4工業縫紉機系統的仿真和試驗
4．1工業縫紉機系統的仿真
根據上述分析，在MATLAB／SIMULINK環境下建立了工業縫紉機交流伺服系統的仿真模型。PMSM的參數為：額定輸入電壓：Ac220 V；額定電流：3.5 A；最大連續功率：550 w；額定轉速：5 000 r／min；連續額定轉矩：1．1 N·m；極數：4；定子線圈電阻：1．6 Ω／相；轉子轉動慣量：O．071×10-3kg·m2；d(qV7)軸自感：2．356 55 mH；勵磁磁通：0．073 Wb。逆變器開關頻率為5 kHz，負載轉矩為l N·m。
共模電壓最小的sVPWM調制算法的仿真結果如圖4所示。圖4a和4b分別為含有零矢量V7和為不含零矢量的SVPWM調制時2個開關周期內的共模電壓波形。從圖中可以看出，含有零矢量K的SVPWM調制時的共模電壓幅值為矢量的SVPWM調制時的共模電壓幅值為降低了電動機的共模電壓，與理論分析相一致。
工業縫紉機系統伺服性能的仿真波形如圖5所示。通過鍵盤給定縫紉針數為10，即PMSM轉子旋轉10周，給定位置θr=10×2πxp=125．6 rad(p為電機的極對數，這里取2)，同時腳踏板給定PMSM轉速為800 rad／s。由圖5a、5b可見，PMSM迅速起動后速度穩定運行在給定值，當檢測到位置角度達到給定值的百分之90左右時開始減速，電動機減速至零時位置達到給定值，實現了精確定位。
4．2工業縫紉機系統的試驗
我們以TI公司生產的數字信號處理器TMS320F2801作為控制芯片，常州市圣博電器有限公司生產的永磁同步電動機(型號為80SWYl02)作為工業縫紉機的驅動單元，利用L818F系列的高速單針自動剪線平縫機進行了試驗研究。PMSM的參數與上述仿真模型中PMSM的參數相同。工業縫紉機在自由縫時PMSM線電流和共模電壓有效值的波形如圖6所示，電流有效值為2．47 A，共模電壓有效值約為50 V。
5結語
在分析PMSM矢量控制的調速原理和共模電壓最小的SVPWM調制算法基礎上，利用MATLAB／SIMULINK建立了工業縫紉機交流伺服系統的仿真模型，并利用TMS320F2801作為控制芯片進行了試驗研究。仿真和試驗結果與理論分析相一致，為進一步設計工業縫紉機交流伺服系統，改善系統的電磁兼容性打下了基礎。
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