FOC(Field Oriented Control)是一种电机控制方式,旨在实现以恒定转矩输出和良好效率下的电机控制。
FOC控制首先将三相交流电流转换为直角坐标系下的dq坐标系,然后控制电机在该坐标系下的电流和磁通。通过控制电机电流和磁通的方向和大小,实现对电机的高精度控制。
FOC的三个关键环节是:空间矢量调制(SVM)、磁通观测和电流控制。
空间矢量调制是指将dq坐标系下的期望电流转化为三相交流电压控制信号,以控制电机的输出。
SVM实现的过程是:首先根据dq坐标系下的期望电流,计算出三相电流对应的幅值和相位;之后结合换相时的二极管通断情况,得到所需的三相交流电压。
磁通观测是指通过物理模型和电路参数实时计算电机的转矩和位置信息,从而实现对电机磁通的控制。
目前常用的磁通观测方式有基于反电动势法和基于磁阻法。
电流控制是指控制电机dq坐标系下的电流,以实现电机的高精度控制。
电流控制分为位置式控制和速度式控制,其中位置式控制常用于低速驱动,速度式控制常用于高速驱动。
相比于传统的正弦控制和方波控制方式,FOC的优势主要表现在以下几个方面:
FOC控制方式对电机控制精度要求很高,可以实现电机转矩和速度的高精度控制,提升了电机的效率和性能。
FOC控制方式能够以恒定转矩输出和较高效率下控制电机,从而提高了电机的能效,降低了能耗。
FOC控制方式可以减小电机的噪声和振动,提升了乘坐的舒适度。
总之,FOC控制是一种高精度、高效节能、安静舒适的电机控制方式,目前在众多领域中得到了广泛应用。