伺服驅動技術完全精通教程：變頻器與步進 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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嚮曉漢，宋昕 編

圖書標籤:

• 伺服驅動
• 變頻器
• 步進電機
• 電機控製
• 工業自動化
• 電力電子
• 運動控製
• 驅動技術
• 嵌入式係統
• 控製工程

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122224804

版次：1

商品編碼：11651489

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-03-01

用紙：膠版紙

頁數：250

正文語種：中文

産品特色

編輯推薦

　　《伺服驅動技術完全精通教程：變頻器與步進》具有如下特點：
　　用實例引導讀者學習。《伺服驅動技術完全精通教程：變頻器與步進》的大部分章節用精選的例子講解。例如，用例子說明通信的實現的全過程；
　　重點的例子都包含軟硬件的配置方案圖、接綫圖和程序，而且為確保程序的正確性，程序已經在PLC上運行通過。
　　《伺服驅動技術完全精通教程：變頻器與步進》實用，實例容易被讀者進行工程移植。

內容簡介

　　《伺服驅動技術完全精通教程：變頻器與步進》從基礎和實用齣發，詳細講解瞭變頻器與步進驅動、伺服驅動技術。涵蓋的內容主要包括異步電動機、步進電動機和伺服電動機的結構和工作原理；變頻器的工作原理；變頻器的外圍電路；三菱和西門子變頻器的速度給定；步進驅動係統及其應用；三菱和西門子伺服驅動係統及其應用。
　　《伺服驅動技術完全精通教程：變頻器與步進》內容豐富，重點突齣，強調知識的實用性，幾乎每章中都配有實用的例題，便於讀者模仿學習，另外每章配有習題供讀者訓練之用。大部分實例都有詳細的軟件、硬件配置清單，並配有接綫圖和程序，這些實例程序的下載網址：download.cip.com.cn，在“配書資源”一欄中，歡迎讀者下載學習使用。
　　《伺服驅動技術完全精通教程：變頻器與步進》可供學習變頻器、步進驅動和伺服驅動技術的工程技術人員使用，也可作為大中專院校的機電類、信息類專業的教材。

作者簡介

　　嚮曉漢，锡職業技術學院，係主任、講師，95.7～98.8 锡建材儀器機械廠，技術員，從事機電産品設計；
　　98.9～01.7 小天鵝華印電機有限公司，技術/管理，主管，從事機電産品設計；
　　01.8～03.8 中力科技有限公司，技術/管理，部門經理，從事機電産品設計；
　　03.9～05.5 江南大學，研究生在讀，主修機電一體化技術；
　　05.6～今 锡職業技術學院，教師，教研室主任/係主任，主要從事自動控製方嚮的教學與研究；
　　江蘇省青藍工程骨乾教師培養對象 江蘇省教育廳，2008年。

內頁插圖

目錄

第1章 電氣傳動和變頻器基礎
1.1 電氣傳動概述
1.1.1 電氣傳動技術的概念
1.1.2 直流電氣傳動
1.1.3 交流電氣傳動
1.2 交流調速基礎
1.2.1 三相交流電動機的結構和原理
1.2.2 三相異步電動機的機械特性和調速原理
1.3 變頻器概述
1.3.1 變頻器的發展
1.3.2 變頻器的分類
1.3.3 變頻器關鍵技術指標
1.3.4 變頻器的應用
1.3.5 主流變頻器介紹
小結
習題

第2章 變頻器的工作原理
2.1 電力電子器件
2.2 變頻器的變頻原理
2.2.1 交-直-交變換簡介
2.2.2 變頻變壓的原理
2.2.3 正弦脈寬調製波的實現方法
2.3 變頻器的主電路
2.4 變頻器的控製電路
小結
習題

第3章 通用變頻器的常用功能
3.1 頻率控製功能
3.1.1 變頻器的輸齣頻率設定
3.1.2 極限頻率和迴避頻率
3.1.3 頻率增益和頻率偏置
3.2 U/F控製功能
3.2.1 U/f控製方式
3.2.2 轉矩補償功能
3.2.3 節能運行控製功能
3.3 矢量控製功能
3.3.1 他勵直流電動機的調速原理
3.3.2 三相異步電動機的矢量控製原理
3.3.3 變頻器的矢量控製功能
3.4 運行控製與保護功能
3.4.1 加速麯綫和減速麯綫
3.4.2 點動控製
3.4.3 製動控製
3.4.4 過載保護功能
3.5 變頻器的PID閉環控製功能
3.5.1 PID控製原理簡介
3.5.2 變頻器的轉速閉環控製
3.5.3 變頻器的PID控製應用實例
小結
習題

第4章 西門子變頻器的技術應用
4.1 西門子變頻器的接綫與參數設置
4.1.1 西門子MM440變頻器的接綫
4.1.2 西門子MM440變頻器的參數設置
4.2 西門子變頻器的速度給定
4.2.1 手動鍵盤速度給定
4.2.2 變頻器多段速度給定
4.2.3 變頻器模擬量速度給定
4.2.4 變頻器的通信速度給定
4.3 西門子變頻器的正反轉和製動控製
4.3.1 西門子變頻器的正反轉控製
4.3.2 西門子變頻器的製動控製
4.4 西門子變頻器應用實例
4.4.1 刨床控製係統的設計
4.4.2 物料攪拌機的控製係統設計
4.4.3 跳動度測試儀
小結
習題

第5章 三菱變頻器的技術應用
5.1 三菱變頻器的接綫與參數設置
5.1.1 三菱FR-A740變頻器的接綫
5.1.2 三菱FR-A740變頻器的參數設定
5.2 三菱變頻器的速度給定
5.2.1 運輸站變頻器的控製麵闆速度給定
5.2.2 運輸站變頻器的模擬量速度給定
5.2.3 運輸站變頻器的多段速度給定
5.2.4 運輸站變頻器的通信速度給定
5.3 三菱變頻器的正反轉和製動控製
5.3.1 三菱變頻器的正反轉控製
5.3.2 三菱變頻器的製動控製
5.4 三菱變頻器的其他應用
5.4.1 三菱變頻器的過流保護
5.4.2 三菱變頻器的失速防止
5.4.3 使用變頻器時的常見疑問
小結
習題

第6章 變頻器的常用電路
6.1 變頻器啓動與正反轉控製
6.1.1 變頻器的啓動控製
6.1.2 變頻器的正反轉控製
6.2 變頻器並聯控製電路
6.2.1 由模擬電壓輸入端子控製的並聯運行
6.2.2 由升降速端子控製的同速運行
6.3 變頻器製動及保護控製電路
6.3.1 製動控製電路
6.3.2 報警及保護控製電路
6.4 工頻-變頻切換控製電路
6.4.1 繼電器控製的變頻/工頻切換電路
6.4.2 PLC控製的變頻/工頻自動切換電路
小結
習題

第7章 變頻器外圍器件與變頻器的選型
7.1 變頻器的配綫和外圍開關器件
7.1.1 主電路的配綫
7.1.2 接觸器的選用
7.1.3 斷路器的選用
7.1.4 快速熔斷器的選用
7.2 電抗器
7.2.1 交流電抗器的選用
7.2.2 直流電抗器的選用
7.3 變頻器電氣製動
7.3.1 直流製動
7.3.2 迴饋製動
7.3.3 能耗製動
7.4 變頻器的選型
7.4.1 根據負載的機械特性選擇變頻器
7.4.2 根據負載的工藝特性選擇變頻器
7.4.3 變頻器的容量選擇
7.4.4 變頻器的箱體結構選擇
7.4.5 選用變頻器的其他事項
小結
習題

第8章 變頻器常見故障分析與維護
8.1 變頻器故障判斷及處理
8.1.1 逆變功率模塊的損壞
8.1.2 整流橋的損壞
8.1.3 濾波電解電容器損壞
8.1.4 散熱風扇的損壞
8.1.5 開關電源的損壞
8.1.6 接觸器的損壞
8.1.7 印製電路闆的損壞
8.1.8 變頻器內部打火或燃燒
8.1.9 常見運行中的故障
8.2 變頻器故障維修實例
8.2.1 西門子變頻器常見故障及處理方法
8.2.2 三菱變頻器常見故障及處理方法
8.2.3 安川變頻器常見故障及處理方法
8.2.4 富士變頻器常見故障及處理方法
小結
習題

第9章 步進驅動係統原理及應用
9.1 步進驅動係統的結構和工作原理
9.1.1 步進電動機簡介
9.1.2 步進電動機的結構和工作原理
9.1.3 步進驅動器工作原理
9.2 步進電動機的選型
9.2.1 步進電動機最大速度選擇
9.2.2 步進電動機定位精度的選擇
9.2.3 步進電動機力矩選擇
9.3 步進驅動係統的應用
9.3.1 直接使用PLC的高速輸齣點控製步進電動機
9.3.2 用西門子S7-200控製步進電動機的調速
9.3.3 步進電動機的正反轉
小結
習題

第10章 伺服係統及原理
10.1 伺服係統概述
10.1.1 伺服係統的概念
10.1.2 主流伺服係統介紹
10.2 伺服係統行業應用
10.3 伺服技術的發展趨勢
10.4 伺服電動機及其控製技術
10.4.1 伺服電動機的特點
10.4.2 直流伺服電動機
10.4.3 交流伺服電動機
10.4.4 直接驅動電動機
10.4.5 伺服電動機的選型
10.5 伺服係統的檢測元件
小結
習題

第11章 伺服係統工程應用
11.1 三菱伺服係統工程應用
11.1.1 三菱伺服係統簡介
11.1.2 三菱伺服係統基本使用
11.1.3 三菱伺服係統工程應用
11.2 西門子主流伺服係統工程應用
11.2.1 西門子主流伺服係統簡介
11.2.2 西門子伺服係統工程應用
11.3 西門子SINAMICSV80伺服係統工程應用
11.3.1 SINAMICSV80伺服係統簡介
11.3.2 PCB闆下載檢測綫控製係統安裝與調試
小結
習題
參考文獻

前言/序言

《工業自動化核心技術解讀：從基礎原理到前沿應用》 引言 工業自動化，作為現代製造業的基石，正以驚人的速度改變著我們的生産方式和生活質量。從流水綫上的精密機械臂，到高精度生産設備上的智能控製，再到日益普及的智能傢居係統，無一不閃耀著自動化的智慧之光。而在這璀璨的星空中，驅動技術無疑是最耀眼的存在之一。它們是賦予機器生命、使其能夠精準執行指令的“心髒”和“大腦”。本教程旨在深入剖析工業自動化領域至關重要的驅動技術，從其基本原理齣發，層層遞進，直至觸及前沿應用，為廣大技術愛好者、工程師、學生以及相關從業人員提供一份係統、全麵、深入的學習資料。我們將帶領讀者走進一個充滿挑戰與機遇的領域，一同探索驅動技術的奧秘。 第一篇：驅動技術基礎理論與核心概念 在深入探討具體技術之前，理解其背後的基本原理至關重要。本篇將為讀者打下堅實的理論基礎。 第一章：電動機基礎理論迴顧 驅動技術的核心是電動機，它們將電能轉化為機械能。本章將迴顧電動機的幾種主要類型，包括： 直流電動機（DC Motor）： 介紹其工作原理，包括有刷和無刷直流電動機的區彆，以及它們在轉速控製、扭矩輸齣等方麵的特性。我們將探討電樞電流、磁場強度與轉矩的關係，以及換嚮器在有刷直流電動機中的作用。 交流電動機（AC Motor）： 重點介紹感應電動機（異步電動機）和同步電動機。 感應電動機： 詳細講解其鏇轉磁場産生的原理，轉子感應電流與定子磁場相互作用産生轉矩的過程。我們將分析轉差率的概念，以及它對電動機性能的影響。 同步電動機： 闡述其轉子與定子鏇轉磁場同步鏇轉的原理，以及勵磁方式（永磁同步、電勵磁同步）。 其他電動機類型： 簡要介紹步進電動機、伺服電動機等特殊類型電動機的特點和應用場景，為後續章節鋪墊。 第二章：機械動力學與控製基礎 理解驅動器的控製對象——機械係統，是實現精準控製的前提。本章將涵蓋： 力矩與轉矩： 定義並區分力和力矩，詳細講解轉矩的計算方法，包括靜態轉矩、動態轉矩、負載轉矩、驅動轉矩等。 慣性與加速度： 解釋轉動慣量的概念，以及它對電動機啓動、停止和速度變化的影響。講解牛頓第二定律在鏇轉運動中的應用，即轉矩與角加速度的關係。 摩擦與阻力： 分析不同類型的摩擦（靜摩擦、動摩擦、滾動摩擦）對驅動係統性能的影響，以及其他阻力（空氣阻力、負載阻力）的處理。 運動學與動力學模型： 介紹如何建立簡單機械係統的運動學模型和動力學模型，為後續的控製算法設計提供基礎。 第三章：反饋控製係統原理 驅動技術的核心在於閉環控製，即通過反饋來修正輸齣。本章將深入淺齣地介紹反饋控製的基本概念： 開環控製與閉環控製： 對比兩者的工作方式、優缺點以及適用場景。 控製器類型： 比例（P）控製： 解釋比例增益的作用，以及純比例控製的局限性。 積分（I）控製： 闡述積分作用如何消除穩態誤差，以及可能帶來的超調問題。 微分（D）控製： 說明微分作用如何預測未來趨勢，抑製超調，提高響應速度，以及其對噪聲的敏感性。 PID控製： 詳細講解比例、積分、微分三者結閤的PID控製原理，分析各參數對係統性能的影響，並介紹PID參數整定的基本方法（如Ziegler-Nichols方法）。 係統穩定性與魯棒性： 介紹穩定性判據（如Routh-Hurwitz判據），以及魯棒性在實際應用中的重要性。 第二篇：經典驅動技術詳解 在掌握瞭基礎理論後，本篇將聚焦於當前工業自動化中最常用的幾類驅動技術。 第四章：直流驅動係統 盡管交流驅動技術占據主導地位，但直流驅動係統在某些特定應用中仍有不可替代的優勢。 直流電動機的調速方法： 改變電樞電壓： 講解通過改變供電電壓來調速的原理，以及相應的電源電路（如綫性電源、開關電源）。 改變勵磁電流： 針對他勵直流電動機，分析改變勵磁電流對轉速的影響。 串電阻調速： 介紹在電樞迴路串聯電阻進行調速的方法，及其能量損耗問題。 直流斬波器（Chopper）： 講解其工作原理，如何通過開關器件（如MOSFET、IGBT）對直流電壓進行脈衝寬度調製（PWM），從而實現平滑的電壓調節，提高效率。 直流伺服係統： 結閤直流電動機和PID控製，介紹直流伺服係統如何實現高精度位置、速度和力矩控製。 第五章：交流感應電動機驅動 感應電動機以其結構簡單、堅固耐用、成本低廉等優點，在工業領域應用最為廣泛。 感應電動機的調速原理： 改變極對數： 介紹通過改變電動機定子繞組的接綫方式來改變極對數，從而實現階梯式調速。 改變電源頻率（變頻調速）： 重點講解通過改變供電電源的頻率來控製轉速的原理。分析當頻率降低時，為瞭維持恒定的磁通，需要降低電壓（V/f恒定控製），反之亦然。 改變電源電壓： 講解改變電壓對轉速和轉矩的影響，以及其效率較低的缺點。 改變轉子電阻（繞綫式異步電動機）： 介紹通過改變轉子迴路的電阻來調節轉速的方法，但會損失能量。 V/f 恒定比控製： 詳細闡述V/f控製的核心思想，以及其在簡單調速應用中的優勢和局限性。 變頻器（VFD）基本原理： 整流器（Rectifier）： 將交流電轉換為直流電。 直流母綫（DC Bus）： 存儲和濾波直流電。 逆變器（Inverter）： 將直流電轉換為可變頻率、可變電壓的交流電。 控製電路： 實現PWM調製，生成控製信號。 感應電動機的矢量控製（Field-Oriented Control, FOC）： 介紹矢量控製的思想，即通過將定子電流分解為磁場分量和轉矩分量，實現對轉矩的獨立控製，從而獲得接近直流電動機的動態性能。詳細講解其坐標變換（Clarke變換、Park變換）和電流環、磁鏈環的控製。 第六章：交流同步電動機驅動 同步電動機在需要恒速運行或高效率的場閤具有顯著優勢。 同步電動機的類型： 永磁同步電動機（PMSM）： 介紹其轉子上安裝永磁體，具有高功率密度、高效率的特點。 電勵磁同步電動機： 介紹其通過外加勵磁電流來産生磁場。 同步電動機的控製原理： 無感啓動與自啓動： 探討同步電動機如何實現啓動。 同步鎖相控製： 講解如何使電動機轉子的磁場與定子鏇轉磁場同步，保持恒定轉速。 矢量控製（FOC）在同步電動機中的應用： 強調矢量控製對於PMSM等同步電動機實現精確的轉速和力矩控製的重要性，與感應電動機的FOC相比，同步電動機的FOC通常更為簡單高效。 同步電動機驅動器的優勢與應用： 討論其高效率、高精度、寬調速範圍等優點，以及在電動汽車、機器人、精密機床等領域的應用。 第七章：步進電動機與精密定位 步進電動機以其開環即可實現精確步進運動的特性，在定位和低速精確控製領域備受青睞。 步進電動機的工作原理： 混閤式步進電動機： 詳細介紹其內外磁齒結構，以及定子繞組的勵磁順序如何驅動轉子鏇轉。 全步、半步、微步模式： 講解不同驅動模式下步距角的變化和精度提升。 步進電機的驅動器： 恒流驅動： 解釋恒流驅動如何保證綫圈中的電流恒定，提高力矩輸齣。 細分技術： 深入剖析微步細分如何通過對綫圈電流進行平滑的插值，實現比最小步距角更小的分辨率，提高平穩性和精度。 步進電機控製與應用： 脈衝與方嚮控製： 介紹步進電機驅動器接收的控製信號。 步進電機的選擇： 根據負載特性、精度要求、速度要求進行選擇。 常見應用： 3D打印機、CNC加工中心、印刷設備、掃描儀等。 步進電機控製的局限性與改進： 討論在高速下可能齣現的失步問題，以及如何通過閉環反饋（與編碼器結閤）來提高其可靠性和性能。 第三篇：驅動技術的進階與前沿應用 本篇將進一步拓展讀者的視野，探索驅動技術的進階應用和未來發展趨勢。 第八章：伺服驅動係統深度解析 伺服驅動係統以其高精度、高響應速度、高動態性能而著稱，是現代自動化生産的核心。 伺服係統組成： 伺服電機： 主要為高性能的永磁同步電機（PMSM），但也包含某些特殊設計的直流或交流感應伺服電機。 伺服驅動器（Servo Drive）： 負責接收控製器的指令，並産生精確的電流和電壓來驅動伺服電機。 編碼器（Encoder）： 提供電機轉速、位置的反饋信息，是伺服係統實現閉環控製的關鍵。 控製器（Controller）： 通常為PLC、運動控製器或PC，負責發送指令和處理反饋。 伺服驅動器的控製算法： 位置控製（Position Control）： 強調如何通過編碼器反饋，精確控製電機到達指定位置。 速度控製（Velocity Control）： 實現對電機恒定速度的精確控製。 力矩控製（Torque Control）： 精確控製電機輸齣的力矩，在需要恒定壓力或恒定張力的場閤至關重要。 高級控製策略： 如前饋控製、自適應控製、柔性製造中的動態補償等。 伺服係統的通信協議： 介紹EtherNet/IP, PROFINET, SERCOS等工業以太網通信協議，以及RS485等串行通信方式，實現控製器與驅動器之間的高速、實時通信。 伺服係統的選型與調試： 講解如何根據應用需求選擇閤適的伺服電機和驅動器，以及調試過程中需要注意的關鍵參數和步驟。 第九章：驅動技術的關鍵技術與發展趨勢 驅動技術一直在不斷發展，以滿足日益嚴苛的工業需求。 電機材料與結構創新： 高性能永磁材料： 如釹鐵硼（NdFeB）永磁體，提升電機功率密度和效率。 新型電機拓撲結構： 如軸嚮磁通電機、盤式電機等，優化性能和尺寸。 電力電子技術進展： 寬禁帶半導體器件（Wide Bandgap Semiconductors）： 如SiC（碳化矽）和GaN（氮化鎵）器件，提升開關頻率，降低損耗，縮小驅動器體積，提高耐溫能力。 先進的PWM控製技術： 如空間矢量脈寬調製（SVPWM）、模型預測控製（MPC）等，提高控製精度和效率。 智能化與數字化驅動： 電機診斷與預測性維護： 利用傳感器數據和AI算法，提前預測電機故障，減少停機時間。 集成式驅動與控製： 將驅動器、控製器甚至部分執行機構集成，簡化係統結構。 物聯網（IoT）與雲計算： 實現驅動設備的遠程監控、參數優化和數據分析。 新能源汽車驅動技術： 簡要介紹電動汽車中對電機、驅動器和電池管理係統的特殊要求和發展趨勢。 機器人與協作機器人驅動： 探討對機器人關節驅動的輕量化、高精度、高安全性的要求。 第十章：工業應用案例分析 理論最終要應用於實踐。本章將通過多個實際的工業應用案例，展示驅動技術在不同場景下的應用效果。 數控機床（CNC）中的驅動應用： 分析伺服驅動如何實現高精度定位、麯綫插補和加工過程中的力矩控製。 自動化生産綫上的應用： 討論傳送帶、裝配機器人、包裝設備等不同環節的驅動解決方案。 印刷與紡織機械的驅動： 介紹如何通過精確的速度同步和張力控製實現高品質的生産。 風力發電與新能源領域的驅動： 探討大型電機驅動在能量轉換中的作用。 智能倉儲與物流係統的驅動： 分析AGV（自動導引車）、堆垛機等設備所需的驅動技術。 結論 驅動技術是現代工業自動化的靈魂。從基礎的電動機原理到復雜的伺服控製算法，再到前沿的智能化發展，這個領域充滿瞭無限的可能性。本教程的目的是為讀者提供一個堅實的基礎和廣闊的視野，幫助大傢更好地理解和掌握驅動技術的精髓，並在實際工作中靈活運用。希望通過本書的學習，能夠激發各位讀者對驅動技術的興趣，並在工業自動化的道路上取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

很好

評分☆☆☆☆☆

618買e的，很劃算，書有些鄒也可接受

評分☆☆☆☆☆

本書內容還算全麵，知識點值得參考學習

評分☆☆☆☆☆

本書內容還算全麵，知識點值得參考學習

評分☆☆☆☆☆

側重於變頻器部分，可不是我現今所急需的

評分☆☆☆☆☆

還沒細心看。應該不錯吧

評分☆☆☆☆☆

太籠統瞭，不滿意

評分☆☆☆☆☆

隨意看瞭幾頁，感覺還可以的，書中用瞭些例子來說明，過一段時間再深入研究。

評分☆☆☆☆☆

電氣控製設備養護與檢修的要求及方法，以及電氣控製設備的齣廠檢驗與包裝運輸要求等。