\ \sqrt{\frac{1.}{2.}} & \sqrt{\frac{1.}{2.}} & \sqrt{\frac{1.}{2.}} \end{matrix}] [\begin{matrix} A. \\ B \\ C \end{matrix}] .$

对于一个A.-阶段到D-轴对齐时，块使用以下等式实现变换：

$[\begin{matrix} D \\ Q \\ 0 \end{matrix}] = \frac{2.}{3.} [\begin{matrix} 因为 (θ) & 因为 (θ - \frac{2. π}{3.}) & 因为 (θ + \frac{2. π}{3.}) \\ - 罪 (θ) & - 罪 (θ - \frac{2. π}{3.}) & - 罪 (θ + \frac{2. π}{3.}) \\ \frac{1.}{2.} & \frac{1.}{2.} & \frac{1.}{2.} \end{matrix}] [\begin{matrix} A. \\ B \\ C \end{matrix}] .$

块实现了幂不变量A.-阶段到D-轴对齐方式为

$[\begin{matrix} D \\ Q \\ 0 \end{matrix}] = \sqrt{\frac{2.}{3.}} [\begin{matrix} 因为 (θ) & 因为 (θ - \frac{2. π}{3.}) & 因为 (θ + \frac{2. π}{3.}) \\ - 罪 (θ) & - 罪 (θ - \frac{2. π}{3.}) & - 罪 (θ + \frac{2. π}{3.}) \\ \sqrt{\frac{1.}{2.}} & \sqrt{\frac{1.}{2.}} & \sqrt{\frac{1.}{2.}} \end{matrix}] [\begin{matrix} A. \\ B \\ C \end{matrix}] .$

港口

输入

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`abc`—A.-，B- - - - - -,C步组件
矢量

系统中三相系统的部件abc参考系。

数据类型：仅有一个的|双重的

`θ_abc`——旋转角
标量|，弧度单位

旋转参考系的角位置。该参数的值等于中a相向量的极距abc参考坐标系到初始对齐的轴dq0参考系。

数据类型：仅有一个的|双重的

输出

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`dq0`—D-Q轴和零分量
矢量

在旋转参考系中，系统的直轴和正交轴分量以及零分量。

数据类型：仅有一个的|双重的

参数

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`功率不变量`-幂不变变换
关闭（默认）|打开

选项，以保持系统的有功和无功功率abc参考系。

`阶段a轴对齐`—dq0参考帧同步
`Q-axis`(默认)|`D轴`

对齐A.-相位矢量abc参考框架D——或者Q-旋转参考坐标系的轴。

模型的例子

电动发动机动力

模拟电动汽车测功机试验。测试环境包括一台异步电机（ASM）和一台通过机械轴背靠背连接的内部永磁同步电机（IPMSM）。两台机器都由高压电池通过受控三相转换器供电。164 kW ASM产生负载扭矩。35kW IPMSM是正在测试的电机。被测控制机器（IPMSM）子系统控制IPMSM的扭矩。该控制器包括基于多速率PI的控制结构。开环转矩控制的速率比闭环电流控制的速率慢。控制器的任务调度作为Stateflow®状态机实现。控制负载机器（ASM）子系统使用单一速率控制ASM的速度。可视化子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

48V起动发电机的能量平衡

一种内部永磁同步电机（IPMSM），在简化的48V汽车系统中用作起动机/发电机。该系统包括一个48V电网和一个12V电网。内燃机（ICE）由基本机械块表示。IPMSM作为电机运行，直到ICE达到怠速，然后作为发电机运行。IPMSM向包含R3用电设备的48V网络供电。48V网络向12V网络供电，12V网络有两个用电设备：R1和R2。总模拟时间（t）为0.5秒。当t=0.05秒时，冰开启。在t=0.1秒时，R3接通。t=0.3秒时，R2接通并增加12V电网上的负载。EM控制器子系统包括一个基于多速率PI的串级控制结构，该结构具有一个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作为Stateflow®状态机实现。DCDC控制器子系统为DC-DC降压变换器实现了一个简单的PI控制器，该变换器为12V网络供电。Scopes子系统包含允许您查看模拟结果的作用域。

HESM转矩控制

控制基于混合励磁同步电机（HESM）的电力牵引驱动中的转矩。永磁体和励磁绕组励磁HESM。高压蓄电池通过定子绕组的受控三相变流器和转子绕组的受控四象限斩波器向SM供电。理想的角速度源提供负载。控制子系统采用开环方法控制扭矩，闭环方法控制电流。在每个采样瞬间，扭矩请求转换为相关的电流参考。电流控制是基于PI的。在电机和发电机模式下，模拟使用了几个扭矩步骤。可视化子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

速度控制

基于电牵引混合励磁同步电机(HESM)的转子角速度控制。永磁体和励磁绕组激发了HESM。高压电池通过控制的定子绕组三相变换器和控制的转子绕组四象限斩波器为HESM供电。一个理想的扭矩源提供负载。控制子系统包括一个基于pi的多速率级联控制结构。控制结构有一个外角速度控制环和三个内电流控制环。可视化子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

IPMSG电压稳定

控制基于内部永磁同步发电机（IPMSG）的混合动力电动汽车（HEV）低压发电机系统。控制子系统包括一个基于多速率PI的串级控制结构，该结构具有一个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作为Stateflow®状态机实现。Scopes子系统包含允许您查看模拟结果的作用域。理想角速度源（代表内燃机）驱动IPMSG。IPMSG向负载R1和R2提供低压电源。t=0.4秒时，开关闭合，从而增加负载。

并联混合动力汽车的IPMSM转矩控制

一种简化的并联混合动力汽车。一个内置永磁同步电机(IPMSM)和一个内燃机(ICE)提供车辆推进。IPMSM可以在驱动和发电两种模式下运行。车辆传动和差速器采用固定比齿轮减速模型。车辆控制器子系统将驾驶员输入转换为扭矩命令。车辆控制策略被实现为statflow®状态机。ICE Controller子系统控制内燃机的扭矩。驱动控制器子系统控制IPMSM的转矩。scope子系统包含允许您查看模拟结果的作用域。

混合动力汽车的IPMSM转矩控制

内置永磁同步电机(IPMSM)推动简化串联混合动力汽车(HEV)。一个理想的DCDC变换器，连接到高压电池，通过一个受控的三相变换器给IPMSM供电。由内燃机驱动的发电机给高压电池充电。车辆传动和差速器采用固定比齿轮减速模型。车辆控制器子系统将驾驶员输入转换为IPMSM和发电机的相关命令。驱动控制器子系统控制IPMSM的转矩。该控制器采用基于多速率pi的控制结构。开环转矩控制的速度比闭环电流控制的速度慢。控制器的任务调度被实现为statflow®状态机。scope子系统包含允许您查看模拟结果的作用域。

串并联混合动力汽车的IPMSM转矩控制

一种简化的串并联混合动力汽车。一个内置永磁同步电机(IPMSM)和一个内燃机(ICE)提供车辆推进。在行驶过程中，ICE还使用发电机为高压电池充电。车辆传动和差速器采用固定比齿轮减速模型。车辆控制器子系统将驾驶员输入转换为扭矩命令。车辆控制策略被实现为statflow®状态机。ICE Controller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转矩。驱动控制器子系统控制IPMSM的转矩。scope子系统包含允许您查看模拟结果的作用域。

轴驱动混合动力汽车的IPMSM转矩控制

内置永磁同步电机(IPMSM)推动简化的轴驱动电动汽车。高压电池通过一个可控的三相变换器给IPMSM供电。IPMSM可以在驱动和发电两种模式下运行。车辆传动和差速器采用固定比齿轮减速模型。车辆控制器子系统将驾驶员输入转换为相关的扭矩命令。驱动控制器子系统控制IPMSM的转矩。该控制器采用基于多速率pi的控制结构。开环转矩控制的速度比闭环电流控制的速度慢。控制器的任务调度被实现为statflow®状态机。scope子系统包含允许您查看模拟结果的作用域。

速度控制

对基于内置永磁同步电机(IPMSM)的汽车电牵引电机转子角速度进行了控制。高压电池通过一个可控的三相变换器给IPMSM供电。根据负载的不同，IPMSM可以在电机和发电两种模式下运行。一个理想的扭矩源提供负载。scope子系统包含允许您查看模拟结果的作用域。控制子系统包括一个基于pi的多速率级联控制结构，该结构具有一个外部角速度控制环和两个内部电流控制环。Control子系统中的任务调度是作为statflow®状态机实现的。在1秒的模拟过程中，角速度需求分别为0 rpm、500 rpm、2000 rpm和3000 rpm。在1630 rpm以上，IPMSM进入磁场弱化模式。

转矩控制

在同步电机(SM)的电牵引驱动的转矩控制。高压电池通过控制定子绕组的三相变换器和控制转子绕组的四象限斩波器给SM供电。一个理想的角速度源提供负载。控制子系统采用开环方法控制转矩，闭环方法控制电流。在每个样品瞬间，扭矩要求转换为相关的电流参考。当前控制是基于pi的。仿真在电机和发电机模式中使用了几个转矩步骤。任务调度是作为statflow®状态机实现的。可视化子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

SM速度控制

在基于同步电机（SM）的电气牵引驱动中控制转子角速度。高压蓄电池通过定子绕组的受控三相变流器和转子绕组的受控四象限斩波器向SM供电。理想的扭矩源提供负载。控制子系统包括一个基于多速率PI的串级控制结构，该结构具有一个外部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作为Stateflow®状态机实现。可视化子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

开关磁阻电机速度控制

在基于开关磁阻电机（SRM）的电力驱动中控制转子速度。直流电压源通过受控三臂电桥向SRM供电。转换器的开启和关闭角度保持恒定。

同步磁阻电机速度控制

在基于同步磁阻电机（SynRM）的电力驱动中控制转子角速度。高压电池通过受控三相转换器为SynRM供电。理想的扭矩源提供负载。控制子系统包括基于多速率PI的串级控制结构。控制结构有一个外角速度控制回路和两个内电流控制回路。可视化子系统包含允许您查看模拟结果的范围。

带有传感器控制的三相异步驱动

利用传感器转子磁场定向控制对异步电机(ASM)的运行进行控制和分析。该模型显示了主要的电路，有三个附加的子系统，包括控制、测量和范围。控制子系统包含两个控制器:一个用于电网侧变换器(AC/DC)，一个用于机器侧变换器(DC/AC)。scope子系统包含两个时间范围:一个用于电网侧变换器，一个用于ASM。当模型被执行时，频谱分析仪打开并显示a相电源电流的频率数据。

带无传感器控制的三相异步驱动

使用无传感器转子磁场定向控制来控制和分析异步电机（ASM）的运行。该模型显示了主电路，以及包含控制、测量和范围的三个附加子系统。控制子系统包含两个控制器：一个用于电网侧变流器（AC/DC），另一个用于机器侧变流器（DC/AC）。Scopes子系统包含两个时间范围：一个用于电网侧转换器，另一个用于ASM。执行模型时，频谱分析仪打开并显示a相电源电流的频率数据。

三相永磁同步电动机驱动

一台Y形绕组和三角形绕组结构的永磁同步电机（PMSM），以及一台适用于典型混合动力车辆的逆变器。逆变器直接连接到车辆蓄电池，但也可以在两者之间实现DC-DC转换器级。您可以使用此模型来设计永磁同步电机控制器，方法是选择结构和增益以实现所需的性能。要检查IGBT开启和关闭的时间，可以使用更详细的N通道IGBT块替换IGBT设备。对于整车建模，您可以使用“电机和驱动”（系统级）块以基于能量的模型抽象PMSM、逆变器和控制器。当使用可变步长解算器时，Gmin电阻器提供非常小的接地电导，从而改善模型的数值特性。

参考文献

[1] Krause, P.， O. Wasynczuk, S. D. Sudhoff和S. Pekarek。电机与驱动系统分析。Piscatawy, NJ: Wiley-IEEE出版社，2013。

扩展功能

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

另请参阅

阻碍

克拉克到帕克角变换|克拉克变换|克拉克逆变换|逆帕克变换|Park-to-Clarke角度变换

在R2017b中引入

公园的变换

描述

方程

港口