交流伺服与变频技术及应用

《交流伺服与变频技术及应用》

导论　1

一、交流电机控制系统概述　1

二、交流调速系统的性能与比较　4

思考与练习　7

学习领域一　交流调速基础　8

项目一　交流调速原理　9

任务1　掌握电机控制的基本理论　9

能力目标　9

工作内容　9

相关知识　10

一、电磁感应定律与电磁力　10

二、电机运行的力学基础　11

三、调速方式与稳定运行　14

任务2　了解伺服电机的运行原理　15

能力目标　15

工作内容　15

相关知识　16

一、伺服电机的运行原理　16

二、伺服电机的输出特性　18

.任务3　了解感应电机的运行原理　19

能力目标　19

工作内容　19

相关知识　19

一、旋转磁场的产生　19

二、感应电机的运行原理　21

三、v/f变频控制原理　22

拓展学习　23

一、感应电机的等效电路　23

二、感应电机的机械特性　24

项目二　交流逆变技术　26

任务1　熟悉电力电子器件　26

能力目标　26

工作内容　26

相关知识　26

一、交流逆变概述　27

二、电力电子器件　28

任务2　熟悉pwm逆变原理　31

能力目标　31

工作内容　31

相关知识　31

一、逆变的基本形式　31

二、pwm逆变原理　35

拓展学习　38

一、双pwm逆变与12脉冲整流　38

二、三电平逆变与矩阵控制变频　39

任务3　掌握整流电路的分析方法　40

能力目标　40

工作内容　40

相关知识　40

一、整流电路　41

二、单相桥式整流　41

三、三相桥式整流　42

学习领域二　交流伺服及应用　45

项目三　交流伺服产品与性能　46

任务1　了解交流伺服驱动产品　46

能力目标　46

工作内容　46

相关知识　47

一、交流伺服的分类　47

二、伺服系统的结构　49

实践指导　50

一、安川产品简介　51

二、三菱产品简介　52

三、松下产品简介　53

拓展学习　54

一、pmsm伺服系统的原理　54

二、直线电机驱动系统　55

任务2　熟悉σv系列伺服驱动　56

能力目标　56

工作内容　56

相关知识　57

一、σv驱动器　57

二、伺服电机　58

实践指导　60

一、σv驱动器规格　60

二、σv系列电机规格　61

项目四　交流伺服的连接技术　64

任务1　掌握主回路连接技术　64

能力目标　64

工作内容　64

相关知识　64

一、伺服系统组成　65

二、主回路连接技术　66

实践指导　68

一、σv驱动器连接总图　68

二、主回路连接要求　70

拓展学习　71

一、主回路器件选择　71

二、主回路设计实例　72

任务2　掌握控制回路连接技术　74

能力目标　74

工作内容　74

相关知识　75

一、di/do信号与连接　75

二、给定与反馈连接　76

实践指导　78

一、σv驱动器信号规格　78

二、控制回路设计实例　79

拓展学习　80

一、绝对编码器的连接　80

二、拓展练习　82

任务3　识读伺服驱动系统工程图　82

能力目标　82

工作内容　82

相关知识　87

一、工程图识读　87

二、原理分析　88

三、电气元件明细表　89

技能训练　90

项目五　交流伺服的调试与维修　92

任务1　熟悉驱动器的功能与参数　92

能力目标　92

工作内容　92

相关知识　92

一、驱动器结构与控制方式　93

二、位置指令输入与匹配　95

三、基本功能与参数　97

实践指导　100

一、σv驱动器基本参数　100

二、基本参数计算实例　102

三、di/do功能及定义　103

技能训练　106

任务2　掌握驱动器的操作技能　106

能力目标　106

工作内容　107

实践指导　107

一、操作单元说明　107

二、参数的设定与修改　109

三、驱动器状态的检查　111

任务3　掌握驱动器的调试技能　114

能力目标　114

工作内容　114

实践指导　114

一、驱动器试运行　114

二、驱动器的快速调试　117

三、驱动器的在线自动调整　121

任务4　掌握驱动器的维修技能　123

能力目标　123

工作内容　123

实践指导　123

一、驱动器的初始化　123

二、无电机试运行　124

三、驱动器故障分析与处理　126

学习领域三　变频技术及应用　132

项目六　变频器产品与性能　133

任务1　了解变频器产品　133

能力目标　133

工作内容　133

相关知识　134

一、变频器分类与特点　134

二、变频调速系统的结构　135

实践指导　136

一、变频器分类　136

二、典型变频器产品　138

拓展学习　139

任务2　熟悉cimr系列变频器　142

能力目标　142

工作内容　142

相关知识　142

一、安川变频器概述　142

二、主要技术性能　143

实践指导　146

一、cimr-g7变频器规格　146

二、cimr-g7变频器选件　147

项目七　变频器的连接技术　149

任务1　掌握主回路连接技术　149

能力目标　149

工作内容　149

相关知识　149

一、变频调速系统的组成　150

二、主回路连接技术　151

实践指导　153

一、cimr-g7变频器连接总图　153

二、主回路连接要点　154

任务2　掌握控制回路连接技术　155

能力目标　155

工作内容　156

相关知识　156

一、di/do信号与连接　156

二、ai/ao信号与连接　159

实践指导　160

一、cimr-g7的di/do连接　160

二、cimr-g7的ai/ao连接　163

拓展学习　165

一、闭环控制系统的连接　165

二、di/do功能定义　168

三、ai/ao信号功能定义　170

四、pi/po功能定义　171

任务3　识读变频调速系统工程图　172

能力目标　172

工作内容　172

相关知识　172

一、变频器控制　174

二、cnc连接　174

技能训练　175

项目八　变频器的运行与控制　176

任务1　掌握变频器的运行控制技术　176

能力目标　176

工作内容　176

相关知识　176

一、变频控制的基本方式　177

二、变频器的运行与控制　178

三、输出频率的范围设定　180

实践指导　181

一、cimr-g7的基本设定　181

二、cimr-g7的运行控制　183

三、cimr-g7的频率设定　184

拓展学习　185

一、多级变速与点动运行　185

二、远程调速　187

技能训练　189

任务2　掌握给定与加减速调整技术　189

能力目标　189

工作内容　190

相关知识　190

一、给定选择与调整　190

二、加减速控制　191

实践指导　193

一、cimr-g7的给定选择　193

二、cimr-g7的给定调整　194

三、cimr-g7的加减速控制　196

拓展学习　198

一、重载加减速　198

二、自适应加减速　199

技能训练　201

任务3　熟悉变频器停止与制动过程　201

能力目标　201

工作内容　201

相关知识　202

一、变频器的停止方式　202

二、直流制动与初始励磁　203

三、瞬时断电与重新启动　205

实践指导　206

一、cimr-g7的停止与制动　206

二、cimr-g7的重新启动　207

拓展学习　209

一、伺服锁定和高转差制动　209

二、速度搜索　210

技能训练　213

任务4　掌握变频器的运行保护技术　213

能力目标　213

工作内容　213

相关知识　214

一、软件保护功能　214

二、硬件保护功能　215

实践指导　217

一、cimr-g7的过载保护　217

二、cimr-g7的过热保护　218

项目九　变频器的功能与应用　221

任务1　掌握速度与转矩调整技术　221

能力目标　221

工作内容　221

相关知识　222

一、机械特性的调整　222

二、转矩调节与限制　223

实践指导　225

一、cimr-g7的机械特性调整　225

二、cimr-g7的转矩调节与限制　226

拓展学习　227

一、速度调节与控制　227

二、动态性能的调整　230

三、转矩控制功能　231

任务2　熟悉其他变频器的实用功能　234

能力目标　234

工作内容　234

拓展学习　234

一、工频切换功能与应用　235

二、升降负载控制功能与应用　236

三、机械制动功能与应用　238

任务3　了解变频器的pid调节功能　241

能力目标　241

工作内容　241

相关知识　242

一、pid调节原理与特点　242

二、变频器pid调节系统　244

三、pid系统监控与保护　245

实践指导　246

一、cimr-g7的pid系统结构　246

二、cimr-g7的pid参数与控制　248

任务4　了解变频器的通信功能　249

能力目标　249

工作内容　250

相关知识　250

一、通信与接口　250

二、通信过程　251

实践指导　252

一、cimr-g7的通信设定　252

二、cimr-g7的数据格式　253

三、cimr-g7的通信控制　255

拓展学习　256

一、cimr-g7的运行与监控　256

二、cimr-g7通信实例　258

项目十　变频器的调试与维修　260

任务1　掌握变频器的操作技能　260

能力目标　260

工作内容　260

实践指导　261

一、操作单元说明　261

二、变频器基本操作　263

三、参数显示与设定　267

四、状态显示与监控　269

拓展学习　270

一、参数的初始化　270

二、参数的保护与复制　272

三、操作单元的功能设定　274

四、变频器的ao/po监控　275

任务2　掌握变频器的调试技能　276

能力目标　276

工作内容　276

实践指导　276

一、变频器点动试运行　276

二、变频器的快速调试　278

三、变频器的自动调整　281

拓展学习　283

一、自动调整的要点　283

二、自动调整实例　284

任务3　掌握变频器的维修技能　287

能力目标　287

工作内容　287

实践指导　287

一、变频器故障及处理　287

二、变频器警示及处理　290

三、操作错误及处理　291

拓展学习　292

一、不能正常工作的故障诊断　292

二、运行不良的故障诊断　294

附录a　安川σv/σⅱ系列驱动器参数总表　295

附录b　安川cimr-7/1000系列变频器参数总表　302

参考文献　320