[产品应用] FOC相关理论

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0.1 什么是FOC?
FOC(Field-Oriented Control),直译是磁场定向控制,也被称作矢量控制(VC,Vector Control),是目前无刷直流电机(BLDC)和永磁同步电机(PMSM)高效控制的最优方法之一。FOC旨在通过精确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。

简单来说就是,FOC是一种对无刷电机的驱动控制方法,它可以让我们对无刷电机进行“像素级”控制,实现很多传统电机控制方法所无法达到的效果~

0.2 FOC驱动器和无刷电调的区别
玩过航模的同学可能对无刷电机很熟悉,也应该知道航模中对于无刷电机的驱动使用的是电子调速器(ESC)也就是我们常说的电调,那么这个FOC驱动器和普通的电调有什么区别呢?

FOC的优势:

1、低转速下控制
由于控制原理的区别,无刷电调只能控制电机工作在高转速下,低速下很难控制;而FOC控制器则完全没有这个限制,不论在什么转速下都可以实现精确控制。
2、电机换向
同上面的理由,由于无感电调无法反馈转子位置,因此很难实现电机正反转的换向;而FOC驱动器的换向性能极其优秀,最高转速下正反转切换可以非常顺畅;此外FOC还可以以能量回收的形式进行刹车控制。
3、力矩控制
普通电调都只能控制电机转速,而FOC可以进行电流(力矩)、速度、位置三个闭环控制。
4、噪音
FOC驱动器的噪音会比电调小很多,原因是普通电调采用方波驱动,而FOC是正弦波。
电调的优势:

1、兼容性
电调驱动不同的BLDC不需要进行参数整定,而FOC需要。
2、算法复杂度
电调的算法实现更简单,运算量少,很适合需要提高带宽的超高转速电机。
3、成本
电调的成本比FOC低很多。
综上大家应该可以看出来,FOC驱动器在控制性能上是要比电调强大得多的,其优异的性能和磁场定向控制的原理是密不可分的,

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