AN1078 PMSM的无传感器磁场定向控制.zip（中文）

本应用笔记着重于适用于电器的基于PMSM的无传感器FOC 控制， 这是因为该控制技术在电器的电机控制方面有着无可比拟的成本优势。 无传感器 FOC 技术也克服了在某些应用上的限制，即由于电机被淹或其线束放置位置的限制等问题，而无法部署位置或速度传感器。 由于PMSM使用了由转子上的永磁体所产生的恒定转子磁场，因此它尤其适用于电器产品。 此外，其定子磁场是由正弦分布的绕组产生的。 与感应电机相比， PMSM 在其尺寸上具有无可比拟的优势。 由于使用了无刷技术，这种电机的电噪音也比直流电机小。

矢量控制综述
间接矢量控制的过程总结如下：
1. 测量 3 相定子电流。 这些测量可得到 ia 和 ib 的
值
。
可通过以下公式计算出 Ic ：
i
a + ib + ic = 0。
2. 将 3 相电流变换至 2 轴系统。 该变换将得到变量
i
α和iβ，它们是由测得的ia和ib以及计算出的ic值
变换而来。从定子角度来看， iα 和 iβ 是相互正交
的时变电流值。
3. 按照控制环上一次迭代计算出的变换角，来旋转
2 轴系统使之与转子磁通对齐。 iα 和 iβ 变量经过
该变换可得到 Id 和 Iq。 Id 和 Iq 为变换到旋转坐标
系下的正交电流。 在稳态条件下， Id和Iq是常量。
4. 误差信号由 Id、 Iq 的实际值和各自的参考值进行
比较而获得。
• Id 的参考值控制转子磁通
• I
q 的参考值控制电机的转矩输出
• 误差信号是到 PI 控制器的输入
• 控制器的输出为 Vd 和 Vq，即要施加到电机
上的电压矢量
5. 估算出新的变换角，其中 vα、 vβ、 iα 和 iβ 是输
入参数。 新的角度可告知 FOC 算法下一个电压
矢量在何处。
6. 通过使用新的角度，可将 PI 控制器的 Vd 和 Vq
输出值逆变到静止参考坐标系。 该计算将产生下
一个正交电压值 vα 和 vβ。
7. v
α 和 vβ 值经过逆变换得到 3 相值 va、 vb 和 vc。
该 3 相电压值可用来计算新的 PWM 占空比值，
以生成所期望的电压矢量。 图 6 显示了变换、 PI
迭代、逆变换以及产生 PWM 的整个过程。