帕克變換

派克變換(也譯作帕克變換,英語:Park's Transformation),是目前分析同步電動機運行最常用的一種坐標變換,由美國工程師派克(R.H.Park)在1929年提出。派克變換將定子的a,b,c三相電流投影到隨著轉子旋轉的直軸(d軸),交軸(q軸)與垂直於dq平面的零軸(0軸)上去,從而實現了對定子電感矩陣的對角化,對同步電動機的運行分析起到了簡化作用。

公式

派克正變換:

帕克變換 帕克變換

逆變換:

帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換

派克變換也作用在定子電壓與定子繞組磁鏈上:。

幾何解釋

解釋如下圖1所示:

圖1 圖1
帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換

圖1描繪了派克變換的幾何意義,定子三相電流互成120度角,為定子電流落後於它們對應的相電壓的角度。直軸與交軸電流分別等於定子三相電流在d軸與q軸上的投影。(圖中的比例係數是由於圖中所採用的是正交形式的派克變換)d-q坐標系在空間中以角速度逆時針旋轉,故以d軸領先a相軸線的方向為正。當定子電流為三相對稱的正弦交流電時,為直流電流,。

用派克變換化簡同步發電機基本方程

變換後的磁鏈方程

磁鏈方程:

帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換

上式中的電感係數矩陣事實上都含有隨時間變化的角度參數,使得方程求解困難。

帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換

現對等式兩邊同時左乘,其中為三階單位矩陣。方程化為:

帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換

其中

① 變換後的電感係數都變為常數,可以假想dd繞組,qq繞組是固定在轉子上的,相對轉子靜止。

帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換

② 派克變換陣對定子自感矩陣 起到了對角化的作用,並消去了其中的角度變數。為其特徵根。

③ 變換後定子和轉子間的互感係數不對稱,這是由於派克變換的矩陣不是正交矩陣。

帕克變換 帕克變換

④為直軸同步電感係數,其值相當於當勵磁繞組開路,定子合成磁勢產生單純直軸磁場時,任意一相定子繞組的自感係數。

變換後的電壓方程

電壓方程:

帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換

現對等式兩邊同時左乘,其中為三階單位矩陣。方程化為:

帕克變換 帕克變換
帕克變換 帕克變換

由 ,

帕克變換 帕克變換

對兩邊求導,得,

帕克變換 帕克變換

所以

帕克變換 帕克變換

其中

帕克變換 帕克變換

於是有

上式右邊第一項為繞組電阻的壓降,第二項為變壓器電勢,第三項為發電機電勢或旋轉電勢 。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們