FOC- Metoda wektorowego sterowania silnika indukcyjnego z orientacją wektora pola powszechnie stosowana w rozwiązaniach przemysłowych. Metoda FOC ewoluowała od metody z pośrednią orientacją wektora pola (IFOC) do metody z bezpośrednią orientacją wektora pola (DFOC). Podstawowa różnica polega na sposobie wyznaczania kąta obrotu wirującego układu współrzędnych, w którym zorientowane są składowe zadawanych prądów: składowej i*_sd -proporcjonalnej do strumienia oraz składowej i*_sq -proporcjonalnej do momentu. W metodzie IFOC kąt ten wyznaczany jest poprzez całkowanie pulsacji poślizgu, natomiast w metodzie DFOC –ze składowych wektora strumienia w stacjonarnym układzie współrzędnych αβ. Składowe zadawanych prądów orientowane są bezpośrednio względem tego strumienia. IFOC- podstawową cechą odróżniającą sterowanie DFOC od IFOC jest sposób uzyskiwania informacji o aktualnym kącie położenia strumienia wirnika. W sterowaniu bezpośrednim jest on odtwarzany lub mierzony (czujniki Halla, dodatkowe uzwojenia pomiarowe), natomiast w metodzie pośredniej jest on wyliczany na podstawie wartości zadanej składowej i_sx prądu stojana, pulsacji poślizgu oraz mierzonej lub estymowanej prędkości wirnika. Cechą charakterystyczną jest również brak regulatora strumienia wirnika. Powoduje to, że układ IFOC ma nieco gorsze właściwości dynamiczne w sterowaniu momentem silnika. NFO- Naturalna orientacja wektora pola – Metoda ta jest uproszczeniem pozostałych metod typu FOC. Założenie prostopadłości wektorów strumienia skojarzonego stojana ψ_s oraz napięcia indukowanego stojana e_s stanowi ideę sterowania NFO. Należy tutaj podkreślić, że założenie prawdziwe tylko dla stałego strumienia stojana. Zalety: -przy położeniu prostopadłości wektorów ψ_s i e_s pomija się stosowanego w konwencjonalnych układach FOC całkowania, korzystnego do uzyskania wartości modułu strumienia -indukowane napięcie e_s zależy tylko od rezystancji stojana r_s -brak regulatorów prądu.

DFOC- pozwala na wydzielenie z wektora prądu stałego dwóch składowych: czynnej-odpowiedzialnej za sterowanie momentem; biernej-decydującej o wartości strumienia. Dla układu wirującego współbieżnie z wektorem strumienia skojarzonego wirnika Ψ_r,wektor prądu stojana można rozłożyć na dwie składowe prostokątne i_sx i i_sy. Proporcjonalny do i_sx jest moduł wektora strumienia wirnika, a do składowej i_sy moment elektromagnetyczny silnika. W układzie DFOC składowa i_sx jest zadawana w zamkniętym układzie sterowania. Po transformacji mierzonych prądów fazowych uzwojenia stojana do układu α-β otrzymuje się sygnały prądowe do sprzężeń zwrotnych. Transformacji dokonuje się na podstawie wzorów: i_sα = i_SA;$\ i_{\text{Sβ}} = \frac{1}{\sqrt{3}}{(i}_{\text{SA}} + 2*i_{\text{SB}})$. Równania są prawdziwe, gdy spełniony warunek i_SA + i_SB + i_SC = 0. Później skłądowe z układu α-β poddajemy transformacji do układu x-y korzystając z zależności i_SX = i_Sαcosγ_S + i_Sβsinγ_S i i_SY = −i_Sαsinγ_S + i_Sβcosγ_S. Po transformacji wielkości wyjściowe „wchodzą” na regulatory prądu. Regulatory generują na wyjściu wartości zadane składowych wektora napięcia stojana u_SXZ oraz u_SYZ w układzie polowo zorientowanym. Później:

u_SαZ = u_SXZcosγ_S − u_SYZsinγ_S i u_SβZ = u_SXZsinγ_S + u_SYZcosγ_S.

Metoda Takahasiego i Noguchiego – jest to metoda bezpośredniego momentu z kołowym kształtem trajektorii wektora skojarzonego stojana. W regulatorach strumienia i momentu porównywane są wartości zadane amplitudy strumienia ψ_SC oraz momentu m_C z wartościami mierzonymi ψ_S oraz m_e. Komparator trójstanowy stanowi regulator momentu natomiast komparator dwustanowy jest regulatorem amplitudy strumienia. Zmienne d_Ψ, d_m oraz położenie wektora strumienia γ_S (N) tworzą słowo bitowe, które doprowadzone do adresu pamięci EPROM generuje odpowiedni wektor napięcia falownika.

DTC- Bezpośrednie sterowanie momentem

zasada bezpośredniego sterownia momentem elektromagnetycznym i strumieniem prowadza się do bezpośredniego wyznaczania odpowiednich sygnałów sterujących przełączaniem poszczególnych zaworów falownika (wektora napięć generowanych przez falownik na podstawie sygnałów regulacji strumienia i momentu silnika z pominięciem regulacji prądu stojana. W metodzie tej przyjmuje się, że sterowanie momentem silnika odbywa się przez zmianę położenia wektora strumienia stojana względem wektora strumienia wirnika przy zapewnieniu stabilizacji amplitudy wektora strumienia stojana. Zalety: -brak obwodów regulacji prądu, prostota układu regulacyjnego -brak dodatkowego modulatora sygnału PWM -praca oparta na dwóch regulatorach histerezowych (M iΦ) - możliwość pracy bez czujników prędkości i położenia -możliwość pracy w dwóch strefach regulacji -duża dynamika regulacji Wady: -konieczność zastosowania w układzie regulacyjnym procesów sygnałowych o odpowiednio dużej częstotliwości pracy -problemy z dokładnością odtwarzania strumienia przy bardzo małych prędkościach obrotowych -brak kontroli wartości prądów silnika.

FOC- Metoda wektorowego sterowania silnika indukcyjnego z orientacją wektora pola powszechnie stosowana w rozwiązaniach przemysłowych. Metoda FOC ewoluowała od metody z pośrednią orientacją wektora pola (IFOC) do metody z bezpośrednią orientacją wektora pola (DFOC). Podstawowa różnica polega na sposobie wyznaczania kąta obrotu wirującego układu współrzędnych, w którym zorientowane są składowe zadawanych prądów: składowej i*_sd -proporcjonalnej do strumienia oraz składowej i*_sq -proporcjonalnej do momentu. W metodzie IFOC kąt ten wyznaczany jest poprzez całkowanie pulsacji poślizgu, natomiast w metodzie DFOC –ze składowych wektora strumienia w stacjonarnym układzie współrzędnych αβ. Składowe zadawanych prądów orientowane są bezpośrednio względem tego strumienia. IFOC- podstawową cechą odróżniającą sterowanie DFOC od IFOC jest sposób uzyskiwania informacji o aktualnym kącie położenia strumienia wirnika. W sterowaniu bezpośrednim jest on odtwarzany lub mierzony (czujniki Halla, dodatkowe uzwojenia pomiarowe), natomiast w metodzie pośredniej jest on wyliczany na podstawie wartości zadanej składowej i_sx prądu stojana, pulsacji poślizgu oraz mierzonej lub estymowanej prędkości wirnika. Cechą charakterystyczną jest również brak regulatora strumienia wirnika. Powoduje to, że układ IFOC ma nieco gorsze właściwości dynamiczne w sterowaniu momentem silnika. NFO- Naturalna orientacja wektora pola – Metoda ta jest uproszczeniem pozostałych metod typu FOC. Założenie prostopadłości wektorów strumienia skojarzonego stojana ψ_s oraz napięcia indukowanego stojana e_s stanowi ideę sterowania NFO. Należy tutaj podkreślić, że założenie prawdziwe tylko dla stałego strumienia stojana. Zalety: -przy położeniu prostopadłości wektorów ψ_s i e_s pomija się stosowanego w konwencjonalnych układach FOC całkowania, korzystnego do uzyskania wartości modułu strumienia -indukowane napięcie e_s zależy tylko od rezystancji stojana r_s -brak regulatorów prądu.

DFOC- pozwala na wydzielenie z wektora prądu stałego dwóch składowych: czynnej-odpowiedzialnej za sterowanie momentem; biernej-decydującej o wartości strumienia. Dla układu wirującego współbieżnie z wektorem strumienia skojarzonego wirnika Ψ_r,wektor prądu stojana można rozłożyć na dwie składowe prostokątne i_sx i i_sy. Proporcjonalny do i_sx jest moduł wektora strumienia wirnika, a do składowej i_sy moment elektromagnetyczny silnika. W układzie DFOC składowa i_sx jest zadawana w zamkniętym układzie sterowania. Po transformacji mierzonych prądów fazowych uzwojenia stojana do układu α-β otrzymuje się sygnały prądowe do sprzężeń zwrotnych. Transformacji dokonuje się na podstawie wzorów: i_sα = i_SA;$\ i_{\text{Sβ}} = \frac{1}{\sqrt{3}}{(i}_{\text{SA}} + 2*i_{\text{SB}})$. Równania są prawdziwe, gdy spełniony warunek i_SA + i_SB + i_SC = 0. Później skłądowe z układu α-β poddajemy transformacji do układu x-y korzystając z zależności i_SX = i_Sαcosγ_S + i_Sβsinγ_S i i_SY = −i_Sαsinγ_S + i_Sβcosγ_S. Po transformacji wielkości wyjściowe „wchodzą” na regulatory prądu. Regulatory generują na wyjściu wartości zadane składowych wektora napięcia stojana u_SXZ oraz u_SYZ w układzie polowo zorientowanym. Później:

u_SαZ = u_SXZcosγ_S − u_SYZsinγ_S i u_SβZ = u_SXZsinγ_S + u_SYZcosγ_S.

Metoda Takahasiego i Noguchiego – jest to metoda bezpośredniego momentu z kołowym kształtem trajektorii wektora skojarzonego stojana. W regulatorach strumienia i momentu porównywane są wartości zadane amplitudy strumienia ψ_SC oraz momentu m_C z wartościami mierzonymi ψ_S oraz m_e. Komparator trójstanowy stanowi regulator momentu natomiast komparator dwustanowy jest regulatorem amplitudy strumienia. Zmienne d_Ψ, d_m oraz położenie wektora strumienia γ_S (N) tworzą słowo bitowe, które doprowadzone do adresu pamięci EPROM generuje odpowiedni wektor napięcia falownika.

DTC- Bezpośrednie sterowanie momentem

zasada bezpośredniego sterownia momentem elektromagnetycznym i strumieniem prowadza się do bezpośredniego wyznaczania odpowiednich sygnałów sterujących przełączaniem poszczególnych zaworów falownika (wektora napięć generowanych przez falownik na podstawie sygnałów regulacji strumienia i momentu silnika z pominięciem regulacji prądu stojana. W metodzie tej przyjmuje się, że sterowanie momentem silnika odbywa się przez zmianę położenia wektora strumienia stojana względem wektora strumienia wirnika przy zapewnieniu stabilizacji amplitudy wektora strumienia stojana. Zalety: -brak obwodów regulacji prądu, prostota układu regulacyjnego -brak dodatkowego modulatora sygnału PWM -praca oparta na dwóch regulatorach histerezowych (M iΦ) - możliwość pracy bez czujników prędkości i położenia -możliwość pracy w dwóch strefach regulacji -duża dynamika regulacji Wady: -konieczność zastosowania w układzie regulacyjnym procesów sygnałowych o odpowiednio dużej częstotliwości pracy -problemy z dokładnością odtwarzania strumienia przy bardzo małych prędkościach obrotowych -brak kontroli wartości prądów silnika.