2024-04-02 Share: 磁場導向控制(Field Oriented Control)_座標轉換運算

Here is an article that describes the FOC coordination conversion
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座標轉換運算

Clarke變換: Ia、Ib、Ic分別為馬達各相電流，將ADC採樣得到的三相定子電流從3軸（120°）定子坐標系變換到2軸（90°）定子坐標系稱為Clark變換，參考圖(十九)。
圖(十九). Clarke變換
互為120°三相電流如圖(二十).(a) 所示，可以經由三相電流採樣得到Ia、Ib、Ic，也可由Ia、Ib兩相電流採樣，再經過Ia+ Ib + Ic=0計算得出Ic。將取樣得到的電流經Clarke變換成互為90°垂直的α –β坐標系上的電流Ia和Ib，參考圖(二十).(b) 所示。
圖(二十). 三相電流Clarke變換為兩相電流示意圖
Park變換: 將Ia 和Ib，由2軸定子坐標系轉換到2軸轉子旋轉坐標系（即相對於旋轉的轉子是靜止的）稱為Park變換如圖(二十一)所示，其中θ為轉子角度。
圖(二十一). Park變換
Park 變換將電流資訊由定子坐標系轉換到轉子坐標系，去除了其中包含的角度資訊使電流變為直流量，Iq反應電流產生的力矩，Id反應電流產生的疊加磁場，只有當Id=0（即電流完全用來產生力矩，磁場完全依賴永磁體的磁場），此時電機的效率最高。
Park 逆變換: Iq和Id經過PI模組處理後得到旋轉d-q坐標系的電壓向量的兩個分量Vq和Vd。為了獲得三相電機的電壓分量，首先要將Vq和Vd變換到2軸α-β靜止坐標系中，如圖(二十二)所示。
圖(二十二). Park逆變換
Clarke逆變換: 然後將得到的2軸α-β靜止坐標系中電壓分量Va和Vb 轉換成3相靜止坐標系中的Va、Vb和Vc，如圖(二十三)所示。
圖(二十三). Clarke逆變換

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