交流伺服驅動從原理到完全應用

前言

　　交流伺服驅動器是20世紀70年代初隨電力電子技術、PWM控制技術的發(fā)展而出現的一種交流感應電機調速裝置。隨著科學技術的進步，當代交流伺服驅動器的功能已日臻完善，如何充分利用伺服驅動器的功能來解決工程實際中的各類問題，是交流伺服應用技術人員所必須了解與掌握的知識?！　”緯菑墓こ碳夹g人員的實際應用要求出發(fā)，系統(tǒng)闡述交流調速原理與理論，全面介紹當代交流伺服驅動器應用技術的綜合性書籍，內容包括交流調速的基本理論、調速原理與系統(tǒng)、調速系統(tǒng)的設計、典型伺服驅動器的應用技術等方面。　　本書在內容選擇上力求做到理論闡述簡潔明了、應用技術介紹全面系統(tǒng)、功能說明深入細致，使得讀者能夠通過本書的學習具備“完全應用”交流伺服驅動器的能力。全書分“交流調速基礎”、“安川交流伺服驅動器的應用？、“三菱交流伺服驅動器的應用”、“松下交流伺服驅動器的應用”4篇共15章?！　〉?～3章為“交流調速基礎”篇，系統(tǒng)介紹交流調速理論、調速原理與系統(tǒng)組成、交流調速系統(tǒng)的工程設計知識等，供讀者了解交流調速的理論知識，為工程選型與設計計算提供參考?！　〉?～7章為“安川交流伺服驅動器的應用”篇，對安川∑II／∑V系列交流伺服驅動器的電路設計、功能、參數、操作、維修等方面的知識進行了全面、系統(tǒng)、深入、具體的介紹?！　〉?～12章為“三菱交流伺服驅動器的應用”篇，對三菱MR-J2S／J3／ES系列交流伺服驅動器的電路設計、功能、參數、操作、維修等方面的知識進行了全面、系統(tǒng)、深入、具體的介紹?！　〉?3-15章為“松下交流伺服驅動器的應用”篇，對松下MINASA4／A5系列交流伺服驅動器的電路設計、功能、參數、操作、維修等方面的知識進行了全面、系統(tǒng)、深入、具體的介紹?！　”緯η鬄閺V大工程技術人員與高等學校師生、研究生等提供一本真正有實用價值的技術參考資料與設計手冊。由于全書所涉及的參考資料與內容眾多，編寫工作量較大，書中的缺點錯誤在所難免，殷切期望得到廣大讀者與同行專家的幫助指正?！　”緯帉戇^程中參考了安川∑Ⅱ／∑V系列、三菱MR.J2S／J3／ES系列、松下MINAS A4／A5系列交流伺服驅動器的技術資料，并得到了以上公司技術人員的大力支持與幫助，在此一并表示感謝。

內容概要

　　《交流伺服驅動從原理到完全應用》從交流伺服驅動系統(tǒng)設計、使用、維修人員的實際需要出發(fā)，在廣泛吸收國外先進設計思想、先進標準的基礎上，全面介紹了交流調速理論、調速原理與系統(tǒng)組成及工程設計等方面的知識，并對當前市場常用的安川∑Ⅱ/∑Ⅴ系列、三菱MR-J2S/J3/ES系列與松下MINAS A4/A5系列伺服驅動器的規(guī)格、控制系統(tǒng)設計、功能、參數、操作、維修等方面的內容進行了全面、系統(tǒng)、深入、具體的介紹?！　∪珪鴥热葸x擇先進實用，理論闡述簡潔明了，應用技術介紹全面系統(tǒng)，功能說明深入細致，編寫深入淺出，理論聯系實際，面向工程應用，是迄今交流伺服應用類圖書中較為完整、系統(tǒng)的工程設計參考資料與應用技術手冊，也是高等學校師生、研究生教學培訓的優(yōu)秀參考書。

書籍目錄

第1篇 交流調速基礎第1章 交流電機控制系統(tǒng)概述1.1 發(fā)展概況與分類1.2 變頻器與伺服驅動器1.3 交流伺服系統(tǒng)的結構與典型產品1.3.1 伺服系統(tǒng)的結構1.3.2 典型產品簡介第2章 交流伺服原理與系統(tǒng)2.1 電機控制的基本理論2.1.1 電磁感應定律與電磁力2.1.2 電機運行的力學基礎2.2 交流伺服電機的運行原理2.3 交流電的逆變2.3.1 電力電子器件概述2.3.2 整流電路的工作原理2.3.3 逆變電路的基本形式與工作原理2.4 PWM逆變原理2.4.1 PWM逆變原理與特點2.4.2 PWM波形的產生2.5 無刷直流電機伺服驅動系統(tǒng)2.5.1 無刷直流電機調速原理2.5.2 無刷直流電機調速系統(tǒng)2.6 永磁同步電機伺服驅動系統(tǒng)2.6.1 交流永磁同步電機的矢量控制原理2.6.2 交流永磁同步電機控制系統(tǒng)第3章 交流伺服系統(tǒng)設計基礎3.1 交流調速系統(tǒng)的性能比較3.1.1 交流調速系統(tǒng)的主要技術指標3.1.2 交流調速系統(tǒng)的性能比較3.2 交流伺服進給系統(tǒng)設計3.2.1 伺服電機的基本選擇3.2.2 進給系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設計3.2.3 伺服進給系統(tǒng)的動態(tài)設計3.3 驅動器主回路的設計與計算3.3.1 驅動器及交流主回路附件選擇3.3.2 直流主回路附件選擇3.4 電氣柜散熱設計3.4.1 發(fā)熱量與散熱能力的計算3.4.2 熱交換器與空調的選擇3.5 安裝與連接設計3.5.1 工作條件與安裝設計3.5.2 連接設計3.5.3 干擾及其預防3.5.4 接地系統(tǒng)設計3.5.5 安裝與連接圖設計第2篇 安川交流伺服驅動器的應用第4章 產品規(guī)格與電路設計4.1 產品規(guī)格與技術性能4.1.1 ΣⅡ系列驅動器4.1.2 ΣⅤ系列驅動器4.2 硬件組成與選擇4.2.1 硬件組成4.2.2 ΣⅡ系列驅動器與附件選擇4.2.3 ΣⅤ系列驅動器與附件選擇4.3 電氣連接總圖4.3.1 ΣⅡ系列驅動器連接總圖4.3.2 ΣⅤ系列驅動器連接總圖4.4 主回路設計4.4.1 輸入電源與要求4.4.2 主回路設計4.4.3 濾波器的連接4.5 控制回路設計4.5.1 開關量輸入/輸出連接4.5.2 給定與檢測回路連接4.5.3 全閉環(huán)接口電路4.6 開關量輸入/輸出功能及其定義4.6.1 開關量輸入4.6.2 開關量輸出4.7 電路設計實例第5章 驅動器操作與快速調試5.1 驅動器的基本操作5.1.1 操作顯示單元說明5.1.2 驅動器的初始檢查5.1.3 點動與回參考點試驗5.2 驅動器參數的設定5.2.1 參數的顯示與保護5.2.2 參數的設定5.3 速度控制的快速調試5.3.1 連接要求與調試步驟5.3.2 參數的基本設定與調整5.4 位置控制的快速調試5.4.1 連接要求與調試步驟5.4.2 位置指令的選擇與要求5.4.3 基本參數的設定5.5 驅動器的在線自動調整5.5.1 ΣⅡ系列驅動器的在線自動調整5.5.2 ΣⅤ系列驅動器的在線自動調整5.6 絕對編碼器的使用5.6.1 連接要求5.6.2 數據初始化與設定5.6.3 絕對位置的輸出5.7 位置全閉環(huán)控制5.7.1 系統(tǒng)結構5.7.2 參數的設定與調整第6章 功能與參數6.1 控制方式及切換6.1.1 驅動器的控制方式6.1.2 控制方式的切換6.2 驅動器的停止與制動6.2.1 正常停止與動態(tài)制動6.2.2 安全輸入與硬件基極封鎖6.2.3 機械制動器及其控制6.3 調節(jié)器結構與參數6.3.1 閉環(huán)調節(jié)器原理6.3.2 調節(jié)器的基本設定6.3.3 增益切換控制6.4 位置調節(jié)器的設定6.4.1 位置調節(jié)原理與參數6.4.2 位置調節(jié)器結構6.5 速度調節(jié)器的設定6.5.1 速度調節(jié)器結構6.5.2 調節(jié)器參數及其設定6.6 轉矩調節(jié)器的設定6.6.1 轉矩調節(jié)器的結構6.6.2 調節(jié)器參數及其設定6.7 驅動器參數總覽第7章 狀態(tài)監(jiān)視、輔助調整與維修7.1 驅動器的狀態(tài)監(jiān)視7.1.1 操作單元顯示7.1.2 模擬量輸出監(jiān)視7.2 驅動器的輔助調整7.2.1 輔助調整功能與參數7.2.2 輔助調整的操作7.2.3 共振檢測與陷波器設定7.2.4 無電機試運行7.3 驅動器報警與處理7.3.1 基本說明7.3.2 ΣⅡ系列驅動器故障分析與處理7.3.3 ΣⅤ系列驅動器故障的分析與處理第3篇 三菱交流伺服驅動器的應用第8章 MR-J3系列驅動器的規(guī)格與電路設計8.1 產品規(guī)格與技術性能8.1.1 型號與規(guī)格8.1.2 技術特點與性能8.1.3 配套伺服電機8.2 硬件組成與附件選擇8.2.1 硬件組成8.2.2 驅動器及附件選擇8.3 電氣連接總圖8.3.1 連接總圖8.3.2 連接端與功能8.3.3 伺服電機的連接8.4 主電路設計8.4.1 輸入電源與要求8.4.2 主回路設計8.4.3 分離型驅動主回路設計8.5 控制電路設計8.5.1 開關量輸入/輸出電路8.5.2 給定輸入與位置反饋輸出電路8.5.3 絕對編碼器與連接電路8.6 DI/DO信號功能定義8.6.1 開關量輸入8.6.2 開關量輸出第9章 MR-J3系列驅動器的功能與參數9.1 MR-J3系列驅動器參數總覽9.2 常用功能與參數9.2.1 控制方式選擇與切換9.2.2 轉矩與速度限制9.2.3 加減速與停止控制9.2.4 機械制動器控制9.2.5 模擬量輸出監(jiān)視9.3 調節(jié)器結構與參數9.3.1 調節(jié)器結構9.3.2 增益的切換控制9.3.3 位置調節(jié)器與參數9.3.4 速度調節(jié)器與參數9.3.5 轉矩調節(jié)器與參數9.4 數據通信與網絡控制9.4.1 通信與網絡接口9.4.2 通信命令與格式9.4.3 驅動器數據的讀出9.4.4 數據寫入與試運行控制9.4.5 數據通信實例9.5 絕對編碼器的數據傳送與零點設定9.5.1 使用條件與數據傳送方式9.5.2 絕對位置的DI/DO傳送9.5.3 絕對零點的設定第10章 MR-J3系列驅動器的操作、調試與維修10.1 驅動器的顯示與操作10.1.1 電源通斷控制與操作單元說明10.1.2 驅動器的狀態(tài)顯示10.1.3 參數的顯示與設定10.1.4 驅動器的其他操作10.2 驅動器的快速調試10.2.1 位置控制的快速調試10.2.2 速度控制的快速調試10.3 驅動器的調整10.3.1 調整模式與功能10.3.2 在線自動調整步驟10.3.3 手動調整10.3.4 自適應調整10.4 故障與報警的處理10.4.1 故障及其處理10.4.2 報警與警示的處理第11章 MR-J2S系列驅動器的使用與維修11.1 產品規(guī)格與技術性能11.1.1 驅動器規(guī)格與性能11.1.2 配套伺服電機11.2 電氣連接與電路設計11.2.1 驅動器連接11.2.2 電機與編碼器連接11.2.3 控制電路設計11.3 功能與參數對照第12章 MR-ES系列驅動器12.1 產品規(guī)格與技術性能12.2 硬件組成與電路設計12.2.1 硬件組成12.2.2 驅動器連接12.2.3 電機連接12.2.4 電路設計12.3 功能與參數對照第4篇 松下交流伺服驅動器的應用第13章 MINASA4系列驅動器的規(guī)格、性能與設計13.1 產品規(guī)格與技術性能13.1.1 驅動器規(guī)格與性能13.1.2 配套伺服電機13.2 電氣連接與電路設計13.2.1 驅動器連接13.2.2 電機與編碼器連接13.2.3 電路設計13.3 輸入/輸出功能及定義13.3.1 DI信號功能與定義13.3.2 DO信號功能與定義13.3.3 AI/AO信號功能與定義13.4 驅動器參數總表第14章 MINASA4系列驅動器的操作、調試與維修14.1 驅動器操作14.1.1 操作單元與顯示14.1.2 輸入/輸出狀態(tài)顯示14.1.3 參數的顯示與寫入14.2 驅動器的快速調試14.2.1 初始檢查與調試14.2.2 位置控制的快速調試14.2.3 速度控制的快速調試14.3 驅動器的自動調整14.3.1 功能與調整方式14.3.2 常規(guī)自動調整14.3.3 實時調整與自適應調整14.4 驅動器報警與處理14.4.1 驅動器報警及處理14.4.2 驅動器故障分析與處理第15章 MINASA5系列驅動器15.1 產品規(guī)格與技術性能15.1.1 驅動器規(guī)格與性能15.1.2 伺服電機與技術參數15.2 電氣連接與電路設計15.3 MINASA5系列驅動器參數15.3.1 參數一覽表15.3.2 參數說明15.4 操作與維修15.4.1 操作單元與顯示15.4.2 MINASA5新增操作功能15.4.3 驅動器報警與處理附錄1 安川ΣⅡ系列伺服電機與參數附錄2 安川ΣⅤ系列伺服電機與參數附錄3 三菱MR-J3系列伺服電機與參數附錄4 三菱J3系列伺服電機安裝尺寸附錄5 三菱MR-ES系列伺服電機技術參數與安裝尺寸

章節(jié)摘錄

　　2.6.2交流永磁同步電機控制系統(tǒng)　　交流永磁同步電機伺服系統(tǒng)需要進行電流變換與矢量計算，因此，一般為采用微處理器的數字控制系統(tǒng)，圖2.6.2為某實際交流永磁同步電機數字伺服驅動器的原理框圖?！　≡擈寗悠鞑捎玫氖侨鄻蚴蕉O管不可控整流電路，提高了驅動器的輸入功率因數，輸入回路安裝有短路保護與浪涌電壓吸收裝置。驅動器的輸入電壓為三相200V（線電壓），平波后的直流母線電壓約為320V?！　◎寗悠鞯闹绷髂妇€上安裝有能耗制動電阻單元，可以為電機制動提供能量釋放回路。此外，為了加快電機的制動過程，線路中還設計了將母線直流電壓通過二極管直接加入到電機三相繞組的直接制動電路，這一制動回路可以在驅動器逆變回路不工作時，為電機提供制動轉矩。驅動器的逆變回路采用了IGBT。驅動，并帶有為電機制動提供能量反饋通道的續(xù)流二極管?！　◎寗悠鞯乃俣扰c位置控制通過CPU進行控制，速度與位置調節(jié)器進行了數字化處理，調節(jié)器的參數可以根據系統(tǒng)情況進行修改。驅動器帶有可以進行參數設定／狀態(tài)顯示的操作／顯示單元與通信總線接口，不僅可以通過操作／顯示單元檢查驅動器工作狀態(tài)、進行參數的設定與修改，而且還可以用于網絡控制。修改后的參數可以保存在EEPROM中?！　◎寗悠鲙в蠧PU，因此，它可以直接接收外部位置指令脈沖，構成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)。如果需要，驅動器也可以接收來自外部的速度給定模擬電壓，成為大范圍、恒轉矩調速的速度控制系統(tǒng)。

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