传统电调的控制方式是电调控制无刷电机内线圈绕组换向,多用六步换向法,控制方式则是方波控制。方波控制的缺陷基于前文所述六步换向法、采用方波控制算法的电调,在使用过程中暴露了其固有缺陷,具体表现为以下4点:1.驱动电流的峰值较高;2.存在脉动转矩;3.震动和噪声较大;4.低速和启动性能较差。
随着电调产品的更新换代,一种优于方波控制的理论算法被引入电调控制程序中,那就是FOC(Field-Oriented Control)。
FOC被称为磁场导向控制,是一种利用变频器(VFD)控制三相交流电机的技术。这种技术通过调整变频器的输出频率、输出电压的大小及相位,来控制电机的输出。其特性是可以单独控制电机中每个绕组线圈的磁场方向和强度,类似他励式直流电机。由于在FOC算法的方程式中,三相交流电机的定子电流通过两个可视化的正交矢量分量来描述,因此这种控制方法又被称为矢量控制(Vector Control)。
FOC方法可用于控制交流感应电机和直流无刷电机。最开始出现这种控制方法,就是为了提高电机的性能。在FOC控制下,电机不仅能在全速范围内平稳运行,以零速度产生额定扭矩,还具备良好的高速动态性能,如能够做到快速地加速或减速。它并不是什么新近发明的“黑科技”,相关理论在几十年前就已经提出。
FOC技术用于家电产品,可有效提高性能、降低噪声和能耗。在单片机的控制下,通过采用FOC算法,空调压缩机甚至能以低至数赫兹的频率安静平稳运转。可以预见,随着微处理器计算能力的提高,它在未来很可能会取代单变量的电压-频率(V/F)控制模式。
原文标题:电机系统发生巨变,是什么让无感FOC代替了方波控制?
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