闭环 - 磁场定向控制 (FOC)

闭环具有以下特性：

• 功能模块采用级联控制器结构进行受控操作。
• 编码器信号包含在控制中。
• 电流控制器的设定值由更高级别的控制回路生成。
• 实际位置对应于标准化为位置的编码器值。
• 输出编码器值。

结构

结构

工作原理

术语“闭环”是指闭环控制。在闭环控制中，尽管外部因素会影响系统，但控制变量仍保持在设定值。在步进电机中，控制器通过编码器信号检测转子的位置。对于磁场定向控制（也称为“矢量控制”），控制器仅在电机绕组中产生足够高的相电流以补偿控制偏差。由于定子和转子中的电流流动均匀，并且保持了90°的电角度，因此您将获得最大程度的调节扭矩，并降低了波动。这确保了电机平稳运行并具有稳定的电机功率。即使在不断变化的运行条件下，也可以对其进行精确调节。由于增量式编码器不提供绝对值，因此系统启动时没有直接参考转子的位置。在系统启动时，需要通过换相查找建立这种参考。

通过磁场定向控制，驱动装置通过磁场形成和扭矩形成的组件进行控制。为了解耦两个组件，需要对坐标系进行数学变换，该坐标系随磁通量绕转子轴旋转。在此“Park变换”中，根据相电流计算两个电流分量：Id（磁场方向上的“直接”电流）和Iq（扭矩产生方向上的“正交”电流）。这将交变变量变成静态恒定变量，从而可以像直流电机一样通过形成扭矩的电流变量Iq来控制电机。在闭环下使用以下对象：