4工业缝纫机系统的仿真和试验
4．1工业缝纫机系统的仿真
根据上述分析，在MATLAB／SIMULINK环境下建立了工业缝纫机交流伺服系统的仿真模型。PMSM的参数为：额定输入电压：Ac220 V；额定电流：3.5 A；最大连续功率：550 w；额定转速：5 000 r／min；连续额定转矩：1．1 N·m；极数：4；定子线圈电阻：1．6 Ω／相；转子转动惯量：O．071×10-3kg·m2；d(qV7)轴自感：2．356 55 mH；励磁磁通：0．073 Wb。逆变器开关频率为5 kHz，负载转矩为l N·m。
共模电压最小的sVPWM调制算法的仿真结果如图4所示。图4a和4b分别为含有零矢量V7和为不含零矢量的SVPWM调制时2个开关周期内的共模电压波形。从图中可以看出，含有零矢量K的SVPWM调制时的共模电压幅值为矢量的SVPWM调制时的共模电压幅值为降低了电动机的共模电压，与理论分析相一致。
工业缝纫机系统伺服性能的仿真波形如图5所示。通过键盘给定缝纫针数为10，即PMSM转子旋转10周，给定位置θr=10×2πxp=125．6 rad(p为电机的极对数，这里取2)，同时脚踏板给定PMSM转速为800 rad／s。由图5a、5b可见，PMSM迅速起动后速度稳定运行在给定值，当检测到位置角度达到给定值的百分之90左右时开始减速，电动机减速至零时位置达到给定值，实现了精确定位。
4．2工业缝纫机系统的试验
我们以TI公司生产的数字信号处理器TMS320F2801作为控制芯片，常州市圣博电器有限公司生产的永磁同步电动机(型号为80SWYl02)作为工业缝纫机的驱动单元，利用L818F系列的高速单针自动剪线平缝机进行了试验研究。PMSM的参数与上述仿真模型中PMSM的参数相同。工业缝纫机在自由缝时PMSM线电流和共模电压有效值的波形如图6所示，电流有效值为2．47 A，共模电压有效值约为50 V。
5结语
在分析PMSM矢量控制的调速原理和共模电压最小的SVPWM调制算法基础上，利用MATLAB／SIMULINK建立了工业缝纫机交流伺服系统的仿真模型，并利用TMS320F2801作为控制芯片进行了试验研究。仿真和试验结果与理论分析相一致，为进一步设计工业缝纫机交流伺服系统，改善系统的电磁兼容性打下了基础。
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