触持电棚 ２０１０年第３期 基于ＡＲＭ７的金相切割机控制系统设计 汪 洋，孙维连，王会强，孙铂 （河北农业大学，河北保定０７１００１） 摘要：针对金相切割机的特点，设计一种基于ＡＲＭ７的切割机控制系统。主控芯片采用Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ，步进电 机驱动芯片采用Ａ３９７７ＳＥＤ，给出了主控芯片与外围元器件之间的电路设计方法，Ａ３９７７ＳＥＤ驱动板的典型应用电 路，以及系统的软件设计。采用ＡＲＭ７控制切割机三轴运动、主轴电机起停、ＬＣＤ显示，相对于单片机控制系统具 有处理速度快、可扩展能力强等优点，相对于ＰＬＣ控制系统具有成本低、针对性强等优点。实践证明该切割机控制 系统性能稳定，丁作ｌ口Ｉ靠。 关键词：ＡＲＭ７；￥３Ｃ４４Ｂ０Ｘ；Ａ３９７７ＳＥＤ；金相切割机 中图分类号：ＴＭ３８３．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—７０１８（２０１０）０３－００３１—０４ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＭ７ ｆｏｒ Ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅｓ ＷＡＮＧ ，ＳＵＮ Ｗｅｉ—ｌｉａｎ，ＷＡＮＧ Ｈｕｉ—ｑｉａｎｇ，ＳＵＮ Ｂｏ （Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ，Ｂａｏｄｉｎｇ ０７ １ ００ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ＡＲＭ７一ｂａｓｅｄ ｃｕｔｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｗｈｅｅｌ ｃｕｔｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅｓ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ ｍａｓｔｅｒ—ｃｈｉｐ ａｎｄ Ａ３９７７ＳＥＤ ｓｔｅｐｐｅｒ ｍｏ— ｔｏｒ ｄｒｉｖｅｒ ｃｈｉｐ，ａｎｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｍａｓｔｅｒ ｃｈｉｐ，ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｋｎｏｂｓ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｕｔｔｏｎｓ，ｌｉｍｉｔ ｓｗｉｔｃｈｅｓ，ｅｎｃｏｄｅｒｓ，ＬＣＤ，ｄｒｉｖｅｒ ｂｏａｒｄ，ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ，ａｎｄ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｙｐｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ Ａ３９７７．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＭＣＵ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｆａｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｕｓｉｎｇ ＡＲＭ７ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｕｔｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ Ｓ ｔｈｒｅｅ—ａｘｉｓ ｍｏｖｅｍｅｎｔ，ｓｐｉｎｄｌｅ ｍｏｔｏｒ ｓｔａｒｔ ａｎｄ ｓｔｏｐ，ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＰＬＣ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ ｈａｓ ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ ｐｅｒｔｉｎｅｎｃｅ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｈａｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｓｔａｂｌｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＲＭ７；￥３Ｃ４４Ｂ０Ｘ；Ａ３９７７ＳＥＤ；ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｃｕｔｔｅｒ ０引 言 控制冷却水泵、排烟风机和照明等功能。传统的切 割机控制系统主要包括电气控制系统、单片机系统 目前金相切割机在金相制样和金相实验领域应 和ＰＬＣ系统等。由继电器、接触器、按钮、主令开关 用广泛。通常，金相试样制备 要经过取样、镶嵌、 等构成的电气控制系统，具有控制可靠、成本低等特 磨光和抛光等步骤。每个步骤都应细心操作，任一 点，但实现的功能较少。以单片机为控制核心，并附 阶段上的失误都可能影响最后的结果。与机械行业 以必要外围电路构成的控制系统，控制逻辑由程序 中的金属切割、下料不同，金相试样的切割截取必须 实现，能实现较复杂的控制过程，具有数字显示、故 保持原有的组织状态，即必须保证所截取的试样的 障复位等功能，成本较低。但主控芯片工作频率较 金相组织与原状态金相组织一致，这就要求：在截取 低，构成的系统控制规模相对较小，扩展性较差。以 试样的过程中试样受热、受外力作用要尽量小；配备 ＰＬＣ为核心的控制系统，ＰＬＣ驱动三轴步进电动机 良好的冷却系统，保证切口无过热和过烧现象；精确 运动，触摸屏作为控制终端，变频器实现主轴电机调 控制进给量的大小，保证试样变形小，光洁度高；砂 速。它具有控制精度高、扩展能力强等特点，一般用 轮切割机应配备精确的卡具和良好的运动机构，保 于大型切割系统的控制，成本较高。 证试样的切口垂直性好，切口余量小，零件装卡方 针对以上三种控制系统的缺点，本文利用高性 便；切割机应有良好的防护，保证使用安全。针对上 价比和高性能的微控制器ＡＲＭ７芯片，设计一种功 述要求，金相切割机应实现三轴运动，即垂直（ｚ 能丰富、结构紧凑、经济性好，适用于中小型三轴运 向）进刀和水平（ｙ向）进刀功能，及左右（ 向）移 动金相切割机的专用控制系统。 动功能，方便截取试样。同时控制系统还要具有三 轴速度控制、主电机调速、状态显示、故障报警以及 １系统框架 收稿日期：２００９—１１—２６ 整个系统由主控板协调各部分工作，包括驱动● ；……ｃ，。 ．ｃ殳计 斩 ≯ ｚ ￡矗∥…一…一………－一………一…………一一…＿＿＿……………一‘’一…微持电棚 ２０１ｏ年第３期 ……’………………………‘‘ 三相步进电动机运动，控制水泵、风机、照明和报警 器工作，接收限位开关和编码器信号，并提供友好的 人机交互界面，包括液晶显示、指示灯、调速旋钮、控 制按钮和远程手持控制等。通过变频器调整主轴电 Ｉ串Ｅｌｆ部分ｌ ｌ ＬＣＤ ｌ Ｉ电源部分ｌ ＭＡＸ３２３２Ｃｆ ｆ３２０ｘ２４０ｆ ｆ １２ Ｖ ５ Ｖ ｆ 机转速并且反馈主电机的电流、扭矩等信息，实时了 解切割机的运行状态。通过对循环冷却水泵、排烟 风机、照明系统等的良好控制，保证切割机的稳定运 行。整个系统框架如图１所示。 羽 显示Ｉ Ｉ状态指示矧ｌ故障报警 ｉ塑蕉堑望 进电动 匦 进电动 叠圈 巫 进电动 匾 轴电动 图１系统框架 ２系统硬件设计 系统设计重点为主控板和步进电动机驱动板。 主控板以ＡＲＭ７￥３Ｃ４４ＢＯＸ为控制核心，实现对系 统各部分的综合控制。步进电动机驱动板由两相步 进电动机驱动芯片Ａ３９７７ＳＥＤ及外围电路构成，具 有半流控制和最大８细分功能，能够满足本系统设 计需求。 匾匝区 剑 ］●●＿］ ２．１主控板设计 Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ 为三星公司推出的１６／３２位 ＡＲＭ７处理器，通过提供全面的、通用的片上外设， Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ大大减少了系统中除处理器以外的元器 件配置，从而大大降低系统的成本。 板为Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ最小工作系统，方便后期系统移植 一系统主控板采用核心板＋底板设计方式，核心 ～ 粉一 蚴肿 一 与扩展。底板设计根 据切割机控制的实际 需求对Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ进 甘ｊ行硬件扩展。核心板 悬ｔ 于！布局如图２所示。》！ 堇 ＳＤＲＡＭ采用ＨＹＮＩＸ 的ｉ公司的ＨＹ５７Ｖ６４１６２０ＨＧ芯片，容量为８ ＭＢ，用作 墓：系统内存；ＲＯＭ采用ＦＬＡＳＨ芯片ＡＭ２９ＬＶ１６０ＤＢ， ：容量为２ ＭＢ，存放用户程序；供电部分采用ＡＭＳ１１ｌ７一 机 ２．５和ＡＭＳｌｌｌ７—３．３，分别为Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ提供内核工 葡 作电压和Ｉ／Ｏ口电压；晶振采用１０．０００ ＭＨｚ石英 ；晶振；预留ＪＴＡＧ（ＰＩＮ１４），用于仿真调试程序。 鬟ｉ 底板布局如图３所示。各芯片电路均采用芯片 ｉ使用手册推荐接法。硬件扩展包括以下部分： 一一； 位器（１）调速旋钮（模拟量输入部分、／采用３／ 只电 ，经过电压调整电路分别输入到ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ 图３底板布局 ＡＩＮ０一ＡＩＮ２脚，ＡＲＥＦ］？、ＡＲＥＦＢ和ＡＶＣＯＭ分别串 接一个电容再接地。实现电压在０～２．５ Ｖ内可调， 作为ＸＹＺ三向工进速度调节。 （２）控制按钮采用自锁按钮和主令开关，经过 编码电路接人￥３Ｃ４４Ｂ０Ｘ的ＧＰＦ０一ＧＰＦ３脚，控制 ＸＹＺ三向的“快进”“工进…‘正反”等运动。 （３）无线模块采用５ Ｖ无线超再生八位数据接 收器，通过数字开关电路并接在控制按钮对应端，再 配合８键８００ Ｉｎ的遥控器构成手持无线控制系统， 实现远程控制ＸＹＺ向运动及主轴电机的起停操作。 （４）限位开关采用自复式防水行程开关，共６ 只，通过与门电路分别接入￥３Ｃ４４ＢＯＸ的ＥｘｌＮＴ０一 ＥｘｌＮＴ２脚，作为ＸＹＺ三向运动限位。 （５）编码器采用ＯＭＲＯＮ增量式旋转编码器，ｙ 向配装６００ Ｐ／Ｒ，Ｚ向配装２ ０００ Ｐ／Ｒ，编码器的Ａ、 Ｂ线分别接人￥３Ｃ４４ＢＯＸ的ＥｘｌＮＴ３一ＥｘｌＮＴ６脚。编 码器固定在步进电动机后端盖上，用弹性联轴器与 电机主轴连接，用于防止步进电动机失步，构成对步 进电机的闭环控制，保证切割精度。 （６）ＬＣＤ显示采用３２０￣２４０液晶，￥３Ｃ４４ＢＯＸ 的ＧＰＤ［７：ｏＪ引脚的第二功能均是用于ＬＣＤ的，依 次为ＶＦＲＡＭＥ、ＶＭ、ＶＬＩＮＥ、ＶＣＬＫ和ＶＤ［３：０］，直 接和ＬＣＤ相连。另外，ＧＰＣ［４：７］的第二功能是高 ４位数据ＶＤ［７：４］输出端，所以也是直接和ＬＣＤ 的ＶＤ［７：４］相连。 （７）状态指示灯为１５只ＬＥＤ，包括ＸＹＺ三向 “快进”、“工进”、“正向”、“反向”共１２只，主轴电 机、水泵、风机指示灯３只，经过译码电路接人 ￥３Ｃ４４Ｂ０Ｘ的ＡＩＮ４一ＡＩＮ７脚。 （８）故障报警为１只声光报警器，由￥３Ｃ４４ＢＯＸ 的ＧＰＢ１０脚通过驱动电路控制一只ＤＣ １２ Ｖ继电 器，进而控制报警器。 （９）冷却水泵、排烟风机和照明装置由 ￥３Ｃ４４Ｂ０Ｘ的ＧＰＢ６一ＧＰＢ８脚通过驱动电路分别控 制三只ＤＣ１２Ｖ继电器，进而控制冷却水泵、排烟风 机和照明装置的起停。 （１０）ＸＹＺ轴驱动板的脉冲信号由￥３Ｃ４４ＢＯＸ 的ＴＯＵＴ０－ＴＯＵＴ２脚通过光耦隔离后输出，方向信 擞持电袖 ２０１０年第３期 号由ＴＯＵＴ３、ＴＯＵＴ４及ＡＩＮ３脚通过光耦隔离后输出。 电动机。通过合理布置外围电路，安装散热装置，可以 方便地构成电流在３ Ａ以下的两相步进电机驱动器。 驱动板电路 如图４所示。驱动板细分设置由 输出脉冲频率范围是０～５ ｋＨｚ，电压范围是０～３．３ Ｖ。 （１１）变频器由￥３Ｃ４４Ｂ０Ｘ的ＴｘＤ１、ＲｘＤ１脚经 过ＭＡＸ４８５芯片与ＯＭＲＯＮ变频器３Ｇ３ＭＺ—Ａ４０３７ ＭＳ１、ＭＳ２脚控制。半流控制由７４ＨＣ１２３构成，当 ＣＬＫ有输出时，下降沿到来，ＲＥＦ输出正脉冲， Ａ３９７７ＳＥＤ正常工作；当ＣＬＫ无输出时，ＣＬＫ为高电 平，ＲＥＦ为低电平，Ａ３９７７ＳＥＤ进入半流状态。ＰＦＤ 用于控制电流衰减模式： ＞０．６ 为慢衰减模式， 。ｆｄ＜０．２１ 为快衰减模式，０．２１ ＜Ｖｐｆｄ＜０．６Ｖｄｄ为 连接，控制主轴电机的起停，读取主轴电机的电流和 扭矩信息等。另外，变频器故障报警端接入 Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ的ＥｘＩＮＴ７脚，保证控制系统对变频器故 障的响应；变频器复位端与￥３Ｃ４４Ｂ０Ｘ的ＧＰＦ８连 接，实现故障自动复位。 ２．２步进电动机驱动板设计 Ａ３９７７ＳＥＤ 是两相步进电动机驱动芯片，具有 混合衰减模式，混合衰减时，器件工作在快衰减的时 间为 ＝Ｒ Ｃ （０．６ ／ ）。当ｓＲ为低时，启动 同步整流功能，可防止电机线圈反向导通。驱动板 ｆｕｌｌ一，ｈａｌｆ一，ｑｕａｒｔｅｒ一和ｅｉｇｈｔｈ—ｓｔｅｐ四种细分控制，具 有半流工作状态，有慢衰减、快衰减、混合衰减三种 控制电流衰减模式，额定输出为±２．５ Ａ／３５ Ｖ，控制 电压为３．０～５．５ Ｖ，可以驱动２．５ Ａ以下两相步进 细分设置采用两位拨码开关，电流控制采用２ ｋｎ电 位器，隔离电路采用４Ｎ２６和ＴＬＰ５２１—１，电源部分 采用ＬＭ７８０５供电。 图４驱动板电路 ３系统软件设计 系统部分软件流程如图５所示。软件设计是在 ＡＤＳ １．２的集成开发环境下采用ｃ语言编写的，可 以在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统下运行。整个系统的软件主要分 以下几部分：主控制程序、ＬＣＤ程序、键盘限位指示 灯扫描程序、脉冲发生程序、高速计数程序、４８５通 格等。脉冲发生程序利用ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ定时器中断实 基 现，中断函数中定时时问由Ａ／Ｄ转换值计算得出，ｉ刍 １ ｊ墨 即 亩，其中ｄＡＤＣ－ｄａｔａ为Ａ／Ｄ转换值。具体程ｉ 翕 序包括寄存器配置、中断使能函数、定时器初使化函； 数以及中断函数。４８５通讯程序完成包括变频器起 ｄＡｎｃ ｔ 讯程序、看门狗和ＲＴＣ程序等。 系统主控制程序完成系统（硬件和软件）的初 停控制程序，电流、扭矩信息反馈程序等。与ＯＭ． 彗 ＲＯＮ ３ Ｇ３ ＭＺ—Ａ４０３７变频器使用ＭＯＤＢＵＳ协议进行；系 始化、输入口扫描、输出口控制、４８５通讯和中断服 务程序。ＬＣＤ显示程序 完成液晶屏显示初始化、 清屏、反转显示、光标闪烁等动作和在液晶上显示用 户界面的基本元素，如不同的字符、汉字、图形和表 通讯，可以进行变频器的控制输入、频率的指令、变 谨 频器运转状态的监控，参数设定值的读取／写入等。ｉ计 变频器通讯 相关寄存器设置为：（１）通信从站地 ：址ｎ９・００＝１，（２）通信波特率ｎ９．０１＝ （９ ６００ ｂ／ｓ），■ 设计 新 ……触持电棚 ２０１０年第３期 …一…～一……．…．一…．…一一………一＿－＿…一……－…・一………一 一一……一＿＿＿…………… ｃ， 二／ 工乌易 ｇ璧 ／ ＇２ 为控制核心，利用Ａ３９７７ＳＥＤ实现低成本的步进电 动机驱动器，并设计了相应的软件系统，构成了功能 丰富、性价比高的中小型三轴金相切割机控制系统。 实现了工作台横向（Ｘ）０—３００ ｒａｍ／ｒａｉｎ速度可调， 纵向（Ｊ，）０～８００ ｍｍ／ｍｉｎ速度可调，砂轮上下Ｚ向０ ～４００ ｍｍ／ｍｉｎ速度可调，主电机转速１ ０００—３ ０００ ｒ／ｍｉｎ无级可调，并设计了匀速直切、进三退一、逐 层切割等切割方式，能够满足金相切割的使用要求。 本设计对于提高国产金相切割机的技术水平，减轻 操作人员劳动强度，降低切割机制造成本具有一定 的意义。经过实践，基于该设计的金相切割机控制 图５主控程序流程图 （３）通信错误检出时的动作选择ｎ９．０２＝３（运转继 续（无警告）），（４）４８５通信协议选择ｎ９．０３＝１（７ 系统具有较强的功能性和可靠性，能够在保证可靠 性的同时较好地满足金相切割的要求。 参考文献 ［１］ 孙维连，王成彪，许丽红，等．金相切割机的国内外研究概况 ［Ｊ］．理化检验一物理分册，２００３，３９（７）：３５７－３５９． 位ＡＳＣ ＩＩ码／偶校验／停止位１），（５）通信送信等待 时间ｎ９．０４＝０，（６）通信超时检测时间ｎ９．０５：０。 看门狗定时器 是当系统因噪声和干扰等情况“跑 飞”时，实现自动复位，使用时需配置ＷＴＣＯＮ、ｗＴ— ＤＡＴ和ＷＴＣＮＴ寄存器。系统时钟频率为６４ ＭＨｚ， ［２］ 杭州立泰电子有限公司．￥３Ｃ４４ＢＯＸ中文数据手册ＶＯ．１［ＤＢ／ ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｚｌｉｔａｉ．ｅｏｍ．ｃｎ，２００４－９—８． ［３］ 陈艳华，侯安华，刘盼盼．基于ＡＲＭ的嵌入式系统开发与实例 ［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００８． 看门狗定时器时钟＝１／［６４×１０。／（２５５＋１）／１２８］＝ ０．０００ ５１２ Ｓ，ＷＡＴＣＮＴ设为０ｘ０ＣＣＣ，复位时间问隔 ＝［４］阿莫．我们的雕刻机Ａ３９７７步进电机驱动器原理［ＥＢ／ＯＬ］． ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｕｒｄｅｖ．ｃｎ／ｂｂｓ／ｂｂｓ—ｃｏｎｔｅｎｔ．ｊｓｐ？ｂｂｓ—ｓｎ＝ —０ｘ０ＣＣＣｘ０．０００ ５１２＝１．６７７ Ｓ，即超过１．６７７ Ｓ系 ３２７４２７１＆ｂｂｓｐａｇｅ—ｎｏ＝１＆ｓｅａｒｃｈｍｏｄｅ：９＆ｓｅａｒｃｈ—ｔｅｘｔ＝ 统自动复位。程序包括寄存器设置、中断使能函数、 中断处理函数和看门狗初始化函数。ＲＴＣｌ３ 利用 ３２．７６８ ｋＨｚ的外部晶振提供时钟源，备用电源供 电，使用时只要正确设置ＲＴＣ的各个寄存器即可，程 序包括ＳｅｔＴｉｍｅ（）、ＳｅｔＤａｙ（）、ＳｅｔＷｅｅｋ（）３个设置函数。 ｎｕｌｌ＆ｂｂｓｉｄ＝１０２７，２００９—４—３． ｆ５］欧姆龙自动化．３Ｇ３ＭＺ矢量控制型变频器操作手册［Ｍ］．欧 姆龙自动化（中国）统辖集团，２００６：７－２． ［６］Ｍｌｅ￣ｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ．Ａ３９７７ＳＥＤ［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄａｔａｓｈｅｅｔ５． ｃｏｎ１．２００９－９－５． ４结语 作者简介：汪洋（１９８４一），男，硕士，研究方向为机电一体化。 本文设计了以三星公司ＡＲＭ７芯片￥３Ｃ４４ＢＯＸ ｉ（上接第１５页）反电势峰值一样的情况下，正弦波 ｊ反电势无刷直流电动机的空载转速要高于梯形波反 茸 机的换相转矩脉动大于梯形波反电势无刷直流电动 机，转速低的情况则相反。 电势无刷直流电动机，机械特性软于梯形波反电势 无刷直流电动机，相同电流情况下输出转矩要小于 参考文献 ［１］李钟明，刘卫国，刘景林，等．稀土永磁电机［Ｍ］．北京：国防工 业出版社，１９９９． ［２］ Ｍａｒｋｏｖｉｅ Ｍ，Ｈｏｄｄｅｒ Ａ，Ｐｅｒｒｉａｒｄ Ｙ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ 莹 梯形波反电势无刷直流电动机。 的； （２）对两种电机的换相电流进行了数学推导与 蓍！分析。数学分析与仿真表明，梯形波反电势无刷直 ｊ流电动机的电流波形形状不随转速的变化而变化， ；而正弦波反电势无刷直流电动机的电流稳态分量中 ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｆｏｒ ａ ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ＢＬＤＣ ｍｏｔｏｒ［Ｃ］／／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ．ＩＣＥＭ，２００８：３０１６—３０１９． ［３］李鲲鹏，胡虔生，黄允凯．计及绕组电感的永磁无刷直流电动 机电路模型及其分析［Ｊ］．中国电机工程学报，２００４，２４（１）：７６—７８． ［４］ 罗玲，马瑞卿，解恩，等．无刷直流电动机的开环调速机械特性 研究［Ｊ］．微特电机，２００９（１）：１１一ｌ４． ［５ｊ解恩，刘卫国，杨前，等．无刷直流电动机电流波形分析［Ｊ］．微 特电机，２００７（１２）：７—８，２３． 葡 存在余弦项，这使得电机的电流波形随转速的升高 森；畸变会越来越大。这说明在实际电机的运行中，由 鬟ｉ于理想梯形的反电势波形很难达到，电机的电流波 形或多或少会随转速的升高而畸变。 ■！ （３）对换相转矩脉动的仿真分析表明，在转速 很高，接近空载转速时，正弦波反电势无刷直流 动 作者简介：郭志大（１９８５一），男，硕士研究生，主要研究方向为运 动控制系统。