变频器与步进/伺服驱动技术完全精通教程

第1章电气传动和变频器基础1
1.1电气传动概述1
1.1.1电气传动技术的概念1
1.1.2直流电气传动1
1.1.3交流电气传动2
1.2交流调速基础3
1.2.1三相交流电动机的结构和原理3
1.2.2三相异步电动机的机械特性和调速原理6
1.3变频器概述10
1.3.1变频器的发展10
1.3.2变频器的分类13
1.3.3变频器关键技术指标14
1.3.4变频器的应用15
1.3.5主流变频器介绍16
小结16
习题17

第2章变频器的工作原理18
2.1电力电子器件18
2.2变频器的变频原理22
2.2.1交-直-交变换简介22
2.2.2变频变压的原理22
2.2.3正弦脉宽调制波的实现方法24
2.3变频器的主电路26
2.4变频器的控制电路28
小结30
习题30

第3章通用变频器的常用功能31
3.1频率控制功能31
3.1.1变频器的输出频率设定31
3.1.2极限频率和回避频率31
3.1.3频率增益和频率偏置32
3.2U/F控制功能33
3.2.1U/f控制方式33
3.2.2转矩补偿功能33
3.2.3节能运行控制功能35
3.3矢量控制功能35
3.3.1他励直流电动机的调速原理35
3.3.2三相异步电动机的矢量控制原理36
3.3.3变频器的矢量控制功能36
3.4运行控制与保护功能36
3.4.1加速曲线和减速曲线36
3.4.2点动控制37
3.4.3制动控制37
3.4.4过载保护功能37
3.5变频器的PID闭环控制功能38
3.5.1PID控制原理简介38
3.5.2变频器的转速闭环控制41
3.5.3变频器的PID控制应用实例42
小结44
习题44

第4章西门子变频器的技术应用45
4.1西门子变频器的接线与参数设置45
4.1.1西门子MM440变频器的接线45
4.1.2西门子MM440变频器的参数设置47
4.2西门子变频器的速度给定48
4.2.1手动键盘速度给定48
4.2.2变频器多段速度给定49
4.2.3变频器模拟量速度给定55
4.2.4变频器的通信速度给定57
4.3西门子变频器的正反转和制动控制71
4.3.1西门子变频器的正反转控制71
4.3.2西门子变频器的制动控制72
4.4西门子变频器应用实例73
4.4.1刨床控制系统的设计73
4.4.2物料搅拌机的控制系统设计76
4.4.3跳动度测试仪82
小结87
习题87

第5章三菱变频器的技术应用88
5.1三菱变频器的接线与参数设置88
5.1.1三菱FR-A740变频器的接线88
5.1.2三菱FR-A740变频器的参数设定92
5.2三菱变频器的速度给定93
5.2.1运输站变频器的控制面板速度给定94
5.2.2运输站变频器的模拟量速度给定95
5.2.3运输站变频器的多段速度给定97
5.2.4运输站变频器的通信速度给定99
5.3三菱变频器的正反转和制动控制107
5.3.1三菱变频器的正反转控制107
5.3.2三菱变频器的制动控制108
5.4三菱变频器的其他应用108
5.4.1三菱变频器的过流保护108
5.4.2三菱变频器的失速防止109
5.4.3使用变频器时的常见疑问109
小结110
习题110

第6章变频器的常用电路111
6.1变频器启动与正反转控制111
6.1.1变频器的启动控制111
6.1.2变频器的正反转控制111
6.2变频器并联控制电路113
6.2.1由模拟电压输入端子控制的并联运行113
6.2.2由升降速端子控制的同速运行115
6.3变频器制动及保护控制电路117
6.3.1制动控制电路117
6.3.2报警及保护控制电路120
6.4工频-变频切换控制电路121
6.4.1继电器控制的变频/工频切换电路121
6.4.2PLC控制的变频/工频自动切换电路122
小结123
习题123

第7章变频器外围器件与变频器的选型124
7.1变频器的配线和外围开关器件124
7.1.1主电路的配线124
7.1.2接触器的选用125
7.1.3断路器的选用126
7.1.4快速熔断器的选用127
7.2电抗器127
7.2.1交流电抗器的选用127
7.2.2直流电抗器的选用130
7.3变频器电气制动130
7.3.1直流制动131
7.3.2回馈制动131
7.3.3能耗制动131
7.4变频器的选型133
7.4.1根据负载的机械特性选择变频器133
7.4.2根据负载的工艺特性选择变频器133
7.4.3变频器的容量选择134
7.4.4变频器的箱体结构选择135
7.4.5选用变频器的其他事项136
小结137
习题137

第8章变频器常见故障分析与维护138
8.1变频器故障判断及处理138
8.1.1逆变功率模块的损坏138
8.1.2整流桥的损坏139
8.1.3滤波电解电容器损坏140
8.1.4散热风扇的损坏141
8.1.5开关电源的损坏141
8.1.6接触器的损坏142
8.1.7印制电路板的损坏142
8.1.8变频器内部打火或燃烧143
8.1.9常见运行中的故障145
8.2变频器故障维修实例146
8.2.1西门子变频器常见故障及处理方法146
8.2.2三菱变频器常见故障及处理方法157
8.2.3安川变频器常见故障及处理方法160
8.2.4富士变频器常见故障及处理方法162
小结165
习题165

第9章步进驱动系统原理及应用167
9.1步进驱动系统的结构和工作原理167
9.1.1步进电动机简介167
9.1.2步进电动机的结构和工作原理170
9.1.3步进驱动器工作原理172
9.2步进电动机的选型174
9.2.1步进电动机优选速度选择174
9.2.2步进电动机定位精度的选择174
9.2.3步进电动机力矩选择175
9.3步进驱动系统的应用178
9.3.1直接使用PLC的高速输出点控制步进电动机178
9.3.2用西门子S7-200控制步进电动机的调速187
9.3.3步进电动机的正反转189
小结191
习题191

第10章伺服系统及原理193
10.1伺服系统概述193
10.1.1伺服系统的概念193
10.1.2主流伺服系统介绍193
10.2伺服系统行业应用194
10.3伺服技术的发展趋势195
10.4伺服电动机及其控制技术196
10.4.1伺服电动机的特点196
10.4.2直流伺服电动机197
10.4.3交流伺服电动机199
10.4.4直接驱动电动机200
10.4.5伺服电动机的选型201
10.5伺服系统的检测元件202
小结204
习题204

第11章伺服系统工程应用205
11.1三菱伺服系统工程应用205
11.1.1三菱伺服系统简介205
11.1.2三菱伺服系统基本使用205
11.1.3三菱伺服系统工程应用214
11.2西门子主流伺服系统工程应用222
11.2.1西门子主流伺服系统简介222
11.2.2西门子伺服系统工程应用223
11.3西门子SINAMICSV80伺服系统工程应用233
11.3.1SINAMICSV80伺服系统简介233
11.3.2PCB板下载检测线控制系统安装与调试237
小结249
习题249

参考文献250

向晓汉，无锡职业技术学院，系主任、讲师，95.7～98.8无锡建材仪器机械厂，技术员，从事机电产品设计；
98.9～01.7小天鹅华印电机有限公司，技术/管理，主管，从事机电产品设计；
01.8～03.8中力科技有限公司，技术/管理，部门经理，从事机电产品设计；
03.9～05.5江南大学，研究生在读，主修机电一体化技术；
05.6～今无锡职业技术学院，教师，教研室主任/系主任，主要从事自动控制方向的教学与研究；
江苏省青蓝工程骨干教师培养对象江苏省教育厅，2008年。

本书将以三菱和西门子变频器和伺服系统为例介绍，将力求尽可能简单和详细，用较多的小例子引领读者入门，让读者读完入门部分后，能完成简单的工程。应用部分精选工程的实际案例，供读者模仿学习，提高读者解决实际问题的能力。为了使读者能更好地掌握相关知识，我们在总结长期的教学经验和工程实践的基础上，联合相关企业人员，共同编写了本书，力争使读者通过“看书”就能学会变频器、伺服驱动和步进驱动技术。
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