磁场定向技术通常用于高性能电机控制的应用(FOC)。该方法的原理更直观,主要是通过坐标将三相定子电流分解为扭矩和励磁分量,然后分别控制。该算法涉及以下步骤:
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1. 使用Clarke 和Park 转换,编码器3 将反馈电流输入和转子位置转换为正交和直流电流分量。
2. 使用这些电流分量作为两个并行运行的比例和积分(PI) 直流电流限制为零,正交电流保持在所需的扭矩水平。
3. 通过Clarke 和Park 反变换,将PI 控制器的直接和正交电流输出转换回3 相电流。
FOC众所周知,从事电机控制的开发人员的基本原理,但真正发挥其性能并不容易。主要问题是:
1) 采样问题:包括电流采样精度、编码器分辨率、计算延迟等。
2) 如果调节器的设计和调整不清楚电机的参数,就很难进行。目前仍采用试凑方法,费时费力,容易受到电机参数漂移的影响。
3) 电机磁链的计算问题:无论是定子、转子还是气隙,如果磁链计算不准确,则整个磁链FOC定向基础,即定向角度会产生偏差,严重影响性能。
针对上述问题,TI在C2000系列DSC以上(目前支持TMS320F2806xF系列(80和100管脚69F, 68F和 62F)提出TI代理了InstaSPIN 这里对电机解决方案进行技术分析,希望能起到抛砖引玉的作用。
目前已开发InstaSPIN该算法主要面向三个应用场合,如表1所示。
实现的具体方法是控制器ROM中,嵌入了TI自己开发的FASTTM技术。该技术本身的原理很复杂,但在用户方面,我们主要面临一些寄存器,包括控制寄存器、数据寄存器等,只要相应的寄存器能正确发挥其性能。FASTTM技术主要包括以下几个方面:
- 接口 - 模拟开关,多路复用器,多路分解器
- 电源管理IC - 稳压器 - 线性
- 电源管理IC - 电压基准
- 逻辑 - 缓冲器,驱动器,接收器,收发器
- 电源管理IC - 稳压器 - 线性
- 时钟-定时 - 时钟发生器,PLL,频率合成器
- 电源管理IC - 稳压器 - DC DC 开关稳压器
- 嵌入式 - 微处理器
- 磁性传感器 - 线性,罗盘(IC)
- 直流转换器
- 逻辑 - 触发器
- 电源管理IC - 电压基准