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3相ベクトル制御(FOC)

概要
ドキュメント
ツール & ソフトウェア
HW評価ツール
ソリューション
主要製品
ベクトル制御とも呼ばれるフィールド指向制御(FOC)は、2つの直交する電流成分を用いた、3相AC誘導モータ・ドライブにおけるステータの可変周波数制御の手法です。一方の電流成分はステータが生成する磁束を定義し、他方はロータの位置によって決まるモータ速度によって決定されるトルクに対応しています。 続きを読む

製品 & ソリューション

STは、ディスクリートIGBTやパワーMOSFET、パワー・モジュールインテリジェント・パワー・モジュール(IPM)、高電圧ゲート・ドライバ、および高効率の可変周波数駆動(VFD)モータ制御の実装に必要な高性能STM32マイクロコントローラ(マイコン)など、さまざまなパワー半導体およびICを提供しています。また、設計サイクルの削減および簡略化のため、包括的なハードウェア(評価ボードとリファレンス設計)やファームウェア、およびソフトウェア・ライブラリも提供しています。

フィールド指向制御の特徴

フィールド指向制御の特徴

FOCでは一般的に、パルス幅変調(PWM)ではなく、電流成分を参照値と比較する比例・積分(PI)コントローラを使用します。これにより、すべての速度範囲におけるスムーズな動作、速度ゼロにおけるフル・トルクの出力が実現します。また、高速な加減速、高性能モータに対するより正確な制御が可能です。 

FOCに使用されている空間ベクトル制御アルゴリズムの実装が効率化され、低コストのマイコンの処理能力が高まることにより、比較的低い性能の誘導モータ駆動に使用できるようになります。また、コントローラの性能向上により、電圧 / 周波数制御アルゴリズムとの代替が期待されています。

直接 / 間接フィールド指向制御

従来の直接フィールド指向制御(DFOC)では、電圧 / 周波数制御と比べてトルクを正確に制御できますが、ロータの速度制御と磁束データを提供するためのセンサが必要です。また、動的応答や、モータ内のパラメータ測定への依存といった課題もあります。 

一方、間接フィールド指向制御(IFOC)ではロータの磁束の位相角を間接的に推量するため、追加のセンサは不要です。一方で制御システムはより複雑なものとなり、演算時間も増加します。

センサレス・フィールド指向制御

センサを完全になくすことでコストが削減され、AC誘導モータの信頼性が向上する一方で、コントローラの複雑性とコストが増加します。ロータ速度の情報は、センサに代わりモータ端子を介してステータ巻線の電圧および電流から抽出され、モータの電流制御にフィードバックされます。 

また、寄生効果を使用して、動的パフォーマンスと定常速度を低速で正確に決定することができます。プロファイリング・ツールにより特定のシステム設計の性能を定義することで、センサレス・モータ制御に使用できるモデルの構築も可能です。 

アプリケーション 

FOCは、AC誘導モータからブラシレスDC(BLDC)モータまで幅広く活用できます。とりわけ長期間にわたる信頼性が重要となるファクトリ・オートメーションでは、ポンプやファン、コンベヤといったさまざまなアプリケーション向けのモータ制御および精度の向上に貢献します。

All tools & software

    • 製品型番
      ステータス
      概要
      タイプ
      サプライヤ

      STSW-POWERSTUDIO

      量産中

      ST PowerStudio dynamic electrothermal simulation software for power devices

      評価ツール用ソフトウェア ST
      STSW-POWERSTUDIO

      概要:

      ST PowerStudio dynamic electrothermal simulation software for power devices
    • 製品型番
      ステータス
      概要
      タイプ
      サプライヤ

      STSW-STM32100

      NRND

      STM32 PMSM FOC Software Development Kit - MC library (UM1052)

      STM32ファームウェア ST
      STSW-STM32100

      概要:

      STM32 PMSM FOC Software Development Kit - MC library (UM1052)

      X-CUBE-MCSDK

      量産中

      STM32向けモータ制御ソフトウェア開発キット(MCSDK)

      STM32Cube拡張パッケージ ST
      X-CUBE-MCSDK

      概要:

      STM32向けモータ制御ソフトウェア開発キット(MCSDK)

      X-CUBE-SPN11

      量産中

      Low voltage three-phase brushless DC motor driver software expansion for STM32Cube

      STM32Cube拡張パッケージ ST
      X-CUBE-SPN11

      概要:

      Low voltage three-phase brushless DC motor driver software expansion for STM32Cube

      X-CUBE-SPN16

      NRND

      Three-phase motor driver software expansion for STM32Cube

      STM32Cube拡張パッケージ ST
      X-CUBE-SPN16

      概要:

      Three-phase motor driver software expansion for STM32Cube

      X-CUBE-SPN17

      量産中

      Low voltage three-phase brushless DC motor driver software expansion for STM32Cube

      STM32Cube拡張パッケージ ST
      X-CUBE-SPN17

      概要:

      Low voltage three-phase brushless DC motor driver software expansion for STM32Cube

      X-CUBE-SPN7

      NRND

      Three-phase brushless DC motor driver software expansion for STM32Cube

      STM32Cube拡張パッケージ ST
      X-CUBE-SPN7

      概要:

      Three-phase brushless DC motor driver software expansion for STM32Cube

      X-CUBE-SPN8

      量産中

      Low-Voltage BLDC motor driver software expansion for STM32Cube

      STM32Cube拡張パッケージ ST
      X-CUBE-SPN8

      概要:

      Low-Voltage BLDC motor driver software expansion for STM32Cube

All Hardware Evaluation Tools

    • 製品型番
      概要
      Core product
      ツールタイプ
      サプライヤ
      Sort by: part number

      X-NUCLEO-IHM07M1

      量産中

      Three-phase brushless DC motor driver expansion board based on L6230 for STM32 Nucleo

      L6230 STM32 ODE Move-Actuate HW ST
      X-NUCLEO-IHM07M1
      量産中

      Three-phase brushless DC motor driver expansion board based on L6230 for STM32 Nucleo

      X-NUCLEO-IHM08M1

      量産中

      Low-Voltage BLDC motor driver expansion board based on STL220N6F7 for STM32 Nucleo

      STL220N6F7 STM32 ODE Move-Actuate HW ST
      X-NUCLEO-IHM08M1
      量産中

      Low-Voltage BLDC motor driver expansion board based on STL220N6F7 for STM32 Nucleo

      X-NUCLEO-IHM11M1

      量産中

      Low voltage three-phase brushless DC motor driver expansion board based on STSPIN230 for STM32 Nucleo

      STSPIN230 STM32 ODE Move-Actuate HW ST
      X-NUCLEO-IHM11M1
      量産中

      Low voltage three-phase brushless DC motor driver expansion board based on STSPIN230 for STM32 Nucleo

      X-NUCLEO-IHM16M1

      量産中

      Three-phase brushless DC motor driver expansion board based on STSPIN830 for STM32 Nucleo

      STSPIN830 STM32 ODE Move-Actuate HW ST
      X-NUCLEO-IHM16M1
      量産中

      Three-phase brushless DC motor driver expansion board based on STSPIN830 for STM32 Nucleo

      X-NUCLEO-IHM17M1

      量産中

      Low voltage three-phase brushless DC motor driver expansion board based on STSPIN233 for STM32 Nucleo

      - STM32 ODE Move-Actuate HW ST
      X-NUCLEO-IHM17M1
      量産中

      Low voltage three-phase brushless DC motor driver expansion board based on STSPIN233 for STM32 Nucleo

    • 製品型番
      概要
      Core product
      ツールタイプ
      サプライヤ
      Sort by: part number

      EVALSTDRIVE601

      量産中

      Demonstration board for STDRIVE601 triple gate driver

      STDRIVE601 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      EVALSTDRIVE601
      量産中

      Demonstration board for STDRIVE601 triple gate driver

      P-NUCLEO-IHM001

      NRND

      Motor Control Nucleo Pack with NUCLEO-F302R8 and X-NUCLEO-IHM07M1

      - STM32 Nucleo expansion boards ST
      P-NUCLEO-IHM001
      NRND

      Motor Control Nucleo Pack with NUCLEO-F302R8 and X-NUCLEO-IHM07M1

      P-NUCLEO-IHM002

      量産中

      Motor Control Nucleo Pack with NUCLEO-F302R8, X-NUCLEO-IHM07M1 and power supply

      - STM32 Nucleo expansion boards ST
      P-NUCLEO-IHM002
      量産中

      Motor Control Nucleo Pack with NUCLEO-F302R8, X-NUCLEO-IHM07M1 and power supply

      STEVAL-CTM009V1

      量産中

      5 kW low voltage high current inverter for industrial motor control applications

      STH310N10F7-6 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-CTM009V1
      量産中

      5 kW low voltage high current inverter for industrial motor control applications

      STEVAL-CTM010V1

      量産中

      1.5 kW dual motor drive with digital PFC based on SLLIMM™ IPMs and STM32F3

      STGIB10CH60TS-L 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-CTM010V1
      量産中

      1.5 kW dual motor drive with digital PFC based on SLLIMM™ IPMs and STM32F3

      STEVAL-ESC001V1

      量産中

      Electronic speed controller reference design for drones

      L6398 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-ESC001V1
      量産中

      Electronic speed controller reference design for drones

      STEVAL-ETH001V1

      量産中

      Servo drive solution for multi-axial position control with Ethernet real-time

      STDRIVE101 通信&コネクティビティ・ソリューション用評価ボード ST
      STEVAL-ETH001V1
      量産中

      Servo drive solution for multi-axial position control with Ethernet real-time

      STEVAL-IHM021V2

      量産中

      100 W, 3-phase inverter based on L6390 and UltraFASTmesh™ MOSFET for speed FOC of 3-phase PMSM motor drive

      - 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IHM021V2
      量産中

      100 W, 3-phase inverter based on L6390 and UltraFASTmesh™ MOSFET for speed FOC of 3-phase PMSM motor drive

      STEVAL-IHM023V3

      量産中

      1 kW 3-phase motor control evaluation board featuring L6390 drivers and STGP10H60DF IGBT

      L6390 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IHM023V3
      量産中

      1 kW 3-phase motor control evaluation board featuring L6390 drivers and STGP10H60DF IGBT

      STEVAL-IHM028V2

      NRND

      2 kW 3-phase motor control evaluation board featuring the STGIPS20C60 IGBT intelligent power module

      STGIPS20C60 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IHM028V2
      NRND

      2 kW 3-phase motor control evaluation board featuring the STGIPS20C60 IGBT intelligent power module

      STEVAL-IHM032V1

      量産中

      150 W inverter featuring the L639x and STGD3HF60HD for 1-shunt based sinusoidal vector control and trapezoidal scalar control

      - 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) -
      STEVAL-IHM032V1
      量産中

      150 W inverter featuring the L639x and STGD3HF60HD for 1-shunt based sinusoidal vector control and trapezoidal scalar control

      STEVAL-IHM033V1

      NRND

      Control stage based on the STM32F100CB microcontroller for motor control with serial communication user interface

      STM32F100CB 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IHM033V1
      NRND

      Control stage based on the STM32F100CB microcontroller for motor control with serial communication user interface

      STEVAL-IHM034V2

      NRND

      Dual motor control and PFC demonstration board featuring the STM32F103 and STGIPS20C60

      STGIPS20K60 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) -
      STEVAL-IHM034V2
      NRND

      Dual motor control and PFC demonstration board featuring the STM32F103 and STGIPS20C60

      STEVAL-IHM035V2

      量産中

      3-phase high voltage inverter power board for FOC and scalar motor control based on the STGIPN3H60 (SLLIMM™-nano)

      STGIPN3H60 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IHM035V2
      量産中

      3-phase high voltage inverter power board for FOC and scalar motor control based on the STGIPN3H60 (SLLIMM™-nano)

      STEVAL-IHM036V1

      量産中

      Low power motor control board featuring the SLLIMM™ STGIPN3H60 and MCU STM32F100C6T6B

      STGIPN3H60 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) -
      STEVAL-IHM036V1
      量産中

      Low power motor control board featuring the SLLIMM™ STGIPN3H60 and MCU STM32F100C6T6B

      STEVAL-IHM038V1

      量産中

      BLDC ceiling fan controller based on STM32 and SLLIMM-nano

      STGIPN3H60 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) -
      STEVAL-IHM038V1
      量産中

      BLDC ceiling fan controller based on STM32 and SLLIMM-nano

      STEVAL-IHM039V1

      量産中

      Dual motor drive control stage based on the STM32F415ZG microcontroller

      - 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) -
      STEVAL-IHM039V1
      量産中

      Dual motor drive control stage based on the STM32F415ZG microcontroller

      STEVAL-IHM040V1

      NRND

      BLDC/PMSM driver demonstration board based on STM32 and the SLLIMM nano™

      - 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) -
      STEVAL-IHM040V1
      NRND

      BLDC/PMSM driver demonstration board based on STM32 and the SLLIMM nano™

      STEVAL-IHM042V1

      量産中

      Compact, low-voltage dual motor control evaluation board based on the STM32F303CC and L6230

      STM32F303CC 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IHM042V1
      量産中

      Compact, low-voltage dual motor control evaluation board based on the STM32F303CC and L6230

      STEVAL-IHM045V1

      量産中

      3-phase high voltage inverter power board for FOC based on the STGIPN3H60A (SLLIMM™-nano)

      STGIPN3H60A 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IHM045V1
      量産中

      3-phase high voltage inverter power board for FOC based on the STGIPN3H60A (SLLIMM™-nano)

      STEVAL-IPM07F

      量産中

      700 W motor control power board based on STGIF7CH60TS-L SLLIMM™ 2nd series IPM

      STGIF7CH60TS-L 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPM07F
      量産中

      700 W motor control power board based on STGIF7CH60TS-L SLLIMM™ 2nd series IPM

      STEVAL-IPM08B

      量産中

      800 W motor control power board based on STGIB8CH60TS-L SLLIMM™ 2nd series IPM

      STGIB8CH60TS-L 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPM08B
      量産中

      800 W motor control power board based on STGIB8CH60TS-L SLLIMM™ 2nd series IPM

      STEVAL-IPM10F

      量産中

      1000 W motor control power board based on STGIF10CH60TS-L SLLIMM™ 2nd series IPM

      STGIF10CH60TS-L 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPM10F
      量産中

      1000 W motor control power board based on STGIF10CH60TS-L SLLIMM™ 2nd series IPM

      STEVAL-IPMNG3Q

      量産中

      300 W motor control power board based on STGIPQ3H60T-H SLLIMM™-nano IPM

      - 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPMNG3Q
      量産中

      300 W motor control power board based on STGIPQ3H60T-H SLLIMM™-nano IPM

      STEVAL-IPMNG8Q

      量産中

      600 W motor control power board based on STGIPQ8C60T-HZ SLLIMM™-nano IPM

      STGIPQ8C60T-HZ 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPMNG8Q
      量産中

      600 W motor control power board based on STGIPQ8C60T-HZ SLLIMM™-nano IPM

      STEVAL-IPMNM1N

      量産中

      60 W motor control power board based on STIPN1M50T-H SLLIMM™nano IPM MOSFET

      STIPN1M50T-H 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPMNM1N
      量産中

      60 W motor control power board based on STIPN1M50T-H SLLIMM™nano IPM MOSFET

      STEVAL-IPMNM1S

      量産中

      60 W motor control power board based on STIPNS1M50T-H SLLIMM™-nano SMD IPM MOSFET

      STIPNS1M50T-H 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPMNM1S
      量産中

      60 W motor control power board based on STIPNS1M50T-H SLLIMM™-nano SMD IPM MOSFET

      STEVAL-IPMNM2N

      量産中

      100 W motor control power board based on STIPN2M50T-H SLLIMM™nano IPM MOSFET

      STIPN2M50T-H 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPMNM2N
      量産中

      100 W motor control power board based on STIPN2M50T-H SLLIMM™nano IPM MOSFET

      STEVAL-IPMNM2S

      量産中

      100 W motor control power board based on STIPNS2M50T-H SLLIMM™-nano (SMD) IPM

      STIPNS2M50T-H 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-IPMNM2S
      量産中

      100 W motor control power board based on STIPNS2M50T-H SLLIMM™-nano (SMD) IPM

      STEVAL-MIC007V1

      量産中

      Microphone coupon board based on the IMP23ABSU analog MEMS microphone

      IMP23ABSU オーディオIC用評価ボード ST
      STEVAL-MIC007V1
      量産中

      Microphone coupon board based on the IMP23ABSU analog MEMS microphone

      STEVAL-PTOOL1V1

      量産中

      Compact reference design for low voltage brushless power tools based on STSPIN32F0B

      STSPIN32F0B 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-PTOOL1V1
      量産中

      Compact reference design for low voltage brushless power tools based on STSPIN32F0B

      STEVAL-PTOOL2V1

      量産中

      Compact reference design for battery-operated brushless power tools based on STSPIN32F0252

      STSPIN32F0252 , STN3P10F6 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-PTOOL2V1
      量産中

      Compact reference design for battery-operated brushless power tools based on STSPIN32F0252

      STEVAL-SPIN3201

      量産中

      STSPIN32F0 Advanced BLDC controller with embedded STM32 MCU evaluation board

      STSPIN32F0 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-SPIN3201
      量産中

      STSPIN32F0 Advanced BLDC controller with embedded STM32 MCU evaluation board

      STEVAL-SPIN3202

      量産中

      STSPIN32F0A advanced 3-phase BLDC driver with embedded STM32 MCU single shunt evaluation board

      STSPIN32F0A 3-Phase Motors (PMSM, BLDC, ACIM) ST
      STEVAL-SPIN3202
      量産中

      STSPIN32F0A advanced 3-phase BLDC driver with embedded STM32 MCU single shunt evaluation board

Picture Solution
Compact reference design for battery-operated brushless power tools (36V-72V)
SL-PTOOL2V1
量産中
Compact reference design for battery-operated brushless power tools (36V-72V)
SL-PTOOL2V1
量産中