Orijentisan kontrola na polje

AC indukcijski motori nude izuzetne operativne karakteristike poput otpornosti, pouzdanosti i lakog kontrole. Široko se koriste u različitim primenama, od industrijskih sistema za kontrolu kretanja do kućanskih aparata. Međutim, upotreba indukcijskih motora na najvišoj efikasnosti predstavlja izazov zbog njihovog kompleksnog matematičkog modela i nelinearnih karakteristika tijekom nasitljivosti. Ovi faktori čine kontrolu indukcijskog motora teškom i zahtijevaju upotrebu visokoperformansnih algoritama kontrole, poput vektorske kontrole.

Uvod u orijentisanje polja

Skalarna kontrola, kao što je "V/Hz" strategija, ima svoje ograničenje u pogledu performansi. Skalarna metoda kontrole za indukcijske motive generiše oscilacije na proizvedenom momentu. Stoga, kako bi se postigla bolja dinamička performansa, potreban je napredniji shema kontrole za indukcijski motor. Sa matematičkim mogućnostima koje pružaju mikrokontroleri, digitalni procesori signala i FGPA, mogu se implementirati napredni strategije kontrole kako bi se dekuplevali moment i funkcije magnetizacije u AC indukcijskom motoru. Ova dekuplirana momenata i magnetni tok obično se naziva rotor Orijentisano kontrola polja (FOC).

Orijentisana kontrola polja opisuje način na koji su kontrola momenata i brzine direktno zasnovane na elektromagnetskom stanju motora, slično kao kod DC motora. FOC je prva tehnologija koja kontrolira "prave" varijable kontrole motora, momenat i tok. Sa dekupliranjem između komponenata strujnih statora (magnetizacijski tok i moment), može se nezavisno kontrolirati komponenta momenta statornog toka. Dekuplirana kontrola, na niskim brzinama, magnetizacijsko stanje motora može se održavati na odgovarajućem nivou, a moment se može kontrolirati kako bi se regulirala brzina.
"FOC je razvijena isključivo za visokoperformanske primene motora koje mogu raditi gladko na širokom rasponu brzina, mogu proizvesti puni moment na nuli brzine i sposobna su brzog ubrzavanja i usporavanja."

Načelo rada orijentisane kontrole polja

Orijentisana kontrola polja sastoji se u kontroli struja statora predstavljene vektorom. Ova kontrola je zasnovana na projekcijama koje transformišu sistem sa tri faze, zavisne od vremena i brzine, u dvokoordinatni (d i q okvir) sistem nezavistan od vremena. Ove transformacije i projekcije dovode do strukture slične onoj DC mašine. FOC mašine zahtijevaju dva konstante kao ulazne reference: komponenta momenta (uskladnjena sa q koordinatom) i komponenta toka (uskladnjena sa d koordinatom).
Trofazni naponi, struje i tokovi AC motora mogu se analizirati u smislu složenih prostornih vektora. Ako uzmemo ia, ib, ic kao trenutne struje u fazama statora, tada se definise vektor struje statora kao što sledi:

Gdje, (a, b, c) su osi trofaznog sistema.

Ovaj prostorni vektor struje predstavlja trofazni sinusni sistem. Mor