磁场定向控制

磁场定向控制(FOC)或矢量控制是一种控制技术,用于获得良好的控制能力而不是完整的转矩和转速范围各种电动机类型,包括电感机、永磁同步机(永磁同步电动机),和无刷直流电机(刷)。间接磁场定向矢量控制速度超过额定速度现场削弱控制使用。

下面的框图显示了定向控制架构,包括以下组件:

• 两个比例积分控制器组成的电流控制器
• 可选和速度控制器和电流参考信号发生器
• 克拉克和逆公园变换固定和旋转同步坐标系之间的转换
• 一个空间矢量调制算法将vα和vβ命令转换成脉冲宽度调制信号应用于定子绕组
• 保护和辅助功能,包括启动和关闭逻辑
• 可选的观察者来估计转子角位置传感器控制是否满意

电机控制工程师designining定向控制执行以下任务:

• 开发控制器体系结构有两个电流环PI控制器
• 制定可选的PI控制器外循环速度和位置
• 调优收益的PI控制器来满足性能需求
• 设计一个空间矢量控制PWM调制器
• 设计一个观察者算法来估计转子位置和速度如果无传感器控制
• 最大转矩/安培或设计现场削弱控制算法生成最优id_ref iq_ref
• 使用计算高效的公园,克拉克变换和逆公园
• 设计故障检测及保护逻辑
• 验证和验证控制器性能在不同的操作条件
• 实现一个固定或浮点单片机控制器或FPGA

定向控制设计使用动态仿真模块^®允许您使用多重速率的模拟设计、优化和验证控制算法和检测和纠正错误在硬件测试前完成电机的操作范围。你可以减少原型测试和验证控制算法的鲁棒性故障条件不实用的测试硬件。使用模拟和仿真软件,您可以:

• 各种类型的汽车模型,包括同步和异步三相机器。您可以创建和切换模型的不同级别的忠诚,从简单的第一原则,lumped-sum高保真模型,flux-based非线性模型导入ANSYS等有限元分析工具创建的^®麦克斯韦^®,JMAG^®和Femtet^®。
• 模型电流控制器,速度控制器,和调节器。
• 逆变器电力电子模型。
• 优化控制系统收益使用线性控制设计技术,如波德图和根轨迹和自动化等技术PID调优。
• 模型启动、关闭和错误模式和设计降额和保护逻辑,确保安全运行。
• 设计观测器算法估算转子位置和速度。
• 优化id_ref和iq_ref确保最低功率损耗,转子上方操作名义速度和正确的操作参数下的不确定性。
• 设计信号调节和I / O通道的处理算法。
• 运行电机和控制器的闭环仿真测试系统性能在正常和不正常的运行场景。
• 自动生成ANSI、ISO或processor-optimized C代码的快速原型开发和HDL,实现半实物试验和生产。