基于滑模控制的TSMC-PMSM調(diào)速系統(tǒng)

系統(tǒng)控制對象PMSM參數(shù)為：額定電壓220 V；額定電流3．2 A；額定轉(zhuǎn)速3 000 r·min-1；定子電阻2．4 Ω；直軸電感8．62mH；交軸電感10．5mH；極對數(shù)為2。系統(tǒng)TSMC輸入端濾波電感大小為0．8mH；濾波電容為30μF；開關(guān)頻率為10kHz。通過實(shí)驗(yàn)得到波形如圖5，6所示。

圖5a為TSMC整流級輸入a相電壓電流波形。由圖可見，此時(shí)電壓相位超前電流，這是由TSMC輸入端濾波器呈容性所致，但超前相位較小，輸出側(cè)基本呈單位功率因數(shù)。圖5b為閉環(huán)調(diào)速時(shí)TSMC中間直流電壓波形。圖6為實(shí)際轉(zhuǎn)速波形。實(shí)驗(yàn)過程中，系統(tǒng)初始轉(zhuǎn)速給定為零，在10 s時(shí)刻轉(zhuǎn)速給定切換為1 125 r·min-1，在60 s時(shí)刻轉(zhuǎn)速給定切換為750 r·rain-1，之后在80 s時(shí)切換回1 125 r·min-1。由圖可見，系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速突變時(shí)動態(tài)響應(yīng)很快，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小，無抖振，具有較強(qiáng)的魯棒性。

6 結(jié)論
這里設(shè)計(jì)了一種基于雙級矩陣變換器的永磁同步電機(jī)滑模變結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)矩控制方案。該控制方法克服了滯環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制中轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動大的不足。針對一般滑模控制器的抖振問題，設(shè)計(jì)了積分滑模面、符號函數(shù)平滑和變指數(shù)趨近率，解決了滑模變結(jié)構(gòu)固有的抖振問題。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了永磁同步電機(jī)的高性能調(diào)速，同時(shí)網(wǎng)側(cè)基本實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)，達(dá)到了很好的實(shí)驗(yàn)效果。