什么是FOC

　　FOC。把先進的科技和設計完美結合起來，作為一個設計領域的先驅，專業為快速制造而設計產品。代表產品有FOC Palm-hug 吸頂燈FOC-Field Oriented Control，磁場定向控制。

　　什么是矢量控制

　　由于異步電機的動態數學模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統。上世紀60年代末由達姆斯塔特工業大學（TU Darmstadt）的K.Hasse提出。在70年代初由西門子工程師F.Blaschke在不倫瑞克工業大學（TU Braunschweig）發表的博士論文中提出三相電機磁場定向控制方法，通過異步電機矢量控制理論來解決交流電機轉矩控制問題。矢量控制實現的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據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。

　　解析foc驅動技術

　　磁場定向控制系統（FOC）又稱為矢量控制系統，他是選擇電機某一旋轉磁場軸作為特定的同步旋轉坐標軸。磁場定向軸的選擇有三種：轉子磁場定向、氣隙磁場定向和定子磁場定向；氣隙磁場定向和定子磁場定向在磁鏈關系中均存在耦合，使得矢量控制結構更加復雜；轉子磁場定向是仿照直流電動機的控制方式，利用坐標變換的手段，把交流電動機的定子電流分解成磁場分量電流（相當于勵磁電流）和轉矩分量電流（相當于負載電流）并分別加以控制，即磁通電流分量和轉矩電流分量二者完全解耦，從而獲得類似于直流調速系統的動態性能。

　　FOC控制技術在工業領域應用的相對成熟，常見到的產品有伺服控制器、矢量變頻器等；在民用領域普及相對滯后，比如近10年發展起來的變頻空調、出口歐美的高端變頻風扇等；在國內電動車應用領域FOC控制技術的應用尚處于起步階段，傳統的控制器生產廠家已經意識到市場發展的方向，但原有的技術班底尚無能力吃透FOC軟件核心算法，所以在相對較低端的2輪車、3輪車（包括助力車、老年代步車等）等領域難以見到較為成功的產品推廣，而在高端電動4輪車（電動轎車、電動觀光車）市場，見到更多的是國外同行的優秀產品和國內廠家的粗制濫造的控制總成。

　　德州儀器（TI）推出了一種“革命性”的電機驅動技術，它采用TI特有的FAST軟件編碼器算法來控制FOC電機，無需傳感器，可顯著縮短開發周期，全面簡化系統設計。

　　電機用途廣泛。國際能源署稱，電機消耗全球近一半的電能;提高電機驅動系統的效率有望使全球電力消耗降低9% 到14%。電機技術正在從有刷電機向無刷電機和三相FOC電機演化。

　　傳統的有刷電機結構簡單、便于控制（普通8位單片機即可）、性能優異，但其可靠性差、噪聲大、振動大、部件磨損大。運轉過程中會產生火花，這限制了它在一些場合中的應用。三相簡易無刷電機則更可靠，尺寸也更小，性能良好，但同樣具有噪音大、振動大、會產生扭矩紋波等缺點。帶傳感器的三相FOC電機克服了前兩種電機的缺點，它噪音小、振動小，性能更好，在動態系統中的效率更高。但這類電機成本過高，傳感器的故障率高，限制了它的普及應用。

　　新一代三相位FOC-SMO無傳感器電機以算法來替代傳感器，克服了有傳感器FOC的缺點，而性能幾乎可與之媲美，可在眾多應用中良好工作，具有廣闊的應用前景。

　　FOC是磁場定向控制（Field Orientated Control）的簡稱。如下圖所示，FOC必須知道轉子的精確位置（轉子磁場），用以產生適當的定子磁場，從而定向地輸出最大扭矩。精確位置信息可通過高成本的傳感器編碼器/旋變（resolver）來實現，也可以通過復雜軟件算法（觀測器）來實現，后者具有 成本較低、無需維修與更換、可在無法使用傳感器的地方使用的優點。其唯一的缺點在于它不適合位置控制FOC。

　　TI 公司MCU 業務拓展經理吳健鴻先生介紹說，TI 的 FAST（Flux Angle Speed Torque）算法比其它算法更優異。它支持所有同步和異步電機三相電機，需要的電機參數較少，觀測器無需調試，具有更高精度和更高動態可靠性，在零速及過零速時保持穩定，可進行失速恢復，具備更好的帶載啟動性能，可進行自動電流環路調整，而且可提供最高保真反饋信號。

　　據稱FAST可替代過去的電機傳感器或軟件觀察器技術，顯著降低無傳感器FOC 系統的開發難度。新手只需調用ROM中的完整系統功能就能夠去調整控制增益，而專家僅需從ROM 中調用FAST編碼器功能就能夠完全地定制控制系統。目前該技術通過TI的支持InstaSPIN-FOC 的Piccolo F2806x提供。它已全面通過投產認證。特性如下：

　　Piccolo F2806x：超集Piccolo 系列

　　?具有FPU 的90 MHz C28x 32 位CPU

　　?256 KB 閃存，96 KB RAM

　　?ROM 中內建電機函數庫

　　?-40 至105C （T） 或125C AEC Q100 （Q）

　　?80 和100 引腳QFP 封裝

　　器件型號為TMS320F28062FPNT。注意當中的F代表增加InstaSPIN-FOC 功能。

　　TI公司稱，采用TI的FOC技術無前期投資，無后續成本或專利費，無額外支持費用，無額外維護費用。InstaSPIN –FOC 的成本會隨產量上升而下降，普及會越來越快。F2806x是100% 引腳兼容器件，可根據需要輕松移植至非ROM 解決方案。