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三相磁场定向控制 (FOC)

磁场定向控制 (FOC) 即矢量控制,是一种利用两个正交分量对三相交流感应电机驱动定子进行变频控制的技术。一个定义定子产生的磁通量,另一个对应由电机转速决定的转矩,而电机转速由转子位置决定。

我们的产品和解决方案

我们提供全系列的功率半导体元件和集成电路,包括分立式IGBT和功率MOSFET,以及 电源模块智能电源模块 (IPM)、高压栅极驱动器和功能强大的STM32微控制器,这些都是实现高效 变频驱动 (VFD) 电机控制所需要的。为了帮助缩短和简化设计周期,我们提供完整的硬件生态系统 — 评估板和参考设计 — 以及各种固件和软件库。

磁场定向控制的优点

磁场定向控制的优点

它们通常使用比例积分 (PI) 控制器,将电流分量与参考值进行比较,而不是使用脉宽调制 (PWM)。这使得电机在全速范围内平稳运行,并在零速度下产生最大转矩。磁场定向控制的另一个优点是可实现电机的快速加速和减速,对高性能电机进行更精确的控制。 

随着用于FOC的空间矢量控制算法得到更高效的实现,以及低成本微控制器具有更强的处理能力,该技术亦可用于较低性能的感应电机驱动。随着控制器性能的提高,该技术有望取代标量电压/频率控制算法。

直接和间接磁场定向控制

传统的直接磁场定向控制 (DFOC) 算法在转矩控制方面的精度高于标量算法,但需要用于转子速度控制和磁通量的传感器为FOC算法提供数据。这种算法还在动态响应和对电机参数测量的依赖性上面临挑战。 

间接磁场定向控制 (IFOC) 方法估计转子磁场通量的相位角,不需要额外的传感器,但增加了控制系统的复杂性和计算时间。

无传感器磁场定向控制

完全取代FOC电机控制器中的传感器可以降低交流感应电机的成本并提高可靠性,但也增加了控制器的复杂性和成本。为了取代传感器,与转子速度有关的信息将通过电机端子从定子绕组的电压和电流中提取。这些信息随后反馈到电机的电流控制元件。 

利用寄生效应可以准确地确定低速时的动态性能和稳态转速。可使用性能评测工具确定特定系统设计的性能,以构建一个可用于无传感器电机控制的模型。 

应用 

FOC可应用于交流感应电机无刷 (BLDC) 电机,以提高各种应用中电机的控制和精度(从泵和风扇到传送带,特别是非常注重长期可靠性的工业自动化中的此类应用)。

All tools & software

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      FP-IND-DATALOGMC

      批量生产

      STM32Cube功能包,适用于传感器数据和电机控制遥测的高速数据记录

      STM32 ODE功能包软件 ST
      FP-IND-DATALOGMC

      描述:

      STM32Cube功能包,适用于传感器数据和电机控制遥测的高速数据记录

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      EVALSTDRIVE101

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      STDRIVE101 demonstration board for three-phase brushless motors

      STDRIVE101 电机控制 ST
      EVALSTDRIVE101
      批量生产

      STDRIVE101 demonstration board for three-phase brushless motors

      STDES-PTOOL3A

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      Compact, configurable and customizable reference design for battery-operated brushless power tools based on STM32G431 and STDRIVE101

      STDRIVE101 电机控制 ST
      STDES-PTOOL3A
      批量生产

      Compact, configurable and customizable reference design for battery-operated brushless power tools based on STM32G431 and STDRIVE101

      STEVAL-FTD01KCB

      评估

      1.5 kW, 400 Vdc fault tolerant six-phase motor drive

      STGB20M65DF2 电机控制 ST
      STEVAL-FTD01KCB
      评估

      1.5 kW, 400 Vdc fault tolerant six-phase motor drive

      STEVAL-PTOOL4A

      目标

      Compact, customizable and configurable reference design for battery operated BLDC/PMSM power tools based on STM32G473 and STDRIVE 101

      STDRIVE101 电机控制 ST
      STEVAL-PTOOL4A
      目标

      Compact, customizable and configurable reference design for battery operated BLDC/PMSM power tools based on STM32G473 and STDRIVE 101