无传感器磁场定向控制（FOC）.PDF

无传感器磁场定向控制（FOC） 风机控制原理 主要内容  风机用直流无刷电机  FOC的控制原理  无感FOC的控制原理 主要内容  风机用直流无刷电机  FOC的控制原理  无感FOC的控制原理 风机用电机以及控制方式 FAN Motor ACIM BLDC/PMSM 效率 梯形波控制 简易正弦波控制 无感FOC控制 噪声 set date Copyright © Infineon Technologies AG 2013. All rights reserved. Page 4 风机用直流无刷电机  基本组成：定子绕组、转子、机体  AC定子电流  转子为永磁体  两种类型  BLDC：直流无刷电机  PMSM：永磁同步电机  差异性  PMSM的反电动势为正弦波  BLDC的反电动势为梯形波 主要内容  风机用直流无刷电机  FOC的控制原理  无感FOC的控制原理 FOC的基本概念  定义  FOC——Field Oriental Control，磁场定向控制  又称“矢量控制”，是通过控制变频器输出电压的幅值和频率控制三相交 流电机的一种变频驱动控制方法。  基本思想  通过测量和控制电机的定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对电机的 励磁电流和转矩电流进行控制，从而将三相交流电机等效为直流电机控 制。  实现步骤  通过坐标变换，将三相静止坐标系转化为两相旋转的坐标系，从而使三 相交流耦合的定子电流转换为相互正交，独立解耦的转矩与励磁分量， 从而到达类似于他励直流电动机通过控制转矩电流直接控制转矩的目的。 FOC的结构框图  FOC结构框图 2013-07 Copyright © Infineon Technologies AG 2013. All rights reserved. Page 8 FOC的控制核心——坐标变换 2013-07 Copyright © Infineon Technologies AG 2013. All rights reserved. Page 9 FOC的控制核心——坐标变换  坐标系  －定子坐标系（静止） ― A －B－C坐标系（三相定子绕组、相差120度） ― α－β坐标系（直角坐标系：α 轴与A轴重合、 β轴超前α 轴90度）  －转子坐标系（旋转） ― d－q坐标系（d轴－转子磁极的轴线、q轴超前d轴90度 ）  －定向坐标系（旋转） ― M－T坐标系（ M轴固定在定向的磁链矢量上，T轴超前M轴90度 ） 转子磁场定向控制－－ M-T坐标系与d-q坐标系重合 坐标变换过程 Park 逆变换 FOC的控制核心——SVPWM FOC的控制核心——SVPWM  空间矢量  根据功率管的开关状态（上管导通是“1”，关闭是“0”）定义了8个 空间矢量。其中000和111是零矢量。 A B C D E F IU IV IW FOC的控制核心——SVPWM  扇区  空间矢量构成6个扇区 [100] [110] [010] [011] [001] [101] [100]  确定Vref位于哪个扇区，才能知道用哪对相邻的基本电压 空间矢量去合成Vref 。 [ 0 ]