ZHCUCJ3A October 2024 – December 2024
3.1.1.3 轉子磁通位置
轉子磁通位置的相關知識是 FOC 的核心。事實上，如果該變量存在誤差，則轉子磁通與 d 軸不對齊，并且定子電流的磁通和扭矩分量 isd 和 isq 不正確。圖 3-7 展示了 (a, b, c)、(α, β) 和 (d, q) 坐標系，以及轉子磁通的正確位置和以同步速度隨 (d, q) 坐標旋轉的定子電流和定子電壓空間矢量。
圖 3-7 (d, q) 旋轉坐標系中的電流、電壓和轉子磁通空間矢量考慮同步或異步電機，轉子磁通位置的測量是不同的：
- 在同步電機中，轉子轉速等于轉子磁通轉速。然后 θ（轉子磁通位置）由位置傳感器或轉子速度的積分直接計算。
- 在異步電機中，轉子轉速不等于轉子磁通轉速（存在轉差速度），因此需要使用特定的方法來計算 θ。基本方法是使用一個電流模型，該模型需要 d, q 坐標系中的電機模型的兩個公式。
理論上，針對 PMSM 驅動的 FOC 可用磁通實現對電機轉矩的單獨控制，這與直流電機的運行類似。換句話說，轉矩和磁通互相之間去耦合。從靜止坐標系到同步旋轉坐標系間的變量變換需要知道轉子位置信息。由于這種變換（所謂的 Park 變換），q 軸電流控制扭矩，而 d 軸電流強制設置為零。因此，該系統的關鍵模塊是使用增強型滑模觀測器 (eSMO) 或 FAST 估算器來估算轉子位置。
圖 3-8 展示了該參考設計中風扇 PMSM 的無傳感器 FOC（使用 eSMO 并具有快速啟動功能）的整體方框圖。
圖 3-9 展示了該參考設計中壓縮機 PMSM 的無傳感器 FOC（使用 eSMO 并具有弱磁控制 (FWC) 和每安培最大扭矩 (MTPA) 功能）的整體方框圖。
圖 3-10 展示了該參考設計中風扇 PMSM 的無傳感器 FOC（使用 FAST 并具有快速啟動功能）的整體方框圖。
圖 3-11 展示了該參考設計中壓縮機 PMSM 的無傳感器 FOC（使用 FAST 并具有弱磁控制 (FWC) 和每安培最大扭矩 (MTPA) 功能）的整體方框圖。
圖 3-8 使用 eSMO 并具有快速啟動 (FS) 功能的 PMSM 的無傳感器 FOC
圖 3-9 使用 eSMO 并具有 FWC 和 MTPA 功能的 PMSM 的無傳感器 FOC
圖 3-10 使用 FAST 并具有快速啟動 (FS) 功能的 PMSM 的無傳感器 FOC
圖 3-11 使用 FAST 并具有 FWC 和 MTPA 功能的 PMSM 的無傳感器 FOC