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4工業(yè)縫紉機(jī)系統(tǒng)的仿真和試驗(yàn)

4．1工業(yè)縫紉機(jī)系統(tǒng)的仿真

根據(jù)上述分析，在MATLAB／SIMULINK環(huán)境下建立了工業(yè)縫紉機(jī)交流伺服系統(tǒng)的仿真模型。PMSM的參數(shù)為：額定輸入電壓：Ac220 V；額定電流：3.5 A；最大連續(xù)功率：550 w；額定轉(zhuǎn)速：5 000 r／min；連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩：1．1 N·m；極數(shù)：4；定子線圈電阻：1．6 Ω／相；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：O．071×10-3kg·m2；d(qV7)軸自感：2．356 55 mH；勵(lì)磁磁通：0．073 Wb。逆變器開關(guān)頻率為5 kHz，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為l N·m。

共模電壓最小的sVPWM調(diào)制算法的仿真結(jié)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(diào)制時(shí)2個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的共模電壓波形。從圖中可以看出，含有零矢量K的SVPWM調(diào)制時(shí)的共模電壓幅值為矢量的SVPWM調(diào)制時(shí)的共模電壓幅值為降低了電動(dòng)機(jī)的共模電壓，與理論分析相一致。

工業(yè)縫紉機(jī)系統(tǒng)伺服性能的仿真波形如圖5所示。通過鍵盤給定縫紉針數(shù)為10，即PMSM轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)10周，給定位置θr=10×2πxp=125．6 rad(p為電機(jī)的極對(duì)數(shù)，這里取2)，同時(shí)腳踏板給定PMSM轉(zhuǎn)速為800 rad／s。由圖5a、5b可見，PMSM迅速起動(dòng)后速度穩(wěn)定運(yùn)行在給定值，當(dāng)檢測到位置角度達(dá)到給定值的百分之90左右時(shí)開始減速，電動(dòng)機(jī)減速至零時(shí)位置達(dá)到給定值，實(shí)現(xiàn)了精確定位。

4．2工業(yè)縫紉機(jī)系統(tǒng)的試驗(yàn)

我們以TI公司生產(chǎn)的數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2801作為控制芯片，常州市圣博電器有限公司生產(chǎn)的永磁同步電動(dòng)機(jī)(型號(hào)為80SWYl02)作為工業(yè)縫紉機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元，利用L818F系列的高速單針自動(dòng)剪線平縫機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。PMSM的參數(shù)與上述仿真模型中PMSM的參數(shù)相同。工業(yè)縫紉機(jī)在自由縫時(shí)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(jié)語

在分析PMSM矢量控制的調(diào)速原理和共模電壓最小的SVPWM調(diào)制算法基礎(chǔ)上，利用MATLAB／SIMULINK建立了工業(yè)縫紉機(jī)交流伺服系統(tǒng)的仿真模型，并利用TMS320F2801作為控制芯片進(jìn)行了試驗(yàn)研究。仿真和試驗(yàn)結(jié)果與理論分析相一致，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)工業(yè)縫紉機(jī)交流伺服系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的電磁兼容性打下了基礎(chǔ)。