新型SVPWM算法在工业缝纫机中的应用

彭 惠，何明华，王英俊，林 东

（1.福州大学 电气工程与自动化学院，福建 福州 350108；2.福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州 350108）

我国是世界公认的缝纫机生产大国，工业缝纫机产量占世界总产量的50%以上。近年来，为提高服装质量和生产效率，生产厂家不仅在缝纫机的结构上做了很大改进，还逐渐采用性能更好的PMSM（永磁同步电机）调速系统替代传统电机调速系统。

针对工业缝纫机的驱动控制系统，文中采用了一种新型SVPWM算法进行控制。该算法相对于传统的SVPWM算法，具有的优点是无需进行与扇区相关的判断与计算，从而缩短了数字信号处理器的编程时间和程序运行时间，可提高处理器工作效率。通过对永磁同步电机改进型矢量控制的理论分析，建立相应的仿真模型，经过仿真分析，给出了一个能实现快速起停，上下停针，自动剪线等功能的高性能设计方案。

1 新型SVPWM算法

1.1 新型SVPWM理论分析

根据定子三相电压定义的定子电压空间矢量表达式如下：

电压矢量在两相静止坐标系中的分量uα，uβ与三相电压分量 ua，ub，uc的关系如式（2）所示：

对于给定的电压分量，采用下标r表示，如Ur表示给定电压空间矢量，ura，urb，urc分别表示给定的三相电压分量，它们与Ur之间也满足式（1）。

新型SVPWM算法是依据三相给定电压计算逆变器各相上桥臂导通（即接通高电平）的时间 ti（i=a，b，c）。 若 uri是给定的三相电压，tr为新型SVPWM的脉宽调制周期，且ud是逆变器直流回路电压，则可按式（3）计算参考时间量tri。

由于存在 tri＜0 或 tri＞tr的情况，故式（3）计算的 tri不能真正用来表示每一相输出高电平的时间，需按式（4）进行一定的调整。……