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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深入电机控制的奥秘：从理论到实践的全面解析 在现代工业、自动化以及精密制造领域，电机作为动力的核心，其控制方式的先进程度直接决定了设备的性能、效率和精度。从简单的开关控制到如今的智能化、柔性化驱动，电机控制技术的发展日新月异。本书旨在为读者提供一个深入理解和掌握电机驱动技术的全面视角，从基础理论的梳理，到各类驱动器的工作原理剖析，再到实际应用中的关键考量，力求将复杂的技术概念以清晰、易懂的方式呈现，帮助您在电机控制领域实现真正的精通。 第一部分：电机控制的基础与核心原理 在深入探讨各类驱动技术之前，扎实掌握电机控制的基础知识至关重要。本部分将从最基本的电机类型入手，逐步解析其工作原理。 直流电机 (DC Motor) 的基础： 结构与工作原理： 详细介绍直流电机的组成部分，包括定子（磁场）、转子（电枢）、换向器和电刷。深入剖析电磁感应定律在直流电机中的应用，解释永磁体和电磁铁如何产生旋转力矩。 基本控制方式： 讲解如何通过改变施加在电枢绕组上的电压来控制直流电机的转速，以及如何通过改变励磁电流（对于他励、串励、并励电机）来调整磁场强度，从而实现转速和力矩的控制。 缺点与局限性： 探讨直流电机在换向过程中存在的电刷磨损、火花干扰等问题，这些问题限制了其在高功率、高速应用中的发展，也为交流电机和无刷直流电机的出现奠定了基础。 交流电机 (AC Motor) 的演进： 同步电机 (Synchronous Motor)： 介绍同步电机的结构特点，特别是转子磁场与定子旋转磁场的同步转速关系。解析其工作原理，并讨论其在恒速运行、功率因数补偿等方面的优势。 感应电机 (Induction Motor) / 异步电机 (Asynchronous Motor)： 这是目前工业应用最广泛的电机类型。 鼠笼式感应电机： 详细阐述其转子结构（鼠笼结构），以及定子旋转磁场如何感应出转子电流，进而产生转矩。深入解析“转差”的概念，解释转速为何总是略低于同步转速。 绕线式感应电机： 介绍其转子绕组结构，以及通过外接电阻控制转子回路阻抗来改善启动性能和调速性能的方法。 交流电机的调速挑战： 指出传统交流电机直接接市电时，转速基本由电源频率和电机极数决定，难以实现平滑、宽范围的调速，这为变频技术的诞生提供了强大的驱动力。 永磁同步电机 (PMSM) 与无刷直流电机 (BLDC) 的崛起： PMSM 的特点与优势： 介绍PMSM的结构，尤其是转子上永磁体的使用。解析其高功率密度、高效率、低转矩波动等显著优点。 BLDC 的原理： 阐述BLDC与PMSM的相似性，以及其通过电子换向实现无刷驱动的特点。对比其与有刷直流电机的优劣。 对精密控制的需求： 强调PMSM和BLDC在伺服系统、电动汽车等对精度、响应速度要求极高的应用中的核心地位。 第二部分：现代电机驱动技术详解 在构建了坚实的理论基础后，本部分将聚焦于当下主流的电机驱动技术，深入剖析其工作原理、控制策略和应用特点。 变频器 (Variable Frequency Drive, VFD) 的核心技术： 工作原理： 整流环节： 详细介绍将市电（AC）转换为直流（DC）的过程，包括单相/三相桥式整流电路（如不可控整流、可控整流）。 滤波环节： 解释电容或电感滤波的作用，以平滑直流电压，减小纹波。 逆变环节： 这是变频器的核心。深入讲解如何通过开关器件（如IGBT、MOSFET）的快速开关动作，将直流电转换为任意频率、任意幅值的交流电。 脉宽调制 (PWM) 技术： 详述各种PWM生成策略（如正弦波PWM、三角波PWM、空间矢量PWM – SVPWM），解释其如何通过改变脉冲宽度来控制输出电压的幅值和瞬时波形，从而实现对电机转速和转矩的精确控制。 载波频率与开关频率： 讨论载波频率对输出波形质量、电机损耗和开关器件压力的影响。 控制模式： V/f 控制 (Voltage/Frequency Control)： 讲解其原理、适用范围（如通用型感应电机驱动）以及其在恒转矩应用中的局限性。 矢量控制 (Vector Control) / 磁场定向控制 (Field Oriented Control, FOC)： 这是高精度、高性能驱动的核心。 三相电机数学模型： 引入d-q坐标系（Park变换）的概念，将三相交流量解耦为直流量（直轴电流对应磁链，交轴电流对应转矩）。 电流环与磁链环： 详细解析如何通过PI控制器独立控制电机的磁链和转矩，实现与直流电机类似的独立调速和励磁控制。 不同类型的矢量控制： 简要介绍直接转矩控制 (DTC) 的原理及其特点。 变频器的附加功能： 介绍过载保护、过压/欠压保护、超温保护、通信接口（如Modbus、Profinet）、制动单元、电磁兼容性(EMC)等。 伺服驱动器 (Servo Drive) 的精细化控制： 伺服系统的构成： 强调伺服系统是“驱动器 + 电机 + 反馈装置”的闭环控制系统。 伺服驱动器与变频器的区别： 响应速度与带宽： 伺服驱动器通常拥有更高的带宽和更快的响应速度，能够处理更复杂的动态指令。 控制精度： 伺服系统通过高分辨率编码器等反馈装置，实现极高的位置、速度和转矩控制精度。 动态性能： 伺服系统能够在动态变化的环境下保持高精度和稳定性。 伺服驱动器的工作原理： 电机模型与控制： 重点介绍伺服驱动器对PMSM或BLDC电机的控制，通常采用更精密的FOC算法。 反馈环路： 详细解析编码器（绝对编码器、增量编码器）在位置反馈中的作用，以及如何通过PID控制器等算法实现精确的位置、速度和转矩跟踪。 不同的伺服模式： 位置控制模式、速度控制模式、转矩控制模式的切换与应用。 伺服驱动器的特点： 强调其对动态负载变化的适应性、高动态响应、平稳运行、低噪音、低振动等特性。 步进驱动器 (Stepper Drive) 的脉冲定位： 步进电机的原理回顾： 简要回顾步进电机如何通过分步脉冲实现精确角度定位。 步进驱动器的工作： 讲解驱动器如何接收来自控制器的脉冲信号，并将其转化为驱动步进电机绕组的电流序列，从而控制电机按预设步距角旋转。 驱动方式： 全步进、半步进、微步进： 详细解释这些驱动方式的原理、优缺点以及它们对电机分辨率、平稳性和力矩的影响。微步进技术如何通过细分脉冲来提高分辨率和降低共振。 恒流驱动： 强调步进驱动器通常采用恒流驱动方式，以保证在不同转速下电机都能获得足够的驱动电流。 步进驱动器的参数设置： 介绍细分数、驱动电流、加速/减速斜率等关键参数的意义和对系统性能的影响。 步进驱动器的应用场景： 指出其在成本敏感、对精度要求相对较低但对定位点数要求精确的应用中的优势，如3D打印机、小型数控设备、办公自动化设备等。 第三部分：实际应用与系统集成 掌握了各类驱动器的原理后，如何将其有效地集成到实际系统中，解决实际工程问题，是实现“精通”的关键。 电机选型： 根据应用需求分析： 负载类型（恒转矩、恒功率、变转矩）、功率、转速范围、精度要求、环境条件（温度、湿度、腐蚀性）等。 不同电机类型的优劣势对比： 在不同应用场景下，如何选择感应电机、PMSM、BLDC或步进电机。 驱动器选型： 性能匹配： 驱动器的额定功率、电压、电流与电机的匹配；控制精度与应用要求的匹配；通信协议与上位控制器的匹配。 功能需求： 是否需要集成的制动单元、安全转矩关断(STO)功能、高分辨率编码器接口等。 成本与品牌： 考虑不同品牌的产品性能、可靠性和价格。 系统集成与调试： 接线规范： 电源线、电机线、编码器线、通信线、接地等的正确连接，以及对电磁兼容性(EMC)的考量。 参数设置： 深入讲解电机参数辨识（如感应电机的电阻、电感、磁链等），以及各种控制参数（如PI参数、加减速时间、限流值等）的整定方法。 故障诊断与排除： 常见的电机、驱动器故障类型及分析方法，如过载、过压、通信错误、编码器丢失等。 高级主题与未来趋势： 多电机同步控制： 讲解如何通过PLC、运动控制器等实现多台伺服电机或变频器协同工作。 智能化与网络化： 探讨物联网(IoT)、人工智能(AI)在电机控制中的应用，如预测性维护、自适应控制、能耗优化等。 新能源汽车驱动技术： 简述电动汽车动力总成中变频器和伺服驱动器的发展。 节能与效率提升： 讨论如何通过优化控制策略和选择高效电机来降低能耗。 本书结构清晰，逻辑严谨，从基础到高级，从理论到实践，力求为您构建一个完整的电机驱动技术知识体系。通过对本书的学习，您将能够： 深入理解各类电机的工作原理及其特性。 掌握变频器、伺服驱动器和步进驱动器的核心技术和控制策略。 能够根据实际应用需求，进行合理的电机和驱动器选型。 具备进行系统集成、参数设置和故障排除的能力。 为进一步探索电机控制的先进技术和未来发展奠定坚实的基础。 无论您是初学者希望系统性地学习电机控制，还是有一定经验的技术人员希望深入钻研特定技术，抑或是工程项目经理需要全面了解电机驱动的方方面面，本书都将是您不可多得的宝贵参考。
作为一名自动化专业的学生，我对变频器、步进和伺服驱动技术的兴趣由来已久。市面上相关的书籍不少，但我总感觉它们要么过于理论化，要么不够系统。这款《变频器与步进.伺服驱动技术完全精通教程》的标题让我眼前一亮，尤其“完全精通”四个字，暗示着其内容的全面性和深入性。我特别希望能看到书中对各种驱动器在不同工业应用中的详细讲解，比如在机床、机器人、包装机械、纺织机械等领域，它们各自的特点和优势是什么。对于步进电机和伺服电机，我希望教程能清晰地解释它们的工作原理、优缺点，以及如何根据不同的负载特性、精度要求和成本预算来选择最合适的类型。更重要的是，我期待书中能够深入讲解驱动器的选型、接线、参数设置以及调试方法，并附带一些实际操作的步骤和注意事项。如果书中还能包含一些常见的故障诊断和排除的案例，那就太棒了，这对于我们这些初学者来说，是宝贵的实战经验。