Theory For FOC Control-1

前言

這邊探討的馬達為”Y型繞線無刷直流馬達”,會先從馬達種類=>轉動原理=>控制方法=>理論控制=>實作一步步做說明

馬達種類如下圖

馬達旋轉原理

下圖2個圓形磁鐵會因為上方磁鐵轉動,導致下方磁鐵因同極相斥異極相吸進而產生轉動

由上面可以知道當磁鐵相互垂直時(數學名詞為:正交)其力量效果最大,再透過改變通過線圈電流方向與大小(下圖),就可以讓合力方向形成的角度更加多元

轉動圖

教科書上馬達轉動圖

無刷馬達轉動圖

這邊可以看到上圖教科書上的馬達轉動外部是定磁鐵(定子),而轉動軸(轉子)是線圈,因通電搭配右手開掌定則產生旋轉,此結構是一般的有刷直流馬達

而右圖線圈是固定(定子),轉動軸是由永久磁鐵(轉子)所組成的,就是一般的無刷直流馬達

有刷直流與無刷直流馬達比較表

無刷直流馬達控制方法

六步方波

這邊簡單說是把三個電壓輸入切分成6個區塊,利用不同電壓輸入讓馬達轉動(這邊可以參考BLDC FOC 控制原理)

我們這邊拿步驟一與二做解釋,可以看下圖因其中2者通電壓使其磁場合力方向(黃色虛線),馬達轉子就會轉到虛線位置以此類推達到反覆旋轉

FOC控制(Field Oriented Control)

如下圖,概念是用弦波電壓控制馬達,這邊將以FOC控制為主軸在後續章節深入探討介紹FOC控制與其數學理論

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