變頻器、伺服與步進驅動技術自學手冊

蔡杏山：電工電子領域專家，優秀暢銷書作者。曾做過十多年的教師，先後在3所不同的大、中專院校任教，教過培訓班、中專和高職層次的學生，所授課程有電子技術基礎、收錄機、電視機、錄像機、VCD影碟機、攝錄像機、電子線路、電子測量儀器、電工技術、PLC技術、變頻技術等。2008年以後工作重心放在圖書寫作上，至今編著的各類電工電子類圖書超過100本，近幾年來開捲權威統計，其電工電子類圖書全國銷量總碼洋常年排在前三列，並創單本銷量10萬冊以上的好成績。其編著的圖書圖文並茂、通俗易懂，實用性強且內容豐富，書中的知識與技能解說詳細，特別適合初、中層次的讀者自學，曾有讀者這樣評價“買過很多相同內容的書，都看得模糊，而看了蔡老師的書一下子就明白了，是我理解能力突然提高了，還是咋的！”

第 1 章 變頻調速與變頻器的基本結構原理

1.1 異步電動機的兩種調速方式

1.2 變頻器的基本結構及原理

1.2.1 交-直-交型變頻器的結構與原理

1.2.2 交-交型變頻器的結構與原理

第 2 章 變頻器的使用

2.1 外形與結構

2.1.1 外形與型號含義

2.1.2 結構

2.1.3 面板的拆卸

2.2 端子功能與接線

2.2.1 總接線圖及端子功能說明

2.2.2 主迴路接線

2.2.3 控制迴路接線

2.2.4 PU 接口的連接

2.3 操作面板的使用

2.3.1 操作面板介紹

2.3.2 操作面板的使用

2.4 操作運行

2.4.1 外部操作運行

2.4.2 PU 操作運行

2.4.3 組合操作運行

2.5 常用控制功能與參數設置

2.5.1 操作模式選擇功能與參數

2.5.2 頻率相關功能與參數

2.5.3 啟動、加/減速控制功能與參數

2.5.4 點動控制功能與參數

2.5.5 轉矩提升功能與參數

2.5.6 制動控制功能與參數

2.5.7 瞬時停電再啟動功能與參數

2.5.8 控制方式功能與參數

2.5.9 電子過流保護功能與參數（Pr.9）

2.5.10 負載類型選擇功能與參數

2.5.11 MRS 端子輸入選擇功能與參數

2.5.12 禁止寫入和逆轉防止功能與參數

2.6 三菱FR-700 系列變頻器介紹

2.6.1 三菱FR-700 系列變頻器的特點說明

2.6.2 三菱A700、F700、E700 和D700 系列變頻器比較

2.6.3 三菱FR-A700 系列變頻器的接線圖及端子功能說明

2.6.4 三菱FR-500 與FR-700 系列變頻器的比較

第3 章 變頻器的典型控制功能及應用電路

3.1 電動機正轉控制功能及電路

3.1.1 開關控制式正轉控制電路

3.1.2 繼電器控制式正轉控制電路

3.2 電動機正、反轉控制功能及電路

3.2.1 開關控制式正、反轉控制電路

3.2.2 繼電器控制式正、反轉控制電路

3.3 工頻與變頻切換功能及電路

3.3.1 變頻器跳閘保護電路

3.3.2 工頻與變頻的切換電路

3.4 多擋速控制功能及電路

3.4.1 多擋轉速控制端子

3.4.2 多擋控制參數的設置

3.4.3 多擋轉速控制電路

3.5 程序控制功能及應用

3.5.1 程序控制參數設置

3.5.2 程序運行控制端子

3.5.3 程序控制應用舉例

3.6 PID 控制功能及應用

3.6.1 PID 控制原理

3.6.2 PID 控制參數設置

3.6.3 PID 控制應用舉例

第4 章 變頻器的選用、安裝與維護

4.1 變頻器的種類

4.2 變頻器的選用與容量計算

4.2.1 額定值

4.2.2 選用

4.2.3 容量計算

4.3 變頻器外圍設備的選用

4.3.1 主電路外圍設備的接線

4.3.2 熔斷器的選用

4.3.3 斷路器的選用

4.3.4 交流接觸器的選用

4.3.5 交流電抗器的選用

4.3.6 直流電抗器的選用

4.3.7 制動電阻

4.3.8 熱繼電器的選用

4.3.9 噪聲濾波器

4.4 變頻器的安裝、調試與維護

4.4.1 安裝與接線

4.4.2 調試

4.4.3 維護

4.4.4 常見故障及原因

第5 章 PLC 與變頻器的綜合應用

5.1 PLC 以開關量方式控制變頻器的硬件連接與實例

5.1.1 PLC 以開關量方式控制變頻器的硬件連接

5.1.2 PLC 以開關量方式控制變頻器實例一——電動機正、反轉控制

5.1.3 PLC 以開關量方式控制變頻器實例二——電動機多擋轉速控制

5.2 PLC 以模擬量方式控制變頻器的硬件連接與實例

5.2.1 PLC 以模擬量方式控制變頻器的硬件連接

5.2.2 PLC 以模擬量方式控制變頻器的實例——中央空調冷卻水流量控制

5.3 PLC 以RS-485 通信方式控制變頻器的硬件連接與實例

5.3.1 變頻器和PLC 的RS-485 通信口

5.3.2 變頻器與PLC 的RS-485 通信連接

5.3.3 RS-485通信電纜的製作

5.3.4 PLC（電腦）與變頻器的RS-485 通信基礎知識

5.3.5 PLC 以RS-485 通信方式控制變頻器正轉、反轉、加速、減速和停止的實例

第6 章 變頻器的主電路原理與檢修

6.1 主電路的單元電路分析

6.1.1 整流電路

6.1.2 中間電路

6.1.3 逆變電路

6.2 主電路實例分析

6.2.1 典型主電路實例分析一

6.2.2 典型主電路實例分析二

6.3 主電路的檢修

6.3.1 變頻器電路的工作流程

6.3.2 主電路各單元電路的常見故障

6.3.3 不帶電檢修主電路

6.3.4 變頻器無輸出電壓的檢修

6.3.5 主電路大量元件損壞的檢修

第7 章 變頻器的電源、驅動電路原理與檢修

7.1 電源電路詳解與檢修

7.1.1 開關電源的特點與工作原理

7.1.2 電源電路的取電方式

7.1.3 自激式開關電源典型電路分析

7.1.4 自激式開關電源的檢修

7.1.5 它激式開關電源典型電路分析

7.1.6 它激式開關電源的檢修

7.2 驅動電路詳解與檢修

7.2.1 驅動電路與其他電路的連接

7.2.2 驅動電路的基本工作原理

7.2.3 四種典型的驅動電路實例分析

7.2.4 制動電路的驅動

7.2.5 檢修驅動電路的註意事項及技巧

7.2.6 驅動電路的常見故障及原因

7.2.7 驅動電路的檢修

第8 章 變頻器其他電路原理與檢修

8.1 檢測電路詳解與檢修

8.1.1 電壓檢測電路及檢修

8.1.2 電流檢測電路及檢修

8.1.3 溫度檢測電路

8.2 CPU 電路詳解與檢修

8.2.1 CPU 基本電路及檢修

8.2.2 外部輸入/輸出端子接口電路及檢修

8.2.3 內部輸入/輸出電路及檢修

第9 章 交流伺服系統的組成與原理

9.1 交流伺服系統的組成方框圖及說明

9.1.1 工作在位置控制模式時的系統組成及說明

9.1.2 工作在速度控制模式時的系統組成及說明

9.1.3 工作在轉矩控制模式時的系統組成及說明

9.2 伺服電機與編碼器

9.2.1 伺服電機

9.2.2 編碼器

9.3 伺服驅動器的結構與原理

9.3.1 伺服驅動器的內部結構及說明

9.3.2 伺服驅動器的主電路

第 10 章 三菱通用伺服驅動器的硬件系統

10.1 面板與型號說明

10.1.1 面板介紹

10.1.2 型號說明

10.1.3 規格

10.2 伺服驅動器與輔助設備的總接線

10.2.1 三菱MR-J2S-100A 以下的伺服驅動器與輔助設備的總接線

10.2.2 三菱MR-J2S-100A 以上的伺服驅動器與輔助設備的總接線

10.3 伺服驅動器的接頭引腳功能及內部接口電路

10.3.1 接頭引腳的排列規律

10.3.2 接頭引腳的功能及內部接口電路

10.4 伺服驅動器的接線

10.4.1 數字量輸入引腳的接線

10.4.2 數字量輸出引腳的接線

10.4.3 脈沖輸入引腳的接線

10.4.4 編碼器脈沖輸出引腳的接線

10.4.5 模擬量輸入引腳的接線

10.4.6 模擬量輸出引腳的接線

10.4.7 電源、再生制動電阻、伺服電機及啟停保護電路的接線

10.4.8 接地的接線

第 11 章 三菱伺服驅動器的顯示操作與參數設置

11.1 狀態、診斷、報警和參數模式的顯示與操作

11.1.1 各種模式的顯示與切換

11.1.2 參數模式的顯示與操作

11.1.3 狀態模式的顯示與操作

11.1.4 報警模式的顯示與操作

11.1.5 診斷模式的顯示與操作

11.1.6 外部I/O 信號的顯示

11.1.7 信號強制輸出

11.2 參數設置

11.2.1 參數操作範圍的設定

11.2.2 基本參數

11.2.3 電子齒輪的設置

11.2.4 擴展參數

第 12 章 伺服驅動器三種工作模式的應用舉例與標準接線

12.1 速度控制模式的應用舉例及標準接線

12.1.1 伺服電機多段速運行控制實例

12.1.2 工作臺往返限位運行控制實例

12.1.3 速度控制模式的標準接線

12.2 轉矩控制模式的應用舉例及標準接線

12.2.1 捲紙機的收捲恆張力控制實例

12.2.2 轉矩控制模式的標準接線

12.3 位置控制模式的應用舉例及標準接線

12.3.1 工作臺往返定位運行控制實例

12.3.2 位置控制模式的標準接線

第 13 章 步進電機與步進驅動器的使用及應用實例

13.1 步進電機

13.1.1 外形

13.1.2 結構與工作原理

13.2 步進驅動器

13.2.1 外形

13.2.2 內部組成與原理

13.2.3 步進驅動器的接線及說明

13.2.4 步進電機的接線及說明

13.2.5 細分設置

13.2.6 工作電流的設置

13.2.7 靜態電流的設置

13.2.8 脈沖輸入模式的設置

13.3 PLC 控制步進驅動器驅動步進電機的應用實例

13.3.1 步進電機正、反向定角循環運行的控制線路及編程

13.3.2 步進電機定長運行的控制線路及編程

第 14 章 三菱定位模塊的使用

14.1 FX2N-1PG 型定位模塊的外形面板及端子說明

14.1.1 外形結構

14.1.2 面板指示燈說明

14.1.3 接線端子功能說明

14.1.4 性能規格

14.2 定位模塊與外圍設備的連接

14.2.1 輸入/輸出端子的內部接口電路

14.2.2 定位模塊與步進驅動器的連接

14.2.3 定位模塊與伺服驅動器的連接

14.3 定位模塊的參數說明

14.3.1 BFM（緩沖寄存器）表

14.3.2 BFM 讀/寫（FROM/TO）指令

14.3.3 BFM 參數說明

14.4 定位模塊的操作模式

14.4.1 JOG（點動）操作

14.4.2 原位返回操作

14.4.3 單速定位操作

14.4.4 中斷單速定位操作

14.4.5 雙速定位操作

14.4.6 外部命令定位操作

14.4.7 變頻操作

14.5 定位模塊的應用實例——單速定位往返運動控制

14.5.1 控制要求及說明

14.5.2 PLC和PGU的I/O端子分配

14.5.3 控制系統接線圖

14.5.4 PGU的參數設置

14.5.5 設置及控製程序