FOC方法控制电机的优点

小钢炮

　　场定向换向（FOC）也称为矢量控制，是一种控制电机的方法，于20世纪70年代初期发明，并且仍然是当今系统设计人员可用的最先进的电机控制技术。
　　它通过控制流入电机定子各相的交流电来工作，将它们解耦成两个正交分量，并在与转子磁通同步的参考系中旋转 - 即所谓的直轴'd'和交轴'q'。通过这种方式，它可以独立控制转矩和磁通，从而改进电机的效率和动态响应。
　　通过适当控制这两个电流，系统可以为任何给定的输入电流产生最大转矩。它完成了另外两个目标：
　　实现最高效率
　　对速度控制信号产生快速响应，从而快速建立新的目标速度，或在负载有较大改变后对速度进行稳健控制
　　FOC的其他有利特性包括产生受控负转矩（启用主动制动）的能力，以及弱化转子的磁通量（使得能够以高于标称值的速度运行）。
　　意法半导体提供了丰富的资源，以帮助设计工程师实施新的电机控制系统设计。其中包括用于永磁同步电机（PMSM）的STM32 FOC软件开发套件（SDK）。然而，在任何设计开始时，首要的任务往往是实现真正的电机旋转。本技术文章介绍了意法半导体的工具Motor Profiler，它具有基于PC的GUI，可以轻松配置由FOC控制的电机。
　　为什么需要配置工具？
　　从未使用过三相永磁电机的工程师可能会认为启动电机就像按下按钮一样简单。
　　实际并非如此。三相电机是同步电机，所以磁通和转子的位置和速度是相同的。这意味着，为了正确地驱动它，必须提供与转子磁通同步的激励力场。当系统中没有传感器直接测量转速和转子磁通的方向时会出现问题。当施加不正确的力场时，电机仅以所施加的频率振动，但不旋转。
　　使用FOC技术，需要一个强大的转子磁通监视器或估算器算法，以实现一个能够使电机以受控速度旋转的驱动电路。
　　值得一提的是，FOC和自感技术都是基于电机和变频器的型号。并且这些型号需要提供各种正确的参数值（包括电气和机械参数等）。此外，算法中还有一些调节器，这些调节器需要适当调谐。
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