时代在进步,科技再发展,我国从科技封锁,到现在的科技强国,涌现出许多科技,而FOC技术是其中的一项。今天小编就详细介绍下“FOC的优势以及应用”。
一、FOC技术的优势
1、低转速下控制
由于控制原理的区别,无刷电调只能控制电机工作在高转速下,低速下无法控制;而FOC控制器则完全没有这个限制,不论在什么转速下都可以实现精确控制。
2、电机换向
同上面的理由,由于电调无法反馈转子位置,因此很难实现电机正反转的换向(当然有感电调可以实现);而FOC驱动器的换向性能极其优秀,最高转速下正反转切换可以非常顺畅;此外FOC还可以以能量回收的形式进行刹车控制。
3、力矩控制
普通电调都只能控制电机转速,而FOC可以进行电流(力矩)、速度、位置三个闭环控制。
4、噪音
FOC驱动器的噪音会比电调小很多,原因是普通电调采用方波驱动,而FOC是正弦波。
二、FOC的应用
1、变频空调
一般人最早听说FOC可能就是从变频空调开始的。变频空调最大的优势就是节能,不管经典广告语里面说的“每晚只需一度电”是否准确,但变频空调比传统空调省电是肯定的。另外,变频空调的静音也是一个很大的优点。传统的空调使用的是异步电机,异步电机转速不可控,要想控制室内温度,只能通过不断地开关电机来实现,可以清晰地听到电机开关的声音,而且电机运行起来的噪声也比较大,不利于睡眠。FOC变频技术,可以将电流噪声降到最低,而且电机转矩平稳,机械噪声也大大降低,同时电机可以在很宽的转速范围内调速,避免了电机频繁启动和关闭。
2、油烟机
抽油烟机需要长时间运行,特别是饭店里面的大型抽油烟机,往往需要连续运行几个小时,因此FOC控制方案节能的特点很好地发挥优势。由于抽油烟机工作在高温、多油的工作环境中,无位置传感器的FOC控制方式可以避免电机传感器在这样的工作环境中损坏。另外,抽油烟机的负载变动也较大,需要电机能有较快的动态响应。
3、空气净化器
空气净化器需要在室内长时间地运行,因此对能效以及低噪声也有较高的要求。一款高档的空气净化器,除去其净化空气的能力外,看中的便是能效和静音效果。
4、风扇
普通风扇采用异步电机,风速只能固定几个档位,且最小档位风速不柔。小编遇到最尴尬的事情是开1档吹久了太凉,关掉风扇又热。FOC变频风扇很好地解决这一问题,可产生极柔的风,且由于无级调速,可模拟出自然风。对于一两千瓦的工业风扇,对功耗的要求更加不言而喻。风扇在低噪声方便也有一定的要求。
5、医疗设备
医疗设备中,可靠安全是首要考虑因素,FOC具有多重安全保护机制,可以很好地满足要求。在一些设备中,也要求电机具有高速的动态响应。
6、水泵
水泵的特点是负载变动大,要求电机能抗负载变动。另外由于水泵工作在潮湿的工作环境中,电机传感器在这样的工作环境中易损坏,无感FOC控制方式无需传感器,可以避免这种情况。
7、无人机
近年来,民用无人机行业逐渐兴起。无人机驱动器最早使用的是120°方波控制(也称6步换相),但是随着无人机对电机控制要求的日益增高,FOC也正真逐步替代方波控制。目前流行的四轴飞行器续航一般20分钟左右,FOC驱动电机更高效,可以延长无人机的续航能力。FOC动态响应快的优点也有利于无人机的姿态调整、平稳控制。
8、电动车
电动车包括电动自行车和最近流行的平衡车。由于电动车需要载人,而且要上坡,因此对电机转矩有较高要求。FOC方案转矩平稳减少了电动车的震动,既提高了电动车的舒适程度也有利于增长机械寿命。另外,电动车的电池电量有限,高效的FOC驱动方式,无疑对提高电动车的续航能力大有裨益。
9、云台
摄影云台对电机转动性能较高,转动需要顺滑,响应快,一点点的抖动都将影响拍摄的效果,FOC可以说是此类方案的不二之选。
10、工业机器人、数控机床
工业机器人、数控机床要求电机转矩可控,而且定位要十分精确。有感FOC可以对电机转矩和位置进行精细的控制,而且定位速度快,是伺服控制器的首选方案。