Robocikowo>ROBOCIKOWO
Robotyka

Transformacja αβ

AktywnyOpublikowano: 21 października 2026Aktualizacja: 21 października 2026Opublikowany
Transformacja Clarke'a (abc→αβ) rzutuje trójfazowe wielkości (a,b,c) na dwuosiowy, nieruchomy układ (α,β) ze składową zerową; podstawowy krok w sterowaniu silnikami AC.
Kluczowa innowacja
Zredukowanie trójfazowego, wzajemnie zależnego układu (a,b,c) do dwóch ortogonalnych współrzędnych (α,β) w nieruchomym układzie odniesienia, co upraszcza analizę i sterowanie maszynami AC.
Kategoria
Robotyka
Poziom abstrakcji
Primitive
Poziom operacji
Sterowanie robotem
Zastosowania
Sterowanie polowo-zorientowane (FOC) silników ACModulacja wektora przestrzennego (SVPWM)Sterowanie silnikami PMSM i BLDCAnaliza obwodów trójfazowychNapędy elektryczne i falownikiRobotyka — sterowanie napędami stawów

Jak działa

Transformacja mnoży wektor wielkości fazowych [a, b, c] przez stałą macierz 2×3 (lub 3×3, gdy uwzględniana jest składowa zerowa). W postaci amplitudowo-niezmiennej: α = (2/3)·(a − b/2 − c/2), β = (2/3)·(√3/2)·(b − c), a składowa zerowa γ = (1/3)·(a + b + c). Dla układu zrównoważonego, w którym a + b + c = 0, składowa zerowa jest zerowa i wystarczy wariant 2×2. Wynikiem są dwie wielkości (α, β) w nieruchomym układzie odniesienia, które nadal zmieniają się sinusoidalnie w czasie, lecz są wzajemnie ortogonalne. Transformacja odwrotna odtwarza wielkości fazowe z (α, β, γ).

Rozwiązany problem

Bezpośrednie sterowanie trzema wzajemnie zależnymi, sinusoidalnie zmiennymi wielkościami fazowymi (a, b, c) jest złożone. Transformacja Clarke'a redukuje ten układ do dwóch niezależnych współrzędnych ortogonalnych (α, β), eliminując nadmiarowość trzeciej fazy (w układzie zrównoważonym suma a+b+c = 0) i przygotowując grunt pod transformację Parka.

Komponenty

Macierz transformacji Clarke'aOdwzorowanie liniowe abc→αβ0

Stała macierz 2×3 (lub 3×3) ze współczynnikiem 2/3 (postać amplitudowo-niezmienna) albo √(2/3) (postać mocowo-niezmienna).

INTrzy wielkości fazowe (prądy lub napięcia).
OUTDwie współrzędne w układzie αβ plus składowa zerowa.
Oś αOś rzeczywista zrównana z fazą a

Składowa układu stacjonarnego pokrywająca się z osią fazy a.

Oś βOś prostopadła do α (90°)

Składowa układu stacjonarnego ortogonalna do osi α.

Składowa zerowa (γ / 0)Składowa współbieżna

Równa (1/3)(a+b+c); zerowa w układzie trójfazowym zrównoważonym.

Ewolucja

Oryginalny paper · John Wiley & Sons · Edith Clarke
Circuit Analysis of A-C Power Systems, Volume I
Edith Clarke
1972
Zastosowanie w sterowaniu polowo-zorientowanym (FOC)
Punkt przełomowy

Prace Blaschkego nad sterowaniem polowo-zorientowanym uczyniły transformacje Clarke'a i Parka standardowym etapem sterowania napędami AC.

Hiperparametry (konfigurowalne osie)

Konwencja skalowaniaWysoka

Wybór między postacią amplitudowo-niezmienną (współczynnik 2/3) a mocowo-niezmienną (współczynnik √(2/3)).

Amplitudowo-niezmienna (2/3)
Mocowo-niezmienna (√(2/3))
Uwzględnienie składowej zerowejŚrednia

Wariant 2×2 (tylko α, β) kontra 3×3 (α, β, 0).

2×2 (bez składowej zerowej)
3×3 (ze składową zerową)