坐標變換理論:
坐標變換理論可以降低馬達方程的復雜性,利用坐標變換把定子及轉子變量變換到一個旋轉坐標系中,該坐標系的轉速為角速度ω。
假設fax, fbx, fcx 為三相瞬時變量,位于相移120度的a,b,c坐標上,fqx, fdx, f0x 為其變換變量,位于正交坐標d,q上:
則,變換方程為:
3個變換方程用于矢量控制:
Clarke: ω=0, θ(0)=0 -> θ=0;
Park: ω=ωr, θ(0)=θr(0) -> θ=θr;
反Park: ω=-ωr , θ(0)= θr(0) ->θ=-θr
所以有:
Clarke將定子電流轉變為靜止直角參考坐標(稱αβ坐標);
然后,Park將電流轉變為按隨機的速度旋轉的坐標為(磁場定向控制,與轉子同步);
反向Park變換使反電動勢從旋轉坐標(q, d)到靜止坐標。
變換過程如下圖:
Clark變換應用于定子電流:
Park變換應用于定子電流:
Park逆運算變換應用于定子電壓:
程序的運行過程:
1、程序先通過 ADC 采樣,對 BLDC 電機的 a、b 兩相進行電流采樣;
2、通過 Clarke() 函數將 a、b 兩相電流轉換為靜止坐標系上的電流 Iα、Iβ ;
3、由 Park() 函數將電流 Iα、Iβ 和經 DAC 轉換的旋轉角度θ轉化為電流 Iq、Id;
4、將電流 Iq、Id 的電流差輸入到建立的 PI 控制器里,通過調節適當的 PI 控制系數輸出最佳的旋轉電壓Vd、Vq;
5、用 Circle Limitation 來限制 Vd、Vq 的值以選擇恰當的值;
6、用 Rev_Park()函數將旋轉電壓 Vd、Vq 轉換為靜止坐標系上的電壓Vα、Vβ;
7、通過三電阻式相電流重構法將電壓 Vα、Vβ ,重新建立為 BLDC 電機的三相電壓 Ux、Uy、Uw 的大小;
8、用 SV_PWM 算法計算矢量及其分分扇區的扇區信息,通過控制 TIM 控制6個 MOSFET 管來控制各相電壓方向以達到最后的控制目的。
主要完成任務:
1、梳理了 FOC2.0無霍爾 BLDC 電機程序的運行過程
2、對 Clark、Park、Park 逆運算進行進一步理解
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