کنترل کننده بردار فضایی (Space Vector Controller)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع کنترل کننده ها (Controller) را در آموزش زیر شرح دادیم :
کنترل کننده بردار فضایی (Space Vector Controller) :
کنترل در فضای برداری، معمولا برای موتورهای AC
کنترل کننده بردار فضایی یا Space Vector Controller معمولا به کنترل کننده هایی گفته می شود که بر اساس مفهوم بردار فضایی عمل می کنند. این مفهوم هسته اصلی روش های کنترل برداری (FOC) برای موتورهای AC است. در این روش، کمیت های سه فاز (جریان، ولتاژ، شار) به یک بردار فضایی در یک دستگاه مختصات دوار تبدیل می شوند و کنترل بر روی مؤلفه های این بردار (مثلا d و q) انجام می شود که منجر به کنترل مستقل شار و گشتاور می شود.
یک کنترل کننده بردار فضایی شامل بلوک های تبدیل (کلارک و پارک)، کنترل کننده های PI برای مؤلفه های d و q، و یک بلوک مدولاسیون (معمولا SVM) است.
\[ \text{جریان سه فاز } i_a, i_b, i_c \xrightarrow{\text{کلارک}} i_\alpha, i_\beta \xrightarrow{\text{پارک}} i_d, i_q \] \[ u_d = PI(i_{d,sp} - i_d), \quad u_q = PI(i_{q,sp} - i_q) \]کاربردها: کنترل دقیق موتورهای AC (القایی، PMSM، BLDC) در رباتیک، خودروهای برقی، لوازم خانگی (ماشین لباسشویی)، صنایع نساجی، و هر جایی که نیاز به کنترل گشتاور و سرعت بالا است.
✅ مزایا: کنترل دقیق و پاسخ سریع گشتاور، عملکرد مشابه موتور DC، قابلیت کنترل در سرعت های پایین.
⚠️ معایب: پیچیدگی محاسباتی بالا، نیاز به شناخت دقیق پارامترهای موتور (مقاومت، اندوکتانس، شار پیوندی)، نیاز به سنسور موقعیت یا تخمین زن.
کنترل برداری (FOC) مهم ترین مثال از کنترل کننده بردار فضایی است. روش دیگر، کنترل مستقیم گشتاور (DTC) نیز از مفهوم بردار فضایی استفاده می کند اما بدون تبدیل های مختصاتی و با استفاده از جدول سوئیچینگ.
مثال: یک خودروی برقی تسلا از یک موتور AC القایی با کنترل برداری (FOC) استفاده می کند. کنترل کننده بردار فضایی با اندازه گیری جریان های سه فاز و موقعیت روتور، مؤلفه های dq را محاسبه کرده و با کنترل کننده های PI، ولتاژهای لازم برای تولید گشتاور مطلوب (توسط راننده) را تولید می کند. سپس این ولتاژها توسط SVM به پالس های اینورتر تبدیل می شوند.
