基于SMO 和PFC 的压缩机控制系统设计.PDF

2008 NO.26 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 工 业 技 术 基于SMO和PFC的压缩机控制系统设计 王洪刚 付怀玲 (大庆石化公司化工一厂 163714) 摘 要:本文提出了一种适用于变频空调压缩机的永磁同步电机控制系统。以电流为观测对象建立滑模观测器,当滑模运动发生时,电 流观测误差为零。根据等效控制理论,等效控制信号与反电势相等。转子位置可以由等效控制信号得到。 关键词:压缩机 变频器 中图分类号:TB4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2008)09(b)-0113-02 本文主要研究基于滑模观测器(SMO) 的永磁同步电机驱动控制系统理论模型、 控制算法及在变频空调压缩机上的控制。 同时适用于空调系统的有源功率因数校正 (PFC)系统。并通过仿真和实验结果验证 了该系统对于空调压缩机控制的可行性和 正确性。 图2 a -b 坐标系下实际电流和估算电流 1滑模观测器(SMO)的建立 仿真波形和反电势估算波形 在 静止坐标系下,PMSM的数学模型: (1) 图1单相功率因数校正电路整体框图 式中 , , , 和(2)可得: ,I为2×2单位阵。 (5) 为定子电压a 、b 轴分量; 为定子电流 a 、b 轴分量; 为定子磁链a 、b 轴分 根据反电势与转子磁极位置的三角函 图3输入电流、输入电压及输出电压波形 量;q 为电机电角度;L为电机相电感。 数关系得到电机磁极位置,如下: 电压有效值的平方成正比,因此在电流环 [5～8] 的给定中除以输入电压有效值的平方,即 于是可以构造如下形式的滑模观测器 : 令电流给定i 为: ref (2) (6) (9) 其中 为i的估计值,K=kI为滑模增益 s 2有源功率因数校正设计 此时,当功率因数达到1时,输出功 矩阵,k为滑模增益。 单相功率因数校正电路整体框图如图 由式(2)减式(1)可得估算电流的误差方 1所示: 率可表示为: 程如下: 在本系统中,要求输入电压在140V至 270V内,实现恒功率输