每日快播：简述高速电机中的磁场定向控制原理

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磁场定向控制又称矢量控制，其方法是通过坐标变换将三相交流电的控制转换为产生转矩的q轴电流和产生磁场的d轴电流的控制，实现转矩和励磁的独立控制。高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机，因其转速高且没有减速结构，它的功率密度高，在需要减小体积、重量的场合都是高速电机的应用范围，例如航天用电机、新能源汽车用电机、鼓风机、压缩机等。此外，它在高转速状态下性能优异，普遍使用在机床主轴、离心机和家用电器中。高速电机的主流结构有感应电机、永磁同步电机、直流无刷电机和磁阻电机等，其中磁场定向控制(FOC:Field-Oriented Control)可用于控制永磁同步电机和直流无刷电机。

传统无刷电机的控制方式基于方波控制，较多地采用了六步换相法，控制无刷电机内线圈绕组的电流方向形成有序变化的磁场带动转子旋转。

这种方法在使用过程中会暴露其固有的缺陷有以下四种：

一、驱动电流的峰值较高；

二、脉动转矩波动较明显；

三、振动和噪音较大；

四、系统响应较慢。

FOC（Field-Oriented Control），即磁场定向控制，也称矢量变频，是目前无刷直流电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM）高效控制的最佳选择。FOC可以精确地控制磁场大小与方向，使得电机转矩平稳、噪声小、效率高，并且具有高速的动态响应。在FOC的控制下，电机不仅能在全速范围内平稳运行，以零速度产生额定扭矩，还具备良好的高速动态性能，能够做到快速地加速或减速。特别是要求静音低噪的场合，有较为明显的优势，如变频空调的风扇、空气净化器、风扇等。

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