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圖1：用克拉克變換(Iα和Iβ)投影三相電流，然后通過帕克變換投影到線性d,q旋轉(zhuǎn)參照坐標(biāo)系

    然后，指令的d-q軸分量被轉(zhuǎn)換回3相時(shí)變系統(tǒng)，以通過逆變器開關(guān)的PWM控制正確調(diào)制3相電流。

    但是，轉(zhuǎn)子的磁場角必須是已知的，以保持正交的定子和轉(zhuǎn)子磁場。這可通過編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器的位置反饋來實(shí)現(xiàn)(有傳感器)，也可通過反電動(dòng)勢/磁通觀測器軟件來測量相電流以估計(jì)轉(zhuǎn)子角(無傳感器)。

    編碼器一般分為兩類：增量式和絕對式。增量式編碼器可測量相對角位置和旋轉(zhuǎn)方向，但不能提供零速時(shí)的絕對位置信息。例如，對于增量式正交編碼器，正交相位的兩個(gè)A/B脈沖信號(hào)表示相對角運(yùn)動(dòng)(例如，每轉(zhuǎn)1000個(gè)脈沖)，有時(shí)還提供附加的Z索引信號(hào)以提供參考點(diǎn)。A/B信號(hào)的相對相位的極性(例如，A滯后B或B滯后A)表示旋轉(zhuǎn)方向。絕對編碼器通過各種數(shù)字編碼提供真實(shí)的角位置。然而，由于信號(hào)數(shù)量和帶寬要求的增加，它們往往需要通信總線將信號(hào)發(fā)送到控制器(例如，16位位置編碼)。

    無論為FOC選擇的是有傳感器還是無傳感器的實(shí)現(xiàn)方式，都必須準(zhǔn)確測量相電流以保持精確的扭矩控制。測量相電流的最常用方法是在逆變器級中使用分流電阻器在每個(gè)低側(cè)MOSFET的源極和地之間進(jìn)行低側(cè)檢測。由于分流器的共模電壓降低，可使用低成本電流檢測放大器。高側(cè)(串聯(lián))相電流檢測通常需要昂貴的專業(yè)的高共模抑制比CMRR或隔離放大器電路來減輕共模電壓誤差，因?yàn)楣材ｋ妷涸赑WM頻率下大致在直流輸入電壓和地之間波動(dòng)。

    理想情況下，所有三個(gè)相位的電流都是同時(shí)測量的，但有可能減少分流電阻器的數(shù)量，從而降低系統(tǒng)成本和功率損耗，但會(huì)增加電流檢測帶寬和軟件復(fù)雜性。雙分流架構(gòu)依靠基爾霍夫電流定律(Kirchhoff’s current law)，從兩個(gè)測量電流計(jì)算未測量電流(例如，流入U(xiǎn)和V相的電流等于流出W相的電流)。單分流器架構(gòu)需要了解逆變器開關(guān)狀態(tài)才能將測量電流與實(shí)際相電流相關(guān)聯(lián)。

    通常，用于確定所有相電流的測量精度會(huì)隨著分流電阻數(shù)量的減少(從3個(gè)減少到1個(gè))而降低。因此，需要更快的測量電路，并且總系統(tǒng)延遲成為一個(gè)更重要的因素。此外，在跟蹤檢測的正確時(shí)刻和確定從測量電流到實(shí)際相電流的相關(guān)性方面，軟件的復(fù)雜性也會(huì)增加，在單分流架構(gòu)中最為明顯。

    下面的圖2和圖3舉例說明了有傳感器和無傳感器FOC電機(jī)控制系統(tǒng)。