面向领域的控制

AC.感应电机提供令人羡慕的操作特性，如鲁棒性，可靠性和易于控制。它们广泛用于各种应用，该应用范围从工业运动控制系统到家用电器。然而，由于它们在饱和期间的复杂数学模型和非线性特性，因此在其最高效率下使用感应电动机是一个具有挑战性的任务。这些因素使得对感应电动机的控制困难并且呼吁使用高性能控制算法，例如矢量控制。

介绍现场对照

标量控制如“v / hz”策略在性能方面具有其限制。感应电动机的标量控制方法在产生的扭矩上产生振荡。因此，为了实现更好的动态性能，感应电动机需要更优异的控制方案。利用微控制器提供的数学处理能力，数字信号处理器和FGPA，可以实现高级控制策略以将扭矩产生和磁化功能分离在交流感应电动机中。这去耦扭矩和磁化通量通常称为转子助焊剂控制（FOC）。

面向领域的控制描述了扭矩控制的方式直接基于电动机的电磁状态，类似于a直流电机。FOC是一种控制“真实”电机控制变量的第一种技术和扭矩助势。通过定子之间的去耦当前的组件（磁化磁通和扭矩），可以独立地控制定子通量的扭矩产生部件。去耦控制，在低速下，电动机的磁化状态可以保持在适当的水平，并且可以控制扭矩以调节速度。
“FOC已被专为高性能电机应用而开发，可在宽速度范围内平稳地运行，可以在零速度下产生全扭矩，并且能够快速加速和减速。”

田野控制的工作原理

这面向领域的控制由控制用矢量表示的定子电流组成。这种控制是基于将一个三相时间和速度相关的系统转换成一个两坐标(d和q坐标系)时不变系统的投影。这些转换和投影导致一个类似于直流电机控制的结构。FOC机英雄联盟菠菜app器需要两个常量作为输入参考:扭矩组件(与Q坐标）和磁通量组分（与d协调）。
三相电压，电流和助丝可以在复杂的空间向量方面分析AC电动机。如果我们拿走我_一种， 一世_B.， 一世_C作为定子阶段的瞬时电流，然后是定子当前的矢量定义如下：

其中（a，b，c）是轴三相系统。

这当前的空间矢量代表三相正弦系统。它需要转换为两个时间不变坐标系。此转换可分为两个步骤：
（a，b，c）→（α，β）（克拉克转换），它给出了两个坐标时变量系统的输出。
（a，β）→（d，q）（公园变换），它给出了两个坐标时间不变系统的输出。
（a，b，c）→（α，β）投影（克拉克转换）
三相数量电压或电流，沿轴A，B和C的时间变化，可以在数学上变换成两相电压或电流，通过以下变换矩阵沿轴α和β随时变化：

假设轴A和轴α沿相同的方向和β与它们正交，我们有以下载体图：

上述投影改变了三相系统进入（α，β）两维正交系统如下所述：

但这两个相（α，β）电流仍然取决于时间和速度。
（α，β）→（D.Q）投影（Park转换）
这是FOC中最重要的转变。实际上，该投影将两相固定正交系统（α，β）改变为D，Q旋转参考系统。转换矩阵如下：

其中，θ是旋转和固定坐标系之间的角度。
如果考虑与转子通量对齐的D轴，则图2示出了两个参考帧的关系当前的向量：

其中，θ是转子磁通位置。扭矩和焊剂组分的当前的矢量由以下等式确定：

这些组件取决于电流矢量（α，β）组分和转子通量位置。如果您知道精确的转子通量位置，则通过上方等式，可以容易地计算D，Q分量。在此瞬间，可以直接控制扭矩，因为PORUX部件（i_SD.）和扭矩组件（i_SQ.现在是独立的。

面向Field Director控制的基本模块

测量定子相电流。将这些测量的电流送入Clarke转换块。该投影的输出有权题为i_Sα.和我_Sβ.。这两个组件的当前进入公园转换块，提供了当前的在D，Q参考帧中。我_SD.和我_SQ.组件与参考文献形成鲜明对比：i_SDREF.（通量参考）和i_sqref.（扭矩参考）。在此瞬间，控制结构具有优点：它可以通过简单地改变磁通参考和跟踪转子通量位置来控制同步或感应机器。英雄联盟菠菜app在PMSM的情况下，转子通量由磁铁确定，因此不需要创建一个。因此，在控制PMSM时，我_SDREF.应该等于零。作为感应电机需要创建转子磁通量以便操作，磁通引用不得等于零。这很容易消除“经典”控制结构的主要缺点之一：与同步驱动器异步的可移植性。PI控制器的输出为v_SDREF.和V._sqref.。它们适用于逆园变换块。该投影的输出是v_Sαref.和V._Sβref.被馈送到空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）算法块。该块的输出提供驱动逆变器的信号。这里的公园和逆园变换都需要转子磁通位置。因此，转子磁通位置是Foc的精华。
如果我们考虑同步或感应电动机，则转子通量位置的评估是不同的。

1. 的情况下同步电动机，转子速度等于转子磁通速度。然后通过位置直接确定转子磁通位置传感器或通过转子速度整合。
2. 的情况下异步电动机（S），转子速度不等于由于滑动而等于转子通量速度;因此，使用特定方法来评估转子磁通位置（θ）。这种方法利用当前的模型，需要两个方程式感应电动机D，Q旋转参考框架的模型。

简化间接FOC框图

现场对照的分类

foc fo fo感应电动机驱动可以广泛分为两种类型：间接FOC和直接FOC方案。在DFOC策略中，转子磁通向量通过安装在空气间隙中或通过使用的磁通传感器来测量电压从电机参数开始的等式。但在IFOC转子磁通向量的情况下，使用该仪器估计面向领域的控制等式（电流模型）需要转子速度测量。在这两个方案中，IFOC更常用，因为在闭环模式下，它可以在整个速度范围内容易地操作，从零速度到高速场 - 弱化。

现场对照的优点

1. 改进的扭矩反应。
2. 扭矩控制低频和低速。
3. 动态速度精度。
4. 降低电机，成本和功耗的尺寸。
5. 四个象限操作。
6. 短期过载能力。