变频器与步进.伺服驱动技术完全精通教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容介绍
基本信息

书名：	变频器与步进.伺服驱动技术WQ精通教程
作者：	向晓汉//宋昕	开本：
YJ：	58	页数：
现价：	见1；CY=CY部	出版时间	2015-03-01
书号：	9787122224804	印刷时间：
出版社：	化学工业出版社	版次：
商品类型：	正版图书	印次：

内容提要 作者简介 精彩导读 目录 D1章 电气传动和变频器基础
　1.1 电气传动概述
　1.2 交流调速基础
　1.3 变频器概述
　小结
　习题
D2章 变频器的工作原理
　2.1 电力电子器件
　2.2 变频器的变频原理
　2.3 变频器的主电路
　2.4 变频器的控制电路
　小结
　习题
D3章 通用变频器的常用功能
　3.1 频率控制功能
　3.2 U/F控制功能
　3.3 矢量控制功能
　3.4 运行控制与保护功能
　3.5 变频器的PID闭环控制功能
　小结
　习题
D4章 西门子变频器的技术应用
　4.1 西门子变频器的接线与参数设置
　4.2 西门子变频器的速度给定
　4.3 西门子变频器的正反转和制动控制
　4.4 西门子变频器应用实例
　小结
　习题
D5章 三菱变频器的技术应用
　5.1 三菱变频器的接线与参数设置
　5.2 三菱变频器的速度给定
　5.3 三菱变频器的正反转和制动控制
　5.4 三菱变频器的其他应用
　小结
　习题
D6章 变频器的常用电路
　6.1 变频器启动与正反转控制
　6.2 变频器并联控制电路
　6.3 变频器制动及保护控制电路
　6.4 工频-变频切换控制电路
　小结
　习题
D7章 变频器外围器件与变频器的选型
D8章 变频器常见故障分析与维护
D9章 步进驱动系统原理及应用
D10章 伺服系统及原理
D11章 伺服系统工程应用
参考文献
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《变频器与步进、伺服驱动技术完全精通教程》内容简介 本书旨在为读者提供一个系统、全面且深入的变频器、步进电机驱动器以及伺服驱动器技术学习平台。全书以“精通”为目标，通过循序渐进的讲解、详实的技术阐述和贴合实际的应用案例，帮助读者掌握这些核心的运动控制技术，并能够灵活应用于各种工业自动化场景。 第一篇：变频器技术精要 本篇将从变频器的基本原理出发，层层深入，剖析其核心技术和应用实践。 第一章：变频器基础理论与发展历程 1.1 直流环节的奥秘： 详细介绍变频器中整流、滤波、直流环节的组成及其工作原理。我们会探讨不同类型的整流电路（如全波整流、桥式整流）的优缺点，以及电容滤波和电感滤波在平滑直流电压方面的作用。特别会强调直流环节的稳定性和对变频器性能的影响。 1.2 逆变环节的艺术： 深入讲解逆变电路的工作原理，重点阐述IGBT、MOSFET等功率器件在其中的角色。我们将详细分析PWM（脉冲宽度调制）技术的不同调制方式，如SPWM（正弦脉宽调制）、向量控制中的SVM（空间向量调制）等，并解释它们如何生成可调频率和幅度的交流输出。 1.3 控制策略的演变： 回顾变频器控制策略的发展历程，从早期的V/f（电压/频率）控制，到后来的向量控制（磁场定向控制），再到更高级的直接转矩控制（DTC）等。每种控制方法的原理、特点、适用范围以及优缺点都将一一进行详尽的分析。 1.4 发展趋势展望： 探讨当前变频器技术的发展趋势，如更高集成度、更强的功能性（如内置PLC、通信模块）、更智能化的控制算法、以及在新能源、智能制造等领域的应用拓展。 第二章：V/f 控制原理与参数设置 2.1 V/f 控制的物理基础： 阐述V/f 控制的基本思想，即通过保持电压与频率之比恒定来控制电机的转速。解释为什么这种方法能够相对平稳地驱动感应电机。 2.2 基本参数详解： 详细讲解变频器中最基础、最关键的V/f 控制参数，包括额定频率、额定电压、最低运行频率、最高运行频率、起动频率、升/降频时间等。对于每个参数，都会解释其含义、设置原则以及对电机运行的影响。 2.3 加减速特性调整： 深入探讨如何通过调整升/降频时间、S型曲线等参数来优化电机的加减速过程，以满足不同负载需求，避免机械冲击。 2.4 实例分析： 提供具体的V/f 控制应用实例，如风机、水泵等恒转矩或变转矩负载的参数设置与调试过程。 第三章：向量控制（FOC）深入解析 3.1 矢量控制的理论基石： 详细讲解向量控制的核心思想，即通过数学变换（如Clarke变换、Park变换）将三相交流量转化为两相或一相的直流量，从而独立地控制电机的磁场和转矩。 3.2 磁场定向控制（FOC）： 重点分析磁场定向控制的原理，包括电流反馈、速度反馈、转子位置/速度估计等。我们将深入探讨各种转子位置/速度估计方法（如编码器、霍尔元件、无传感器估计）。 3.3 空间向量调制（SVM）： 详细讲解SVM技术，包括其工作原理、不同载波信号的选择以及如何生成PWM信号以实现精确的电压和频率控制。 3.4 向量控制的优势与应用： 分析向量控制相比V/f 控制的显著优势，如高启动转矩、宽调速范围、高精度等，并列举其在伺服电机、精密机械等领域的典型应用。 3.5 参数整定与调试： 指导读者如何对向量控制参数进行整定，包括PI参数的整定、死区补偿、惯量补偿等，以及在实际应用中遇到的常见问题及其解决方法。 第四章：变频器的其他高级功能与保护 4.1 恒压恒流控制： 介绍变频器如何在特定应用场景下实现恒压恒流输出，例如起重、卷绕等。 4.2 制动单元与制动电阻： 详细讲解制动单元和制动电阻的工作原理、选型以及在电机减速时的能量消耗与释放。 4.3 各种保护功能： 系统介绍变频器内置的各种保护功能，如过载保护、过压/欠压保护、过温保护、短路保护、接地保护、堵转保护等，并说明其设置和作用。 4.4 通信接口与网络： 讲解变频器常用的通信接口（如RS485、CANopen、EtherNet/IP等）及其在工业自动化网络中的应用，包括Modbus通信协议等。 4.5 节能技术与应用： 探讨变频器在节能方面的应用，如如何通过优化控制参数和利用节能模式来实现能源效率的提升。 第二篇：步进电机驱动技术精通 本篇将聚焦步进电机驱动器的原理、选型、接线与控制，帮助读者掌握步进电机系统的构建与优化。 第五章：步进电机原理与分类 5.1 步进电机的基本工作原理： 详细解释步进电机如何通过通电脉冲序列实现精确的步进运动，包括定子磁极、转子磁极的相互作用。 5.2 步进电机的种类： 详细介绍不同类型的步进电机，如永磁式（PM）、反应式（VR）和混合式（Hybrid）。重点分析混合式步进电机的结构、优缺点及其在现代应用中的主导地位。 5.3 细分技术的奥秘： 深入讲解步进电机细分技术（如1/2细分、1/4细分、1/8细分，直至微细分）的原理，分析细分技术如何提高电机的分辨率、平稳性和降低共振。 5.4 步进电机参数解读： 讲解步进电机关键参数的含义，如步距角、相数、额定电流、额定电压、保持转矩、启动转矩等，并说明这些参数对系统选型和性能的影响。 第六章：步进电机驱动器详解 6.1 驱动器基本结构与工作流程： 介绍步进电机驱动器的基本组成部分，如电源输入、控制信号接口、电流驱动电路、保护电路等，并描述其接收脉冲信号到驱动电机旋转的工作流程。 6.2 全步、半步、细分驱动模式： 详细讲解不同驱动模式的特点，包括其工作原理、精度、平稳性及功耗，并给出相应的应用场景建议。 6.3 电流控制策略： 深入分析驱动器中的电流控制技术，如恒流斩波（Bipolar Chopper）控制，以及其如何实现对电机绕组电流的精确控制，以保证电机在不同转速下都能获得足够的转矩。 6.4 驱动器参数设置与配置： 详细讲解步进电机驱动器的关键参数设置，包括微步细分设置、静态/动态电流设置、衰减模式设置、使能/禁用设置等，并指导读者如何根据电机和负载进行优化配置。 6.5 驱动器选型原则： 提供步进电机驱动器的选型依据，包括电机电流、电压、相数、应用精度、运行环境等方面的考量。 第七章：步进电机系统的接线与调试 7.1 常见接线方式： 详细介绍步进电机与驱动器的各种接线方式，如两相四线、两相六线、两相八线等，并重点讲解混合式步进电机的标准接线方法。 7.2 控制信号接口： 讲解驱动器的脉冲（STEP）、方向（DIR）、使能（EN）等控制信号接口的定义和接线要求，以及与单片机、PLC等控制器的接口方式。 7.3 常见问题诊断与排除： 总结步进电机系统运行中可能出现的常见问题，如丢步、振动、噪音、过热等，并提供系统性的诊断方法和故障排除技巧。 7.4 实际应用案例分析： 结合具体的应用案例，如3D打印机、数控机床、自动化生产线等，展示步进电机系统的设计、接线、参数设置与调试过程。 第三篇：伺服驱动技术深度探索 本篇将全面深入地讲解伺服驱动器的原理、组成、控制方法、系统集成与维护，为读者构建一个完整的伺服系统认知体系。 第八章：伺服电机与驱动器原理 8.1 伺服电机分类与特性： 详细介绍交流伺服电机（AC Servo）、直流伺服电机（DC Servo）等不同类型的伺服电机。重点分析交流伺服电机的结构（如永磁同步电机PMSM），其高功率密度、高效率、宽调速范围等优势。 8.2 伺服驱动器核心功能： 讲解伺服驱动器（Servo Drive）的核心功能，包括接收上位控制器的指令（如位置、速度、力矩），对电机进行精确的电流、速度和位置控制，以及实现内部的保护与诊断。 8.3 伺服控制回路： 深入分析伺服控制系统中的三个闭环：电流环、速度环和位置环。详细阐述每个环路的控制原理、PI参数整定方法，以及它们协同工作如何实现高精度的运动控制。 8.4 伺服编码器与反馈： 详细介绍伺服系统中的反馈装置，如绝对值编码器、增量式编码器、旋转变压器（Resolver）等。分析它们的作用、类型、接口方式及其对伺服性能的影响。 第九章：伺服控制模式与通信 9.1 位置控制模式： 详细讲解伺服驱动器在位置控制模式下的工作原理，如何通过接收指令值，并与编码器反馈值进行比较，来精确控制电机的输出位置。 9.2 速度控制模式： 阐述伺服驱动器在速度控制模式下的实现方式，如何根据指令速度调整输出，并利用速度环实现精确的速度跟踪。 9.3 力矩控制模式： 介绍伺服驱动器如何实现力矩控制，即直接控制电机的输出转矩，这在某些需要恒定推力或拉力的应用中至关重要。 9.4 伺服通信协议： 详细讲解伺服驱动器常用的通信接口和协议，如脉冲+方向（Pulse/Dir）、模拟量（±10V）、以及各种工业以太网（如EtherCAT, Profinet, Sercos）和现场总线（如CANopen, Profibus）。深入分析这些协议的特点、优势及其在不同自动化系统中的应用。 第十章：伺服系统的选型、集成与调试 10.1 伺服系统选型关键要素： 指导读者如何根据负载特性（如惯量、转速、精度要求、加减速需求）来选择合适的伺服电机和驱动器。讲解如何进行转矩、功率和速度的计算与校核。 10.2 系统集成设计： 详细讲解伺服系统在机械、电气方面的集成设计要点，包括电机安装、线缆选择、滤波处理、接地规范等，以确保系统的稳定运行。 10.3 参数配置与调试流程： 提供伺服驱动器详细的参数配置步骤，包括基本参数设置、控制环路参数整定（增益调整）、限幅参数设置、以及各种高级功能的配置。重点讲解如何通过在线调试工具进行伺服系统的优化。 10.4 常见故障分析与排除： 总结伺服系统运行中可能遇到的典型故障，如电机抖动、编码器报警、通信中断、过载、过温等，并提供详细的诊断思路和排除方法。 10.5 伺服系统高级应用： 介绍伺服系统在复杂应用中的集成，如多轴联动控制、同步控制、安全功能（STO, SS1）等，并探讨伺服技术在机器人、自动化装备等前沿领域的应用。 附录： 常用单位换算表 常见电机选型计算公式 行业术语对照表 本书力求内容翔实、逻辑清晰，语言通俗易懂，旨在成为广大工程技术人员、学生以及爱好者进行变频器、步进电机和伺服驱动技术学习的必备参考书。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解各类驱动技术的工作原理，掌握系统的选型、设计、调试和维护技能，从而在实际工作中游刃有余。