FOC: Field Oriented Control = Feldorientierung

 

Der Algorithmus FOC (Field Oriented Control) bietet einen besseren Drehmomentverlauf. Dieser Algorithmus wird auch Vector-Control genannt bzw. Feldorientierte-Vektorkontrolle.

Ziel der FOC ist es, die Bestromung der Statorwicklungen ideal an das Magnetfeld des Rotors anzupassen, um möglichst viel Drehmoment zu bekommen. Das Maximum liegt immer vor, wenn das Magnetfeld des Rotors 90° zu dem Magnetfeld des Stators liegt. Das Drehmoment kann auch schneller an die schwankenden Drehzahlen und Last angepasst werden. Damit kann immer das optimale Drehmoment eingestellt werden. Dadurch ergibt sich auch eine bessere Laufruhe und bessere Energieeffizienz. Es wird nur so viel Energie wie nötig umgesetzt (optimal, keine Blindleistung).

Bisher haben wir die Spannung in 6 Schritten geändert, roter Zeiger in der Animation. Diese sprunghafte Änderungen erzeugen dementsprechend ein sprunghaftes Drehmoment.

Ziel der FOC ist den Zeiger, der das Drehfeld darstellt, kontinuierlich drehen zu lassen, wie etwa der schwarze Pfeil. Dabei wir auch die Drehgeschwindigkeit bzw. Frequenz und die Höhe des Feldes (Pfeil Länge) geändert.

Das Diagramm zeigt eine 2-Dimensionale Darstellung eines komplexen Feldzeigers. Unser Motor hat drei Dimensionen durch die drei Spulen. Der FOC-Algorithmus muss zunächst aus den 3-Dimensionen in 2 Dimensionen transformiert werden.

Da der Strom in den Spulen proportional zu dem Drehmoment ist, muss dieser gemessen und geregelt werden.