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磁场矢量控制
发布时间:2024-11-26

FOC( Field Oriented Control )直译即磁场定向控制,又称为磁场矢量控制(VC,Vector Control)

FOC特点:通过jingque地控制磁场大小与方向,使得电机的运动转矩平稳、噪声小、效率高,并且具有高速的动态响应


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六步换相&FOC控制方式差异


控制方式

优点

缺点

六步换相

控制算法相较简单

精度差、运转不流畅、

转矩波动大、存在一定的电流噪声、适用于对电机转动性能要求不高的场合

FOC

转矩平稳、效率高、噪声小、动态响应快

硬件成本较高、对MCU性能有较高要求、控制算法难度大

注意:BLDC同样可以使用FOC的方式进行控制


FOC框图介绍

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为什么FOC控制要变换来变换去的?

FOC控制中,变换的目的主要是为了在不同的坐标系下,绕组所产生的合成磁动势相等。通过坐标变换,可以将交流电动机的物理模型等效为直流电动机的物理模型,从而简化交流电动机的控制。

在具体的变换过程中,Clack变换和Park变换是常见的坐标变换方式。Clack变换是用来将三相电流采样得到的正弦波在平面内进行定义。而Park变换则是将静止两相正交坐标系转换到旋转两相正交坐标系,以此获得在dq轴上的投影。


什么是CLARKE变换、PARK变换、反PARK变换?

CLARKE变换

三相电路计算困难,将三相等效成二相,变换原则是电流产生的磁场相等

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Clark变换比例系数2/3推导过程:

https://blog.csdn.net/u013581448/article/details/105983186/

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虽然α与β坐标系下少了一维变量,但是新的变量还是非线性的(正弦),有没有办法把它们线性化呢?

当然有的,park变换就是做这个工作的!


PARK变换

Park变换可以将电机从两相静止坐标系变换到随转子转动的坐标系(dq轴)

d轴方向与转子内磁场方向重合,称为直轴;q轴方向与转子内磁场方向垂直,称为交轴。

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反PARK变换

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