變頻器、步進/伺服驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用與維修

本書采用雙色圖解的形式，系統(tǒng)講解了變頻器、步進/伺服驅(qū)動系統(tǒng)的相關(guān)知識，主要內(nèi)容包括：變頻器的分類、結(jié)構(gòu)、原理與控制方式，變頻器的功能應(yīng)用、控制系統(tǒng)的安裝與接線，變頻器系統(tǒng)的維修；步進電機的分類、結(jié)構(gòu)、特點、工作原理、計算與選擇，步進電機驅(qū)動器的分類、電路結(jié)構(gòu)、接口連接與選擇，步進系統(tǒng)的維修；伺服電機的分類、特點、原理、控制方式，伺服驅(qū)動器的特點、接口與連接，伺服系統(tǒng)的應(yīng)用與維修等。
全書內(nèi)容豐富實用，講解循序漸進，圖解直觀易懂，附贈重點知識講解視頻，手機掃碼即可觀看，使學習更輕松、更高效。
本書非常適合電工、自動控制技術(shù)人員自學使用，也可用作職業(yè)院校、培訓學校中相關(guān)專業(yè)的教材及參考書。

本書特色如下： 1.內(nèi)容豐富實用，變頻器、步進、伺服驅(qū)動三合一，更超值； 2.講解循序漸進，與實戰(zhàn)結(jié)合結(jié)構(gòu)原理-應(yīng)用維修一條龍，一本讀完從入門到精通； 3.雙色印刷，圖文并茂的形式，使得閱讀體驗更友好，增強讀者學習的興趣。

變頻、步進、伺服是自動控制領(lǐng)域常見的三大控制方式，隨著智能制造和工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展，這三種技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。為了幫助讀者快速、輕松、系統(tǒng)地掌握變頻器系統(tǒng)、步進系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)的相關(guān)知識與技能，我們特編寫了本書。
本書共分11章，分別對變頻器、變頻器控制系統(tǒng)、變頻器系統(tǒng)的維修，步進電機、步進驅(qū)動器、步進控制系統(tǒng)、步進系統(tǒng)的維修，伺服電機、伺服驅(qū)動器、伺服系統(tǒng)的應(yīng)用、伺服系統(tǒng)的維修等內(nèi)容進行了介紹。
本書的特點如下：
① 實用性——從實踐的角度出發(fā)，講解必要的基礎(chǔ)理論知識，更側(cè)重于應(yīng)用技能的掌握。
② 易學性——全書多采用圖文對照、表格匯總的形式進行介紹，重難點知識還配有視頻講解，便于讀者學習與理解。
③ 系統(tǒng)性——一本書囊括了三大主流控制系統(tǒng)，干貨滿滿，特別適合初學者入門學習。
本書主要由陽鴻鈞編著，陽育杰、陽許倩、許秋菊、歐小寶、許四一、陽紅珍、許滿菊、唐許靜、許小菊、陽梅開、陽茍妹等也為本書的編寫做了資料整理、圖表繪制等大量工作。此外，本書在編寫的過程中，得到了同行、朋友及有關(guān)單位的幫助與支持，在此向他們表示衷心的感謝！
由于時間和水平有限，書中難免存在不足之處，敬請批評指正。

編著者　

第1章　變頻器  001
1.1　變頻器的分類與結(jié)構(gòu)  002
1.1.1　變頻器的分類  002
1.1.2　變頻器的結(jié)構(gòu)  003
1.2　變頻器的原理與控制方式  005
1.2.1　變頻器內(nèi)部框圖  005
1.2.2　變頻器的原理  006
1.2.3　逆變的原理  008
1.2.4　變頻器的運行控制方式  009

第2章　變頻器控制系統(tǒng)  011
2.1　基礎(chǔ)與常識  012
2.1.1　變頻器功能與應(yīng)用場合  012
2.1.2　變頻器應(yīng)用的連線系統(tǒng)  014
2.1.3　變頻器主回路端子  015
2.1.4　變頻器主回路電路原理  016
2.1.5　主回路輸入側(cè)接線安裝斷路器  017
2.1.6　主回路輸入輸出的連接  017
2.1.7　變頻器與濾波器的安裝  019
2.1.8　控制回路端子  019
2.1.9　變頻器接線圖  021
2.1.10　接入變頻器前的電機絕緣檢查  022
2.1.11　變頻器輸出端禁止使用電容  023
2.1.12　變頻器輸出端與電機間安裝開關(guān)器件  024
2.1.13　變頻器輸出電纜的長度  024
2.1.14　制動電阻  025
2.1.15　接地線  026
2.1.16　電機電纜  027
2.1.17　變頻器應(yīng)用系統(tǒng)控制電纜  028
2.1.18　配線要求  029
2.1.19　雙絞屏蔽線  030
2.1.20　電線的連接  030
2.1.21　經(jīng)過金屬外殼孔需要安裝橡膠塞  031
2.1.22　采用端子環(huán)連接電線  032
2.1.23　PLG電纜夾接地安裝  033
2.1.24　變頻器BU型制動單元的連接  033
2.1.25　跳線開關(guān)  034
2.1.26　接插座  034
2.1.27　變頻器面板的操作  035
2.2　變頻器應(yīng)用線路  039
2.2.1　變頻器EM330D升降機應(yīng)用線路  039
2.2.2　變頻器EM330D塔式起重機回轉(zhuǎn)應(yīng)用線路  039
2.2.3　變頻器啟?？刂齐娐? 040
2.2.4　電網(wǎng)電源直接驅(qū)動電機的備用控制系統(tǒng)  040
2.2.5　PLC控制的變頻器啟?？刂齐娐? 042

第3章　變頻器系統(tǒng)的維修  045
3.1　維修基礎(chǔ)  046
3.1.1　兆歐表  046
3.1.2　兆歐表使用的注意事項  047
3.1.3　變頻器絕緣的檢測  048
3.2　變頻器的維護  048
3.2.1　日常檢驗  048
3.2.2　1年期定期檢驗  050
3.2.3　2年期定期檢驗  051
3.3　變頻器的維修  051
3.3.1　元件、配件的檢測與判斷  051
3.3.2　逆變器模塊、整流橋模塊的檢查  052
3.3.3　變頻器電源電路的檢修  052
3.3.4　變頻器主回路器件損壞的常用判斷法  056
3.3.5　變頻器控制系統(tǒng)的檢測  056
3.3.6　主回路電壓、電流、功率測定的儀器類型  057
3.3.7　變頻器故障代碼維修法  059
3.3.8　過流現(xiàn)象的維修  079
3.3.9　過壓現(xiàn)象的維修  081
3.3.10　欠壓現(xiàn)象的維修  082
3.3.11　變頻器過載現(xiàn)象的維修  082
3.3.12　電機過載現(xiàn)象的維修  082
3.3.13　散熱器過熱的維修  082
3.3.14　EEPROM讀寫故障  085
3.4　維修IC速查  086
3.4.1　6N139光耦合IC  086
3.4.2　74HC273觸發(fā)IC  086
3.4.3　A7840光耦I(lǐng)C  087
3.4.4　AT24C16A存儲IC  088
3.4.5　LF353運算放大IC  089
3.4.6　UC3844電流模式控制IC  089

第4章　步進電機  093
4.1　基礎(chǔ)  094
4.1.1　普通電機的結(jié)構(gòu)  094
4.1.2　步進電機的特點、類型  094
4.1.3　步進電機的構(gòu)造  096
4.1.4　三種步進電機的構(gòu)造特點  098
4.1.5　步進電機的出軸  098
4.1.6　步進電機的主要參數(shù)  099
4.1.7　步進電機型號識讀  100
4.1.8　步進電機引線方式與標志  101
4.1.9　步進電機接線的類型  101
4.1.10　步進電機4線為同一相的方法  101
4.1.11　電機接線插座  102
4.2　工作原理  102
4.2.1　相、單、雙、拍的含義  102
4.2.2　三相單三拍工作原理（以4轉(zhuǎn)子齒為例）  103
4.2.3　三相單三拍工作原理（以2轉(zhuǎn)子齒為例）  103
4.2.4　三相單三拍的特點（以4轉(zhuǎn)子齒為例）  104
4.2.5　三相單雙六拍工作原理（以4轉(zhuǎn)子齒為例）  104
4.2.6　三相單雙六拍工作原理（以2轉(zhuǎn)子齒為例）  106
4.2.7　三相單雙六拍的特點（以4轉(zhuǎn)子齒為例）  107
4.2.8　三相雙三拍工作原理（以4轉(zhuǎn)子齒為例）  107
4.2.9　步進電機轉(zhuǎn)子齒與定子齒的錯位  107
4.2.10　小步距步進電機的應(yīng)用  108
4.3　計算與選擇  108
4.3.1　步進電機步距角的計算  108
4.3.2　步進電機轉(zhuǎn)速的計算  109
4.3.3　步進電機的選擇  110

第5章　步進電機驅(qū)動器  113
5.1　基礎(chǔ)  114
5.1.1　步進電機的驅(qū)動方式  114
5.1.2　步進電機驅(qū)動器的分類  114
5.1.3　步進電機驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)  115
5.1.4　步進電機驅(qū)動器電路結(jié)構(gòu)  116
5.2　連接、接口與選擇  118
5.2.1　端口與接線  118
5.2.2　三相步進電機驅(qū)動器控制信號類型  120
5.2.3　三相步進電機驅(qū)動器與電機的連接  121
5.2.4　步進電機驅(qū)動器的選擇  122
5.3　應(yīng)用注意事項與故障信息  122
5.3.1　應(yīng)用注意事項  122
5.3.2　步進電機驅(qū)動器SJ-3M16R8AC報警信息  123
5.3.3　步進電機驅(qū)動器DN2860MH-B1報警信息  124
5.3.4　步進電機驅(qū)動器FSD2204報警信息  124

第6章　步進電機控制系統(tǒng)  125
6.1　基礎(chǔ)  126
6.1.1　步進電機控制系統(tǒng)的特點  126
6.1.2　步進電機控制器應(yīng)用系統(tǒng)連接圖  127
6.1.3　步進電機控制器應(yīng)用系統(tǒng)圖  128
6.1.4　步進電機控制器與驅(qū)動器間控制信號接口電路  128
6.2　步進電機驅(qū)動IC  130
6.2.1　TB67H452FTG　PWM斬波型4通道H橋電機驅(qū)動IC  130
6.2.2　TB67S101相位輸入控制雙極步進電機驅(qū)動IC  132
6.2.3　TB67S141FTG相位控制的單極步進電機驅(qū)動IC  136
6.2.4　TB67S158NG恒壓控制DMOS驅(qū)動IC  139
6.2.5　TB67S249FTG雙極步進電機驅(qū)動IC  140
6.2.6　TB67S508FTG二相雙極步進電機驅(qū)動IC  146
6.2.7　TC78H651FNG雙橋驅(qū)動IC  149
6.2.8　TC78H660FTG雙H橋驅(qū)動IC  150
6.2.9　TC78S121　PWM斬波式雙通道步進電機驅(qū)動IC  153

第7章　步進系統(tǒng)的維修  155
7.1　步進電機的維修  156
7.1.1　步進電機不轉(zhuǎn)的維修  156
7.1.2　步進電機其他故障與排除  157
7.2　步進控制系統(tǒng)的維修  157
7.2.1　電機不動作、不轉(zhuǎn)的維修  157
7.2.2　電機啟動堵轉(zhuǎn)的維修  158
7.2.3　電機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的維修  159
7.2.4　電機運轉(zhuǎn)抖動的維修  159
7.2.5　電機過熱的維修  159
7.2.6　電機沒勁的維修  160
7.2.7　電機多步或者失步的維修  160
7.2.8　電機位置不準的維修  161
7.2.9　電機噪聲大的維修  161
7.2.10　報警指示燈亮的維修  162
7.2.11　電機工作中突然停機的維修  162
7.2.12　步進系統(tǒng)其他故障的維修  162
7.3　維修IC速查  164
7.3.1　A3977步進電機驅(qū)動IC  164
7.3.2　DRV8833為雙路刷式直流或單路雙極步進電機驅(qū)動IC  164
7.3.3　L297步進電機專用控制IC  166
7.3.4　L298雙全橋驅(qū)動IC  168
7.3.5　MP6500步進電機驅(qū)動IC  168
7.3.6　SLA7026M步進電機驅(qū)動IC  170
7.3.7　TC1002細分步進電機控制IC  171
7.3.8　其他IC  173

第8章　伺服電機  175
8.1　基礎(chǔ)  176
8.1.1　伺服電機的特點、類型  176
8.1.2　常見的伺服電機  177
8.2　直流伺服電機  178
8.2.1　直流伺服電機的特點  178
8.2.2　盤式電樞直流伺服電機  179
8.2.3　空心杯形轉(zhuǎn)子直流伺服電機  179
8.2.4　無槽電樞直流伺服電機  180
8.3　交流伺服電機  181
8.3.1　交流伺服電機的特點  181
8.3.2　交流伺服電機的轉(zhuǎn)子  183
8.3.3　交流伺服電機的編碼器  183
8.3.4　交流伺服電機的原理  184
8.3.5　交流伺服電機的控制方式  184
8.4　允許載荷與比較  185
8.4.1　伺服電機軸端允許載荷  185
8.4.2　直流與交流異步伺服電機的比較  186

第9章　伺服驅(qū)動器  187
9.1　基礎(chǔ)  188
9.1.1　伺服驅(qū)動器的特點  188
9.1.2　伺服驅(qū)動器結(jié)構(gòu)  189
9.1.3　交流伺服驅(qū)動器電源模塊結(jié)構(gòu)  193
9.1.4　交流伺服驅(qū)動器控制電路結(jié)構(gòu)  194
9.2　連接端口  196
9.2.1　編碼器連接端口引腳分配與定義  196
9.2.2　輸入/輸出信號端口引腳分配與定義  197
9.2.3　通信端口引腳分配與定義  198
9.2.4　電機端子盒與電機側(cè)航空插頭  198

第10章　伺服系統(tǒng)的應(yīng)用  199
10.1　伺服系統(tǒng)的特點  200
10.1.1　伺服系統(tǒng)的作用與分類  200
10.1.2　進給伺服系統(tǒng)簡圖  200
10.1.3　步進電機系統(tǒng)與伺服電機系統(tǒng)的比較  201
10.1.4　直流空心杯伺服電機的連接  202
10.1.5　伺服系統(tǒng)的特點  202
10.1.6　伺服系統(tǒng)的環(huán)路  203
10.1.7　進給伺服系統(tǒng)的位置控制形式  204
10.1.8　伺服選型原則  205
10.1.9　伺服系統(tǒng)配線  205
10.1.10　濾波磁環(huán)的安裝要求  207
10.1.11　輸出屏蔽電纜與濾波器的安裝要求  208
10.1.12　控制接線圖  209
10.1.13　電子變壓器與伺服驅(qū)動器的接線  210
10.1.14　編碼器線纜的選擇  210
10.1.15　功率線纜的選擇  211
10.2　應(yīng)用  212
10.2.1　脈沖序列定位控制  212
10.2.2　三相220V供電的接線  213
10.2.3　單相220V供電的接線  213
10.2.4　三相380V供電的接線  213

第11章　伺服系統(tǒng)的維修  215
11.1　伺服電機、驅(qū)動器的維修  216
11.1.1　伺服電機故障的維修  216
11.1.2　用萬用表判斷增量編碼器的好壞  218
11.1.3　伺服驅(qū)動器數(shù)碼管的檢修  218
11.1.4　伺服驅(qū)動器其他故障的檢修  219
11.1.5　伺服驅(qū)動器的定期檢查  219
11.2　故障代碼  221
11.2.1　KT270-EFGH伺服驅(qū)動器故障代碼  221
11.2.2　TH-100HA伺服驅(qū)動器故障代碼  222
11.2.3　丹佛DSD系列伺服驅(qū)動器故障代碼  223
11.2.4　富士alpha-5-smart伺服系統(tǒng)故障代碼  225
11.2.5　臺達ASDA-A系列伺服驅(qū)動器故障代碼  225
11.2.6　松下MINAS A6伺服電機驅(qū)動器故障代碼  231
11.2.7　松下MINAS A5II系列伺服電機驅(qū)動器故障代碼  233
11.2.8　邁信EP1C Plus系列伺服電機驅(qū)動器故障代碼  235
11.2.9　邁信EP3E系列伺服電機驅(qū)動器故障代碼  236
11.2.10　三菱MR-J4-A（-RJ）、MR-J4-03A6（-RJ）伺服電機驅(qū)動器故障代碼  237
11.2.11　MS100B變頻伺服電機驅(qū)動器故障代碼  241
11.3　伺服控制系統(tǒng)的維修  242
11.3.1　系統(tǒng)主軸在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)無規(guī)律性的振動或轉(zhuǎn)動  242
11.3.2　主軸在正常加工時正常，在定位時發(fā)生抖動  243
11.3.3　伺服系統(tǒng)檢查法  243
11.3.4　伺服系統(tǒng)維修實例  245
11.4　維修IC速查  246
11.4.1　78M15三端正電壓調(diào)節(jié)IC  246
11.4.2　79L15負電壓穩(wěn)壓IC  248
11.4.3　DAC0800數(shù)/模轉(zhuǎn)換IC  248
11.4.4　IR2132功率控制IC  249
11.4.5　LM2576降壓型開關(guān)穩(wěn)壓IC  251
11.4.6　LM301運放IC  251
11.4.7　LM339四路差動比較IC  251
11.4.8　LM348運算放大IC  253
11.4.9　LM393運算放大IC  253

附錄　視頻講解二維碼  255

參考文獻  256