永磁同步电机dq坐标系中转矩公式中系数3/2的由来

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1.坐标变换公式

简单推导一下,现有矩阵udq=C x uabc,idq=C x iabc,其中C代表坐标变换公式。
(1)假设功率不变
P=udqT x idq=uabcT x iabc=CT x C x uabcT x iabc
若要上式成立,CT x C 应该为单位矩阵,即CT=C-1。通过求解,坐标变换矩阵C的系数应该为根号2/3
永磁同步电机dq坐标系中转矩公式中系数3/2的由来_第1张图片
也就是 把上图的系数改为根号2/3就行了。我用matlab验证了一下结论,没问题!
永磁同步电机dq坐标系中转矩公式中系数3/2的由来_第2张图片
(2)假设幅值不变
我们知道,三相合成矢量的模为原来每相模的3/2。而alpha和beta是合成矢量的分量,也是每相的3/2,若要保持幅值不变,udq=C x uabc中的C前面的系数应该是2/3。

2.电磁转矩公式

先分析下功率方程, P=udqT x idq=uabcT x iabc=CT x C x uabcT x iabc

(1)恒功率变换

若是恒功率变化,最简单了,使得CT=C-1,公式前面的系数CT x C=I.(是单位矩阵,后面就把他当成常数吧),也就是你的dq坐标系转矩公式前面没有系数。

(2)恒幅值变换

先说一个误区,我将会用删除线标出来, 我一开始是这么想的,恒幅值变换的坐标变换矩阵C的系数不是2/3吗,所以CT x C=4/9. 所以可以看一下,是不是这样呢 ,请看matlab
永磁同步电机dq坐标系中转矩公式中系数3/2的由来_第3张图片
其实他的系数是2/3,这里谈的系数是相对于单位矩阵的(或者是相较于恒功率变换),深究原因要去看高数了,这里就不谈了。
其实 若是恒幅值变化,则CT和C都是恒功率情况CT和C的根号2/3倍,故公式前面的系数CT x C=根号2/3*根号2/3=2/3. ( 是2/3,不是1.5也不是3/2,写的时候容易写错,希望前面没写颠倒)

我们在三项坐标系下计算功率,P=uabcT x iabc=K x udqT x idq.由上面的计算,可以得知,K=3/2=1.5=1/(CT x C)。

总结

1.若采用恒幅值变换,电磁转矩Te前面需要乘以系数3/2。

2.若采用恒功率变换,电磁转矩Te前需要乘系数1。

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