變頻器、步進(jìn)/伺服驅(qū)動(dòng)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(jìn)/伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，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(jìn)電機(jī)的分類、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、工作原理、計(jì)算與選擇，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的分類、電路結(jié)構(gòu)、接口連接與選擇，步進(jìn)系統(tǒng)的維修；伺服電機(jī)的分類、特點(diǎn)、原理、控制方式，伺服驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)、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(shí)用，講解循序漸進(jìn)，圖解直觀易懂，附贈(zèng)重點(diǎn)知識(shí)講解視頻，手機(jī)掃碼即可觀看，使學(xué)習(xí)更輕松、更高效。
本書非常適合電工、自動(dòng)控制技術(shù)人員自學(xué)使用，也可用作職業(yè)院校、培訓(xùn)學(xué)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(shí)用，變頻器、步進(jìn)、伺服驅(qū)動(dòng)三合一，更超值； 2.講解循序漸進(jìn)，與實(shí)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(yàn)更友好，增強(qiáng)讀者學(xué)習(xí)的興趣。

變頻、步進(jìn)、伺服是自動(dòng)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(jī)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(jìn)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)與技能，我們特編寫了本書。
本書共分11章，分別對(duì)變頻器、變頻器控制系統(tǒng)、變頻器系統(tǒng)的維修，步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)控制系統(tǒng)、步進(jìn)系統(tǒng)的維修，伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服系統(tǒng)的應(yīng)用、伺服系統(tǒng)的維修等內(nèi)容進(jìn)行了介紹。
本書的特點(diǎn)如下：
① 實(shí)用性——從實(shí)踐的角度出發(fā)，講解必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)，更側(cè)重于應(yīng)用技能的掌握。
② 易學(xué)性——全書多采用圖文對(duì)照、表格匯總的形式進(jìn)行介紹，重難點(diǎn)知識(shí)還配有視頻講解，便于讀者學(xué)習(xí)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(xué)者入門學(xué)習(xí)。
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(shí)間和水平有限，書中難免存在不足之處，敬請(qǐng)批評(píng)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(yùn)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(shí)  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(jī)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(jī)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(dòng)電阻  025
2.1.15　接地線  026
2.1.16　電機(jī)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(dòng)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(jī)應(yīng)用線路  039
2.2.2　變頻器EM330D塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)應(yīng)用線路  039
2.2.3　變頻器啟停控制電路  040
2.2.4　電網(wǎng)電源直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(xiàng)  047
3.1.3　變頻器絕緣的檢測  048
3.2　變頻器的維護(hù)  048
3.2.1　日常檢驗(yàn)  048
3.2.2　1年期定期檢驗(yàn)  050
3.2.3　2年期定期檢驗(yàn)  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(jī)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(chǔ)IC  088
3.4.5　LF353運(yùn)算放大IC  089
3.4.6　UC3844電流模式控制IC  089

第4章　步進(jìn)電機(jī)  093
4.1　基礎(chǔ)  094
4.1.1　普通電機(jī)的結(jié)構(gòu)  094
4.1.2　步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)、類型  094
4.1.3　步進(jìn)電機(jī)的構(gòu)造  096
4.1.4　三種步進(jìn)電機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)  098
4.1.5　步進(jìn)電機(jī)的出軸  098
4.1.6　步進(jìn)電機(jī)的主要參數(shù)  099
4.1.7　步進(jìn)電機(jī)型號(hào)識(shí)讀  100
4.1.8　步進(jìn)電機(jī)引線方式與標(biāo)志  101
4.1.9　步進(jìn)電機(jī)接線的類型  101
4.1.10　步進(jìn)電機(jī)4線為同一相的方法  101
4.1.11　電機(jī)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(diǎn)（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(diǎn)（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(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子齒與定子齒的錯(cuò)位  107
4.2.10　小步距步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用  108
4.3　計(jì)算與選擇  108
4.3.1　步進(jìn)電機(jī)步距角的計(jì)算  108
4.3.2　步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算  109
4.3.3　步進(jìn)電機(jī)的選擇  110

第5章　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器  113
5.1　基礎(chǔ)  114
5.1.1　步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式  114
5.1.2　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的分類  114
5.1.3　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)  115
5.1.4　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制信號(hào)類型  120
5.2.3　三相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)的連接  121
5.2.4　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇  122
5.3　應(yīng)用注意事項(xiàng)與故障信息  122
5.3.1　應(yīng)用注意事項(xiàng)  122
5.3.2　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SJ-3M16R8AC報(bào)警信息  123
5.3.3　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DN2860MH-B1報(bào)警信息  124
5.3.4　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器FSD2204報(bào)警信息  124

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

第7章　步進(jìn)系統(tǒng)的維修  155
7.1　步進(jìn)電機(jī)的維修  156
7.1.1　步進(jìn)電機(jī)不轉(zhuǎn)的維修  156
7.1.2　步進(jìn)電機(jī)其他故障與排除  157
7.2　步進(jìn)控制系統(tǒng)的維修  157
7.2.1　電機(jī)不動(dòng)作、不轉(zhuǎn)的維修  157
7.2.2　電機(jī)啟動(dòng)堵轉(zhuǎn)的維修  158
7.2.3　電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的維修  159
7.2.4　電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)抖動(dòng)的維修  159
7.2.5　電機(jī)過熱的維修  159
7.2.6　電機(jī)沒勁的維修  160
7.2.7　電機(jī)多步或者失步的維修  160
7.2.8　電機(jī)位置不準(zhǔn)的維修  161
7.2.9　電機(jī)噪聲大的維修  161
7.2.10　報(bào)警指示燈亮的維修  162
7.2.11　電機(jī)工作中突然停機(jī)的維修  162
7.2.12　步進(jìn)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC  164
7.3.2　DRV8833為雙路刷式直流或單路雙極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC  164
7.3.3　L297步進(jìn)電機(jī)專用控制IC  166
7.3.4　L298雙全橋驅(qū)動(dòng)IC  168
7.3.5　MP6500步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC  168
7.3.6　SLA7026M步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC  170
7.3.7　TC1002細(xì)分步進(jìn)電機(jī)控制IC  171
7.3.8　其他IC  173

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

第9章　伺服驅(qū)動(dòng)器  187
9.1　基礎(chǔ)  188
9.1.1　伺服驅(qū)動(dòng)器的特點(diǎn)  188
9.1.2　伺服驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)  189
9.1.3　交流伺服驅(qū)動(dòng)器電源模塊結(jié)構(gòu)  193
9.1.4　交流伺服驅(qū)動(dòng)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(hào)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(jī)端子盒與電機(jī)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(diǎn)  200
10.1.1　伺服系統(tǒng)的作用與分類  200
10.1.2　進(jìn)給伺服系統(tǒng)簡圖  200
10.1.3　步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)與伺服電機(jī)系統(tǒng)的比較  201
10.1.4　直流空心杯伺服電機(jī)的連接  202
10.1.5　伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)  202
10.1.6　伺服系統(tǒng)的環(huán)路  203
10.1.7　進(jìn)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(dòng)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(jī)、驅(qū)動(dòng)器的維修  216
11.1.1　伺服電機(jī)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(dòng)器數(shù)碼管的檢修  218
11.1.4　伺服驅(qū)動(dòng)器其他故障的檢修  219
11.1.5　伺服驅(qū)動(dòng)器的定期檢查  219
11.2　故障代碼  221
11.2.1　KT270-EFGH伺服驅(qū)動(dòng)器故障代碼  221
11.2.2　TH-100HA伺服驅(qū)動(dòng)器故障代碼  222
11.2.3　丹佛DSD系列伺服驅(qū)動(dòng)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(tái)達(dá)ASDA-A系列伺服驅(qū)動(dòng)器故障代碼  225
11.2.6　松下MINAS A6伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器故障代碼  231
11.2.7　松下MINAS A5II系列伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器故障代碼  233
11.2.8　邁信EP1C Plus系列伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器故障代碼  235
11.2.9　邁信EP3E系列伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器故障代碼  236
11.2.10　三菱MR-J4-A（-RJ）、MR-J4-03A6（-RJ）伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器故障代碼  237
11.2.11　MS100B變頻伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)無規(guī)律性的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)  242
11.3.2　主軸在正常加工時(shí)正常，在定位時(shí)發(fā)生抖動(dòng)  243
11.3.3　伺服系統(tǒng)檢查法  243
11.3.4　伺服系統(tǒng)維修實(shí)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(fù)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(yùn)放IC  251
11.4.7　LM339四路差動(dòng)比較IC  251
11.4.8　LM348運(yùn)算放大IC  253
11.4.9　LM393運(yùn)算放大IC  253

附錄　視頻講解二維碼  255

參考文獻(xiàn)  256