Entwurf von Reglern und Steuerungslogiken für elektronische Umrichter

Clarke- und Park-Transformationen

Implementierung von Clarke- und Park-Transformationen zur Motorregelung

Clarke- und Park-Transformationen werden häufig bei der feldorientierten Regelung von Dreiphasen-Wechselstrom-Maschinen verwendet. Die Clarke-Transformation wandelt die Zeitbereichskomponenten eines Dreiphasensystems (im abc-Koordinatensystem) in zwei Komponenten in einem orthogonalen stationären Koordinatensystem (αβ) um. Die Park-Transformation wandelt die zwei Komponenten im αβ-Koordinatensystem in ein orthogonales rotierendes Referenz-Koordinatensystem (dq) um. Die konsequente Implementierung dieser beiden Transformationen vereinfacht Berechnungen, indem Wechselströme und Spannungen in Gleichstromsignale umgewandelt werden.

Die Zeitbereichskomponenten eines Dreiphasensystems (im abc-Koordinatensystem).

Entstehende Signale für die Clarke-Transformation (αβ).

Entstehende Signale für die Park-Transformation (dq).

Ein effizienter Prozess zur Entwicklung und Implementierung einer feldorientierten Regelung beinhaltet das Design und Testen von Regelungsalgorithmen in einer Simulationsumgebung sowie die Generierung von C- oder HDL-Code für Tests und Implementierung in Echtzeit.

Ingenieure, die an Motorregelungen arbeiten, können mit Simulink® folgende Schritte erledigen:

  • Modellierung und Simulation von Leistungselektronik mit Stromrichtern und verschiedenen Arten von Motoren, einschließlich synchroner und asynchroner Drehstrommaschinen
  • Entwurf und Simulation von Algorithmen für die Motorregelung, einschließlich laufzeitoptimierter Implementierungen von Clarke- und Park-Transformationen
  • Ausführung von Simulationen des Motors und des Stromrichters in geschlossenen Regelschleifen, um die Systemleistung in normalen und abnormen Betriebsszenarien zu testen
  • Automatische Generierung von ANSI-, ISO- oder Prozessor-optimiertem C-Code und HDL-Code für Rapid Prototyping, Hardware-in-the-Loop-Tests und die Serienimplementierung.

Mit Park- und Clarke-Transformationen implementiertes Modell eines PMSM-Stromreglers.

Feldorientierte Regelung in Simulink

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