人物在电机矢量控制的重要分析方法中探究电机分类及各自用途

在电机的运行中，是由电机定子和转子磁场同步旋转，建立的一个具有同步旋转速度的旋转坐标系，这个旋转坐标系就是常说的D-Q旋转坐标系。该旋转坐标系上，所有电信号都可以描述为常数。为了方便电机矢量控制问题的研究，我们是否能直接从仪器得到D-Q变换的结果呢？ D-Q变换是一种解耦控制方法，它将异步电动机的三相绕组变换为等价的二相绕组，并且把旋转坐标系变换成正交的静止坐标，即可得到用直流量表示电压及电流的关系式。D-Q变换使得各个控制量可以分别控制，可以消除谐波电压和不对称电压的影响，由于应用了同步旋转坐標變換，容易实现基波與谐波分离。

由于直流電機主磁通基本上唯一地由励磁绕組之励磁電流决定，所以这是直流電機之数学模型及其控制系统比较简单根本原因。如果能將交流電機之物理模型等效地轉換成類似直流電機模式，分析与控制就可以大大簡化。座標變換正是按照這條思路進行。

交流電機三相對稱之靜止繞組A、B、C通以三相平衡正弦電流時，產生合成磁動勢F，它於空間呈現為正弦分布，以同步轉速ws（即所謂角頻率）順著A-B-C相序而行轉。在此物理模型圖中畫出。此種物理模型並非必需僅限於三相不可，不論單相、二相、三四、…等任意對稱多重繞組通以平衡多重電子都能生產自轉動勢，但以兩次最為簡潔。

當圖一與二兩個自轉動勢大小與轉速同樣時，即認為圖二兩次繞組與圖一三次繞組等效。而如图3中的两个匝数相同互垂直的一对绕组d和q，其中分别通有直流id和iq产生合成磁动势F，其位置对于绕组来说是固定的。如果让包含两个绕组在内整个铁心以同步速度进行运动，则这些匝数生成的是一个随着整体铁心一起移动并且保持其位置不移的一个固定点，即一个恒定的空间向量。这一点非常关键，因为它意味着我们能够通过调整这个空间向量来改变我们的输出功率，而无需改变任何其他东西。这是一个巨大的优势，因为它意味着我们能够精确地调节我们的输出功率，而无需担心会引起其他副作用或损害系统稳定性。

因此，在产生相同自転動勢方面，从图1到图2再到图3三个不同类型绝缘体线圈构造彼此完全相当。在这三个不同的线圈结构下，无论是在轴向方向还是侧向方向，都存在类似的力矩分布模式。这意味着，如果你想要使用某一种特定的绝缘体材料，那么你只需要找到那个材料用于制造那些相同功能但形状不同的线圈，就能达到与使用原来的绝缘体材料获得一样好的性能。

D-Q 坐標系統變換理論已經廣泛應用於各領域，如：1. 電機調控 2. 電機瞬態運行分析 3. 故障診斷测试方法

D-Q 變換在測試中的應用非常廣泛，只要我們能夠準確取得轉子位置並且準確測量三信號，我們就可以使用高速 FPGA 的並行實現來實時計算算法。我們首先通過 Clark 變換將靜止於定子的三維軸座標系統轉換為相對於定子的兩維軸座標系統，這樣就會得到 α 和 β 軸上的輸入 Iα 和 Iβ 然後我們再通過 Park 變換將靜止於定子的兩維軸座標系統轉移到相對於運動中的兩維軸座標系統這樣就會得到 ID 和 IQ 這些值然後我們還需要做一個反變換從 ID 和 IQ 得到的數據進行回傳給馬達，這樣我們就完成了一個完整周期性的馬達調控過程目的是讓馬達按一定方式工作，並根據監聽到的數據調整自己的操作參數，以適應環境或工作負載改變。