Feldorientierte Regelung

Die feldorientierte Regelung (FOR), im englischen Sprachraum als Field Oriented Control (FOC) oder Vektorregelung bezeichnet, ist ein Regelungsverfahren für Drehfeldmaschinen, das eine entkoppelte, unabhängige Regelung von flussbildendem und drehmomentbildendem Stromanteil ermöglicht. Grundprinzip ist die mathematische Transformation der dreiphasigen Statorströme über die Clarke- und Park-Transformation in ein rotierendes Koordinatensystem (d-q-System), das für Asynchronmaschinen am Rotorfluss und für Synchronmaschinen an der Rotorlage ausgerichtet wird. Im d-q-System erscheinen die Wechselgrößen als Gleichgrößen, die sich mit klassischen PI-Reglern komfortabel führen lassen. Die Rücktransformation liefert die Stellgrößen für die PWM-Modulation des Umrichters. Voraussetzung ist eine genaue Kenntnis der aktuellen Rotorflussposition, die entweder durch einen Encoder, Resolver oder Hall-Sensor (gebergestützt) oder durch modellbasierte Schätzverfahren wie Sliding-Mode-Observer oder Flussbeobachter (geberlos) ermittelt wird. Die feldorientierte Regelung ermöglicht im Vergleich zur einfachen U/f-Steuerung deutlich höhere Dynamik, präzise Drehmomentkontrolle auch bei niedrigen Drehzahlen sowie besseres Störgrößenverhalten. Sie ist Standard in modernen Servoumrichtern und hochwertigen Frequenzumrichtern für Asynchron- und Synchronmotoren.