变频器与伺服驱动技术

本书以西门子G120C变频器及台达ASD-B2系列伺服驱动器为例，系统介绍了变频器、伺服驱动器和步进驱动器的结构、工作原理及操作步骤，并结合实际工程案例对基于PLC的变频调速系统、伺服和步进驱动系统的电路设计、运行调试进行了讲授。 本书以“基于工作过程的课程开发理念”为指导，校企合作共同编写。以企业真实的工程案例为载体，精心设计教学内容，全书分为8个项目，下设30个工作任务，学习任务由易到难、层层递进，让学生在学中做、在做中学，实现了理论与实践的紧密结合。 本书可作为高等职业院校电气自动化技术、机电一体化技术和智能控制技术等相关专业的教材，也可作为从事机电产品设计安装调试的工程技术人员的参考用书。

职业院校教师

项目1　初识变频器 1 任务1.1　三相交流异步电动机认知 1 1.1.1　电气传动系统 1 1.1.2　三相交流异步电动机的结构 2 1.1.3　三相交流异步电动机的工作原理 3 1.1.4　三相交流异步电动机的调速 4 任务1.2　变频器的发展与分类认知 6 1.2.1　变频器的发展 6 1.2.2　变频器的分类 8 1.2.3　变频器的功能 11 1.2.4　变频器的应用 20 任务1.3　变频器工作原理认知 23 1.3.1　变频器主电路的结构及工作原理 23 1.3.2　通用变频器的控制电路 34 任务1.4　通用变频器原理框图与接线端子认知 37 1.4.1　变频器的原理框图 37 1.4.2　变频器的接线端子 38 项目2　西门子G120C变频器基本设置 43 任务2.1　G120C变频器的结构及各部分功能认知 43 2.1.1　G120C变频器的结构 43 2.1.2　G120C变频器的操作面板 49 任务2.2　基本操作面板BOP-2的菜单设置 52 2.2.1　监控菜单MONITOR 53 2.2.2　控制菜单CONTROL 54 2.2.3　参数菜单PARAMS 55 2.2.4　设置菜单SETUP 55 2.2.5　附加菜单EXTRAS 55 2.2.6　故障与诊断菜单DIAGNOS 56 任务2.3　G120C变频器的参数设置 57 2.3.1　参数类型及格式 57 2.3.2　访问和设置参数 58 任务2.4　G120C变频器快速调试 60 2.4.1　参数复位 61 2.4.2　快速调试 61 项目3　G120C变频器的转速给定与运行 65 任务3.1　G120C变频器面板控制电动机运行 65 3.1.1　面板控制电动机起停 66 3.1.2　面板控制电动机反转 66 3.1.3　面板控制点动运行 67 任务3.2　G120C变频器模拟量调速 68 3.2.1　模拟量输入功能 69 3.2.2　数字输入端的状态参数 70 3.2.3　相关功能参数介绍 71 任务3.3　G120C变频器端子控制电动机点动运行 75 3.3.1　点动运行参数 75 3.3.2　加减速时间参数 76 任务3.4　G120C变频器多段速控制 78 3.4.1　直接选择法输出固定转速 79 3.4.2　二进制编码法输出固定转速 80 任务3.5　G120C变频器的跳跃转速设置 85 3.5.1　设置跳跃转速的意义 85 3.5.2　跳跃区间的设置 85 任务3.6　G120C变频器瞬时停电再起动 88 3.6.1　变频器突然断电对内部电路的影响 89 3.6.2　瞬时停电再起动功能设置 89 任务3.7　G120C变频器的宏程序参数设置 91 3.7.1　宏程序P0015预设值1 92 3.7.2　宏程序P0015预设值2 92 3.7.3　宏程序P0015预设值3 93 3.7.4　宏程序P0015预设值12 93 3.7.5　宏程序P0015预设值17 93 项目4　基于PLC的变频调速系统装调 96 任务4.1　PLC-变频器联机实现电动机正反转控制 96 4.1.1　PLC的外部接线 96 4.1.2　设计思路 97 任务4.2　龙门刨床工作台变频调速控制系统装调 100 任务4.3　基于PLC的工变频切换控制系统装调 104 项目5　变频器工程案例 109 任务5.1　恒压供水变频调速系统的实现 109 5.1.1　恒压供水的意义 109 5.1.2　恒压供水原理 110 5.1.3　PID控制系统的构成 111 5.1.4　变频器闭环PID控制功能 112 任务5.2　料车卷扬变频调速系统的实现 114 5.2.1　系统概述 115 5.2.2　变频器及主要设备的选择 115 5.2.3　变频调速系统工作原理 116 项目6　变频器的选择与安装 120 任务6.1　变频调速系统主要器件的选择 120 6.1.1　变频器类型的选择 120 6.1.2　变频器容量的选择 121 6.1.3　调速系统中其他外围器件的选择 124 任务6.2　变频器的储存与安装 128 6.2.1　变频器的储存 128 6.2.2　变频器的安装 129 任务6.3　变频器的维护 131 6.3.1　日常维护与检查 131 6.3.2　定期检查 132 项目7　交流伺服驱动系统的装调 133 任务7.1　初识交流伺服控制系统 133 7.1.1　伺服控制系统的分类 133 7.1.2　伺服控制系统的发展 134 7.1.3　交流伺服控制系统结构 136 7.1.4　交流伺服系统的控制方式 138 任务7.2　ASD-B2伺服驱动器寸动控制 140 7.2.1　设备型号 140 7.2.2　伺服驱动器外部结构 141 7.2.3　伺服驱动器内部结构 150 7.2.4　伺服驱动器的面板操作 152 7.2.5　伺服驱动器的安装与接线 154 任务7.3　交流伺服驱动器位置控制 157 7.3.1　位置模式指令 158 7.3.2　位置模式控制架构 160 7.3.3　电子齿轮比 160 7.3.4　位置回路增益调整 161 任务7.4　交流伺服驱动器速度控制 169 7.4.1　速度指令 170 7.4.2　速度模式控制架构 171 任务7.5　交流伺服驱动器混合模式控制 175 7.5.1　速度/位置混合模式 176 7.5.2　速度/扭矩混合模式 176 7.5.3　扭矩/位置混合模式 176 项目8　步进电动机驱动系统的装调 182 任务8.1　认识步进驱动系统 182 8.1.1　步进电动机 183 8.1.2　步进驱动器 185 任务8.2　步进电动机正反转控制 189 8.2.1　步科3S57Q-04079型步进电动机 189 8.2.2　步科3M458型步进驱动器 190 附录　变频器常见故障信息 195 参考文献 200