伺服技术是机电一体化技术的重要组成部分,它广泛地应用于数控机床、工业机器人、航空航天器、电动汽车、家用电器等多种工业产品中。现代工业生产对伺服设备的性能也提出了越来越高的要求,因此,研制高性能、高可靠性的交流伺服系统有着十分重要的现实意义。本文在综述了正弦波永磁同步电机各种矢量控制方法的基础上,给出了一套用于工业缝纫机的正弦波永磁同步电机全数字伺服系统的设计方案。论文介绍了以数字信号处理器TMS320LF2407A为核心的硬件构成,对电机电流信号反馈电路、转子位置与转速信号反馈电路、针头位置信号反馈电路、主电路及其保护电路、用户操作模块的设计作了详细阐述。本伺服系统中的永磁同步电机采用id =0的矢量控制策略,由TMS320LF2407A的程序实现。论文具体讨论了电机启动、矢量控制、正弦脉宽调制波的输出、故障保护停机及系统通信的软件实现方法。数字信号处理器的应用增强了交流伺服系统的适应性。在工业缝纫机产品中,TMS320LF2407A可充分发挥其片上资源丰富的优势,实现较为复杂的数据处理、控制算法及其他辅助功能,在使工业缝纫机变得紧凑的同时,提升系统的自动化程度。实验与仿真结果表明,采用id = 0的矢量控制方法实现了对永磁同步电机的解耦控制,并使系统具有良好的动、静态性能。论文还通过仿真模型分析了电流反馈环节对伺服系统性能的影响。为分析永磁同步电机的弱磁扩速问题,论文推导了弱磁控制时电机输出功率的数学表达式,绘出了其理论曲线,并在此基础上分析了电机结构和电气参数对弱磁控制条件下电机功率特性的影响。