在电机运行的过程中，关键在于电机定子和转子磁场同步旋转，共同构建了一个具有同步旋转速度的旋转坐标系，这个坐标系被称作D-Q旋转坐标系。在这个坐标系下，所有电信号都可以描述为常数。为了方便研究电机矢量控制问题，我们能否直接从仪器获取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转换为等效的二相绕组，同时把旋转坐标系变换成静止的正交坐标，从而得到直流表示电压及电流之间关系式。这一变换使得各个控制量能够独立控制，有助于消除谐波和不对称影响，并且容易实现基波与谐波分离。
由于直流电机主磁通主要由励磁绕组励磁電流决定，所以这是直流電機数学模型及其控制系统简化的一个根本原因。如果我们能将交流電機物理模型等效地变换成类似直流電機模式分析和控制就会大大简化。这种坐標變換正是基于这一思路进行。
交流電機三相對稱的靜止繞組A、B、C，在以平衡正弦電流時產生的合成磁動勢是帶有同步轉速ws（即電流角頻率）的旋轉磁動勢F，這個動勢在空間呈現為正弦分布，以順著A-B-C相序進行空間滾動移動。這種物理模型如圖中所示。
然而，不論是否為三相，只要是任何對稱多數繞組（包括單相、二相、三四……）通入平衡多數交流電，都能產生與之類似的旋轉磁動勢，而兩次最簡單。而圖2描繪了兩次靜止繞組a和b，它們在空間互差90度，通過時間上互差90度平衡交流電也會產生一個相同大小與方向並且與前述相同轉速ws同樣高速運行的地球上的地球上的地球上的地球上的
當這兩個旋轉磁動勢大小及轉速完全匹配時，即認為圖2中的二次繞組與圖1中的三次繞組等效。此外，如果我們將包含這兩個繞圈以及整個鐵心一起以同步速度運行，那麼這些運動中的固定位置就會隨著整體運動而同時移動成為一個固定的位置。我們讓含有這些運動中的固定位置綫圈的一切物件一起以相同速度向前推進，我們讓它們像之前那樣保持不變，那麼這些推進過程中的固定位置就會像之前那樣保持不變。
從此可見，以生成同样的rotating magnetic field as a criterion, the three-phase AC winding in Figure 1, the two-phase AC winding in Figure 2, and the entire rotating DC winding in Figure 3 are all equivalent. Or say that in three-phase coordinates iA, iB, iC; in two-phase coordinates ia and ib; and in rotating two-phase coordinates id and iq are all equivalent because they can generate the same rotating magnetic field. The D-Q coordinate transformation has been widely applied to electric engineering fields for motor control analysis of transient operation as well as fault diagnosis testing methods.
In addition to its application to motor control systems, this coordinate transformation technique is also used for power system fault analysis and electrical network energy quality detection & control. This article provides an overview of how D-Q transformations have been utilized across different applications within electric engineering disciplines. For more information on these topics or other related matters please refer to our website dedicated specifically to discussing such issues.
More information about ZLG Electronics' plans for implementing this DQ transform functionality into their power analyzer instruments will be released soon! Stay tuned for updates from us at Electric Motor Channel!
