手把手教会无刷电机PCB——FOC原理及应用

黄尚庆

资深电子设计工程师

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时间 ( 星期四 ) 10月31日20:00

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简介

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本期直播分享讲解主题：磁场定向控制（FOC）原理

亮点介绍

1、FOC的原理讲解——了解FOC原理让设计更简单
2、如何提高FOC——单片机运算速度
3、无人机FOC调试——电机匹配困难

内容大纲

1、坐标变换

（1）Clark变换

（2）Park变换

（3）Park逆变换

2、PI调节器

3、转子位置估算

磁场定向控制 (Field Oriented Control, 简称 FOC)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直流无刷电机的一种变频驱动控制方法。

FOC 实质是运用坐标变换将三相静止坐标系下的电机相电流转换到相对于转子磁极轴线静止的旋转坐标系上，通过控制旋转坐标系下的矢量大小和方向达到控制电机目的。由于定子上的电压量、电流量、电动势等都是交流量，并都以同步转速在空间上不断旋转，控制算法难以实现控制。通过坐标变换之后，旋转同步矢量转换成静止矢量，电压量和电流量均变为直流量。再根据转矩公式，找出转矩与旋转坐标系上的被控制量之间关系，实时计算和控制转矩所需的直流给定量，从而间接控制电机达到其性能。由于各直流量是虚构的，在物理上并没有实际意义，因而还需通过逆变换变为实际的交流给定值。