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FOC(field-oriented control)为磁场导向控制,又称为矢量控制(vector control),是一种利用变频器(VFD)控制三相交流马达的技术,利用调整变频器的输出频率、输出电压的大小及角度,来控制马达的输出。其特性是可以个别控制马达的的磁场及转矩,类似他激式直流马达的特性。由于处理时会将三相输出电流及电压以矢量来表示,因此称为矢量控制。

达姆施塔特工业大学的K. Hasse及西门子公司的F. Blaschke分别在1968年及1970年代初期提出矢量控制的概念。Hasse提出的是间接矢量控制,Blaschke提出的是直接矢量控制。布伦瑞克工业大学的维尔纳·莱昂哈德(Leonhard further)进一步开发磁场导向控制的控术,因此交流马达驱动器开始有机会取代直流马达驱动器。

当时微处理器尚未商品化,但已经出现泛用的交流马达驱动器。当时相较于直流马达驱动器,交流马达驱动器的成本高、架构复杂,而且不易维护。而当时的矢量控制需要许多传感器及放大器等元件,因此无法将矢量控制应用在交流马达驱动器中。

派克变换一直被用在同步马达及感应马达的分析及研究,是了解磁场导向控制最需要知道的概念。这个概念是罗伯特·派克(Robert Park)在1929年的论文中提出的。派克变换被列为二十世纪发表电力电子相关论文中,第二重要的论文。派克变换的重要性是可以将马达有关的微分方程,由变系数微分方程变成“时不变”系数的微分方程。

矢量控制可以适用在交流感应马达及直流无刷马达,早期开发的目的为了高性能的马达应用,可以在整个频率范围内运转、马达零速时可以输出额定转矩、且可以快速的加减速。不过相较于直流马达,矢量控制可配合交流马达使用,马达体积小,成本及能耗都较低,因此开始受到产业界的关注。矢量控制除了用在高性能的马达应用场合外,也已用在一些家电中。

 
 
FOC资料合集
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