FOC矢量控制综述_foc算法 iq 与电流关系

想要理解FOC是如何工作的，首先应该在头脑中设想参考坐标变换过程。如果从定子的角度来设想交流电机的运行过程，则会看到在定子上施加了一个正弦输入电流。该时变信号产生了旋转的磁通。转子的速度是旋转磁通矢量的函数。从静止的角度来看，定子电流和旋转磁通矢量看成交流量。
设想在电机内部，转子随着定子电流所产生的选择磁通矢量以相同的速度同步旋转。如果从这个角度观察稳态条件下的电机，那么定义电流看似常量，且磁通矢量是静止的。这样通过参考坐标变换，可使用标准控制环，如同控制直流量一样实现对定子电流的控制。
先看一个矢量控制框图


过程如下：
1、测量3相定子电流。这些测量可得到ia和ib的值，可以通过以下公式计算出ic：
ia+ib+ic=0
2、将3相电流变换至2轴系统。该变换将得到变量iα和iβ，它们是由测得的ia和ib以及计算出的ic值变换而来的。从定子角度来看，iα和iβ是相互正交的时变电流值。
3、按照控制环上一次迭代计算出的变换角，来旋转2轴系统使之与转子磁通对齐。iα和iβ变量经过该变换可得到Id和Iq。Id和Iq为变换到旋转坐标系下的正交电流。在稳态条件下，Id和Iq是常量。
4、误差信号由Id、Iq的实际值和各自的参考值进行比较而获得。
· Id的参考值控制转子磁通
· Iq的参考值控制电机的转矩输出
· 误差信号是到PI控制器的输入
· 控制器的输出为Vd和Vq，即要施加到电机上的电压矢量
5、估算出新的变换角，其中Vα、Vβ、iα和iβ是输入参数。新的角度可告知FOC算法下一个电压矢量在何处。
6、通过使用新的角度，可将PI控制器的Vd和Vq输出值逆变到静止参考坐标系。该计算将产生下一个正交电压值Vα和Vβ。
7、Vα和Vβ值经过逆变换得到3相值Va、Vb和Vc。该3相电压值可用来计算新的PWM占空比值，以生成所期望的电压矢量。
以后会对每一过程进行详解的。