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行业动态

电机控制中的FOC

发布时间:2023-12-10 浏览量:17
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FOC(Field-Oriented Control),即磁场定向控制,也称矢量变频,是目前无刷直流电机(BLDC)和永磁同步电机(PMSM)高效控制的最佳选择。FOC精确地控制磁场大小与方向,使得电机转矩平稳、噪声小、效率高,并且具有高速的动态响应。由于FOC的优势明显,目前已在很多应用上逐步替代传统的控制方式,在运动控制行业中备受瞩目。

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FOC典型控制框图如下。为了得到电机转子的位置、电机转速、电流大小等信息作为反馈,首先需要采集电机相电流,对其进行一系列的数学变换和估算算法后得到解耦了的易用控制的反馈量。然后,根据反馈量与目标值的误差进行动态调节,最终输出3相正弦波驱动电机转动。

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FOC按照电机有无传感器来区分可以分为有传感器FOC和无传感器FOC。

对于有传感器FOC,由于电机的传感器(一般为编码器)能反馈电机转子的位置信息,因此在控制中可以不使用位置估算算法,控制起来相对无传感器FOC简单,但是对带传感器的电机应用来说,往往对控制性能要求较高。

对于无传感器FOC,由于电机不带任何传感器,因此不能通过简单读取传感器的测量值来得到电机转子的位置信息,所以在控制中需要通过采集电机相电流,使用位置估算算法来计算转子位置。虽然无感FOC的控制难度较大,但是它可以避免传感器故障的风险,并且省去了传感器的成本,同时简化了电机与驱动板间的布线。目前,无感FOC多应用在风机类的场合中。

除了以上提到的纯粹的有传感器FOC和无传感器FOC,在一些场合中,也常常结合无传感器和有传感器控制的优点进一步提高控制性能。

在FOC电机控制中,应用到的算法除了上文提到的无传感器位置估算算法外,还有转子定位算法、最大转矩、最大电压提速算法、顺风启动算法、逆风启动算法、恒功率算法、缺相检测算法等。原动力科技技拥有完善的FOC技术,在业内处于领先水平。


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