目前不管是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域，還是生活家電領(lǐng)域，各個(gè)終端市場(chǎng)對(duì) BLDC 電機(jī)控制性能提出了更高的要求。它們不僅需要電機(jī)能夠做到高效率和多功能控制，還需要電機(jī)在追求高轉(zhuǎn)速的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低噪音低振動(dòng)的控制效果。
與日俱增的高標(biāo)準(zhǔn)性能要求下，越來越多的高性能 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片在市場(chǎng)高需求和性能高標(biāo)準(zhǔn)兩大機(jī)遇下涌現(xiàn)。
國內(nèi)很多廠商都相繼推出了 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片及解決方案，在性能上較之國際廠商的驅(qū)動(dòng)芯片也不落下風(fēng)，并且性價(jià)比更高，在技術(shù)支持上國內(nèi)廠商也能及時(shí)給予客戶更多的支持。
縱觀國內(nèi) BLDC 芯片市場(chǎng)，F(xiàn)OC 幾乎已成為標(biāo)配，各家都在應(yīng)用了 FOC 的基礎(chǔ)上集成更多的外設(shè)配置以此來獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)力。
什么是 FOC？
FOC（Field-Oriented Control），即磁場(chǎng)定向控制，也稱矢量變頻，是目前高效控制無刷直流電機(jī)（BLDC）和永磁同步電機(jī)（PMSM）的最佳選擇。
FOC 精確地控制磁場(chǎng)大小與方向，使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)、噪聲小、效率高，并且具有高速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。目前已在很多應(yīng)用上逐步替代傳統(tǒng)的控制方式，在運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中備受矚目。
FOC 的原理
FOC 控制首選需要得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電流大小等信息作為反饋輸入，需要采集電機(jī)相電流，對(duì)其進(jìn)行一系列的數(shù)學(xué)變換和估算算法后得到解耦的易用控制的反饋量。
控制器根據(jù)反饋量與目標(biāo)值的誤差進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，最終輸出 3 相正弦波驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
FOC 典型控制框圖
有傳感器 FOC/無傳感器 FOC
對(duì)于有傳感器 FOC，由于編碼器能反饋電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息，因此控制簡(jiǎn)單，但是往往對(duì)控制性能要求較高。
對(duì)于無傳感器 FOC，在控制中需要通過采集電機(jī)相電流，使用位置估算算法來計(jì)算轉(zhuǎn)子位置，因此控制難度大。
但是布線簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，能夠最大程度上實(shí)現(xiàn)高效率、低振動(dòng)、低噪音以及高響應(yīng)速度等控制目標(biāo)，所以逐漸成為行業(yè)主流趨勢(shì)，多應(yīng)用于風(fēng)機(jī)類的場(chǎng)合中。 |
