目前不管是工業自動化領域、汽車領域,還是生活家電領域,各個終端市場對 BLDC 電機控制性能提出了更高的要求。它們不僅需要電機能夠做到高效率和多功能控制,還需要電機在追求高轉速的同時實現低噪音低振動的控制效果。
與日俱增的高標準性能要求下,越來越多的高性能 BLDC 電機驅動控制芯片在市場高需求和性能高標準兩大機遇下涌現。
國內很多廠商都相繼推出了 BLDC 電機驅動芯片及解決方案,在性能上較之國際廠商的驅動芯片也不落下風,并且性價比更高,在技術支持上國內廠商也能及時給予客戶更多的支持。
縱觀國內 BLDC 芯片市場,FOC 幾乎已成為標配,各家都在應用了 FOC 的基礎上集成更多的外設配置以此來獲得更大的競爭力。
什么是 FOC?
FOC(Field-Oriented Control),即磁場定向控制,也稱矢量變頻,是目前高效控制無刷直流電機(BLDC)和永磁同步電機(PMSM)的最佳選擇。
FOC 精確地控制磁場大小與方向,使得電機轉矩平穩、噪聲小、效率高,并且具有高速的動態響應。目前已在很多應用上逐步替代傳統的控制方式,在運動控制行業中備受矚目。
FOC 的原理
FOC 控制首選需要得到電機轉子的位置、電機轉速、電流大小等信息作為反饋輸入,需要采集電機相電流,對其進行一系列的數學變換和估算算法后得到解耦的易用控制的反饋量。
控制器根據反饋量與目標值的誤差進行動態調節,最終輸出 3 相正弦波驅動電機轉動。

FOC 典型控制框圖
有傳感器 FOC/無傳感器 FOC
對于有傳感器 FOC,由于編碼器能反饋電機轉子的位置信息,因此控制簡單,但是往往對控制性能要求較高。
對于無傳感器 FOC,在控制中需要通過采集電機相電流,使用位置估算算法來計算轉子位置,因此控制難度大。
但是布線簡單,成本低,可靠性高,能夠最大程度上實現高效率、低振動、低噪音以及高響應速度等控制目標,所以逐漸成為行業主流趨勢,多應用于風機類的場合中。 |