1、矢量控制的基本原理，通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的，將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量，和產生轉矩的電流分量分別加以控制。

2、并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。

3、簡單的說，矢量控制就是將磁鏈與轉矩解耦，有利于分別設計兩者的調節(jié)器，以實現(xiàn)對交流電機的高性能調速，矢量控制方式有基于轉差頻率控制的矢量控制方式、無位置傳感器矢量控制方式和有位置傳感器的矢量控制方式等，這樣就可以將一臺三相異步電機等效為直流電機來控制。

4、因而獲得與直流調速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。

矢量控制是一種交流電機控制理論，由德國西門子公司的F.Blaschke于1971年提出。

它的基本思想是模仿直流電機的磁場定向方式，將交流電機的定子電流分解為與轉子磁鏈同方向的勵磁分量和與磁鏈方向正交的轉矩分量，將勵磁分量和力矩分量進行解耦，便于控制器實現(xiàn)，從而實現(xiàn)對交流電機的精確速度和轉矩控制。

永磁同步電機矢量控制框圖

從圖1可以看出，要實現(xiàn)永磁同步電機的矢量控制需要以下幾步：

(1)測量流過電機相繞組電流Ia、Ib、Ic;

(2)將Ia、Ib、Ic進行Clark變換到α-β坐標系;

(3)將Ialpha-Ibeta進行Park變換得到Id、Iq

(4)將目標電流和反饋電流進行PI控制得到Vd、Vq

(5)將Vd、Vq進行Anti-Park變換得到Valpha-Vbeta

(6)將得到的Valpha-Vbeta進行SVPWM調制控制，從而得到三相電壓輸出

從上述的控制描述可以看出，永磁同步電機矢量控制對硬件的要求如下：

圖2 永磁同步電機矢量控制硬件要求

其中ADC中需要采集最少兩相電流，母線電壓Vdc是否采集看應用情況;PWM發(fā)波高級定時器需要有三相互補帶死區(qū)的PWM發(fā)波功能;位置檢測需要正交編碼器檢測功能，或者霍爾檢測功能，假如使用無傳感器控制，則不需要。

永磁同步電機的雙閉環(huán)控制實現(xiàn)起來并不難，但要把電機控制做的好，需要時間去沉淀。

具有結構簡單、體積小、功率密度高、效率高和高等優(yōu)點，在各種高性能驅動

系統(tǒng)中得到廣泛的應用。在PMSM高性能控制中，一般需要在轉子軸上安裝機械，以測量的轉子速度和位置。而對于那些對成本控制較嚴，不適合使用機械傳感器的應用領域中，無傳感器控制策略成為研究的熱點。Fortior針對PMSM的無傳感器推出了高性能的控制器FT3066，以滿足不同應用領域的需求。

2. 基于FT3066的SPMSM(Surface PMSM)矢量控制結構及特點

FT3066是高性能PMSM矢量控制專用芯片。圖1展示了基于FT3066平臺實現(xiàn)的表貼式永磁同步電機

最大轉矩/電流控制比控制策略。

圖1 表貼式PMSM最大轉矩/電流比控制

控制器特點描述如下：

l 無傳感器估算算法獲得精確的轉子位置和速度信息。

l 可靠的啟動及角度的軟切換處理。

l 轉速的無級調速，優(yōu)良的閉環(huán)速度控制性能。

l 優(yōu)異的轉矩控制性能。

l 電流環(huán)和速度環(huán)路參數(shù)易于整定。

l 支持單電阻，雙電阻，三電阻電流采樣算法，采樣電路如圖2所示。

l 支持風機應用領域的逆風和順風啟動。

l 支持PWM，模擬調速控制。

l 支持FG輸出功能。

l 具有堵轉保護，缺相保護，過、欠壓保護，過流保護功能。

3. FT3066及周邊硬件電路實現(xiàn)

3.1 FT3066控制芯片描述

l 最大108MHZ CPU執(zhí)行速度。

l 零等待FLASH讀寫操作。

l 2.6~3.6V電壓供電。

l 芯片提供6對帶死區(qū)控制的專用PWM。

l 2路高速12位的多通道，可靈活配置采樣的ADC模塊(1MSPS轉換率)。

l 豐富的通訊外設接口。

3.2電阻采樣電路

FOC矢量控制需要電機電流反饋信息。FT3066可配置兩電阻或三電阻橋臂電流采樣或單電阻的直流

母線電流采樣。電流采樣電路的好壞直接影響無傳感器算法對轉子位置及速度信息估算的結果，進而影響控制性能。FT3066采用如下的電流采樣調制電路，根據(jù)控制的電機及負載情況，優(yōu)化調制電路的參數(shù)。

圖2 電流采樣調制電路

3.3 FT3066實現(xiàn)SVPWM調制

SVPWM載波頻率可選：12K，16K，18K，20K。在使用過程中，可根據(jù)實際應用選擇不同載波頻率，通

常情況下載波頻率越高，電機電磁噪音越小，MOS開關損耗會增加;反之，載波頻率越低，電機噪音越大，MOS開關損耗減小。

3.4 FG輸出信號

FG是一個反映電動機旋轉速度的。如果不使用該功能，可以將其引腳懸空。下圖為一個電頻

率對應的FG信號輸出波形

4. 典型應用

FT3066以其優(yōu)異的控制性能，可廣泛應用于風機、泵類等市場應用。其成功案例有空調風機、油煙機風機、高壓風扇、洗滌泵、屏蔽泵等。

5. 總結

FT3066是Fortior推出的高性能電機控制芯片。它采用無傳感器磁場定向控制技術和最大轉矩/電流比

控制策略，支持兩電阻、三電阻橋臂電流采樣和單電阻的母線電流采樣。具有優(yōu)良的轉速閉環(huán)控制和優(yōu)異的轉矩閉環(huán)調節(jié)效果。具有堵轉保護，缺相保護，過、欠壓保護，過流保護功能。