王炳雅



基于FOC SDK的无刷直流电机无传感器系统设计

王炳雅

（北京航空航天大学，北京 100083）

在介绍磁场定向控制理论的基础上，分析了重要的坐标变换理论和转子位置检测方法，并将磁场定向控制方法引入到无刷直流电机中，以实现类似有刷直流电机的控制。系统地介绍了意法半导体提供的FOC SDK开发环境，包括ST Motor Control Workbench软件与FOC SDK软件库，分别介绍了两者特点，并在此基础上设计了无刷直流电机无传感器系统，实现了无传感器转子位置检测和系统的双闭环控制。实验结果表明，磁场定向控制可以实现对无传感器无刷直流电机的稳定控制。

磁场定向；FOC SDK；无刷直流电机；无传感器

磁场定向控制（Field Oriented Control，FOC），又称为矢量控制，由德国学者F.Blaschke等人在20世纪70年代提出[1]。该控制方法自提出以来，先后应用于感应电机和永磁同步电机中，并且取得了良好的控制效果。磁场定向的核心是定子电流的解耦，通过将电机的定子电流从三相静止坐标系变换到以转子磁链定向的同步旋转坐标系，分解出励磁电流和转矩电流，从而实现对两个分量的独立控制，获得与直流电机一样的动态调速性能[2-3]。磁场定向控制技术的优点是控制精度高、转矩响应快，适用于高性能的位置伺服和调速系统[4-5]，但是需要无刷直流电机的转子位置信息。

意法半导体公司从2002年开始，致力于三相电机控制技术的研究，先后发布了交流感应电机和永磁同步电机的标量控制技术和矢量控制技术，并针对不同的电机推出了各具特色的电机控制评估板和辅助系统。……