依据专业人才培养定位和新的教学指导方案，在总结多年实践教学经验的基础上编写本书。本书主要内容主要包括变频器认知、变频器安装、变频器面板操作、外部端子控制变频器、变频器高级应用、伺服系统认知、伺服系统应用、步进系统原理及应用。

前 言 电气传动是一门综合交叉学科，包括电动机与控制、电子技术、信息技术、传感检测技术、自动控制技术等各相关技术及其有机结合，广泛应用于国防、能源、交通、冶金、化工、港口和机床等各个领域。纵观各国近代工业发展史，放眼现代工业发展的新潮流，人们越来越认识到电气传动自动化技术是现代化国家的一个重要技术基础。可以这样说：大至一个国家，小至一个工厂，它所具有的电气传动自动化技术水平可以直接反映其现代化的水平。 一个电气传动系统由电动机、电源装置和控制装置三部分组成，它们各自有多种设备或线路可供选用，其中广泛应用的有三相异步电动机和变频器（简称变频）、步进电动机和步进驱动器（简称步进）、伺服电动机和伺服驱动器（简称伺服）。现行课程重点定位在变频器，随着科学技术的进步和电子元器件成本的降低，伺服驱动和步进驱动以其良好的性能应用得越来越广泛。在电气和机电项目的各级各类比赛中，除变频器外都或多或少地应用了步进和伺服驱动技术。例如：教育部主办的全国职业院校技能大赛—“自动化生产线安装与调试”赛项中，分拣站采用西门子或三菱变频器，输送站采用松下伺服驱动器；与世界技能大赛接轨的“机电一体化项目”赛项中，颗粒上料单元应用三菱变频器，机器人单元应用研控步进，成品入仓单元应用三菱伺服系统。随着技能大赛的引领，一批职业院校纷纷建设了配备亚龙YL-335B自动化生产线实训考核装置、亚龙YL-158GA现代电气控制系统实训考核装置、三向SX-815Q机电一体化综合实训考核设备的实验实训室。 但是，职业院校中开设伺服和步进课程的很少，教材更是凤毛麟角。为此，我们编写了此书，书中囊括了生产实践和技能大赛中常用变频、伺服和步进。传统的教材中，变频、伺服和步进相关篇幅只讲述某一品牌，或者两种品牌分开讲述。但变频、伺服和步进的品牌众多，学生毕业后工作遇到的很可能不是他在学校中学习过的，而且职业院校学生的自学能力和知识的迁移能力普遍有待加强。为此，本书选取市场占有率比较高的西门子和三菱变频，台达、松下和三菱伺服，步科和研控步进。在内容组织上将不同品牌的变频、伺服和步进融合起来，抓住相同点，区分不同点，使学生融会贯通、举一反三。 本书按照教、学、做一体化教学模式进行编写，以各职业院校普遍装配的实验实训设备为载体，通过实现模拟生产中的典型项目驱动教学。本书侧重实践应用，紧扣“准确、实用、先进、可读”的原则，力求达到提高学生学习兴趣和效率以及易学、易懂、易上手的目的。目前，职业院校的变频器教材大多侧重工作原理、开关量控制、模拟量速度给定等内容，本书不仅囊括了这些，而且还包含PID控制、通信控制，非常全面。本书通过真实的企业项目，使学生掌握伺服系统的三大典型控制模式：位置控制、速度控制和转矩控制。通过真实的企业项目，使学生掌握步进系统的理论知识和实际应用。 本书在内容取材和安排等方面具有以下特点： （1）囊括了三种典型的电气传动系统：变频器、伺服电动机和伺服驱动器、步进电动机和步进驱动器。 （2）将不同品牌的变频、伺服和步进融合起来，抓住相同点，区分不同点，使学生融会贯通、举一反三。 （3）每个项目中都包含软硬件配置、接线图和所需程序。程序可供下载，下载网址为www.download.cip.com.cn。 （4）真实的企业项目使学生在实践应用中与企业实现零距离接触，提高学生学习兴趣。针对大多数实际工程中遇到的问题，给出解决方案，具有很高的工程实践性。 在教学实施过程中，各职业院校可根据本校实验实训设备的配置，将“单元知识”和“单元实训”细分后相互配合实施，也可以在完成“单元知识”学习后再进行“单元实训”。多种品牌的变频、伺服、步进以本校实验设备采用的品牌为主，以其他品牌为辅。本书将一些补充内容和实践性内容放在了“项目拓展”中，教师可根据情况选用。建议：考试强化过程考核，侧重上机实操；加强考核学生应用理论知识解决实际问题的能力，削弱考核学生对理论知识的死记硬背；每一项目完成后，学生互评和教师评价的成绩加权后作为学生课程综合成绩的主要部分。 本书由山东工业职业学院刘元永、赵云伟任主编，王震、韩晓冬任副主编，曲延昌、李磊参编，魏召刚任主审；山东商业职业学院周恒超和中国电力科学研究院有限公司王德顺参加本书编写。其中，韩晓冬编写了单元1和单元2，赵云伟编写了单元3、单元4，王德顺编写了单元5的5.1，周恒超编写单元5的5.2，刘元永编写了单元6、单元7，王震编写了单元8，曲延昌绘制了大量复杂的电路图，李磊参与了编写并给予编写指导。 感谢校企业合作单位亚龙教育装备有限公司相关领导和相关技术人员、中国电网山东省电力公司东营供电公司崔荣喜。他们提供了大量翔实的技术资料，还提供了嵌入课堂教学的技能训练产品，共同设计了“单元实训”。本书在编写过程中参考了有关书籍和研究成果，以及产品制造商资料手册，并引用其中的部分内容，在此一并表示感谢！本书编写仓促，书中难免存在疏漏和不足之处，我们恳切希望读者对本书多多提出指导与建议，联系邮箱644464621@qq.com。您的指导和建议将极大地改进我们的教学和本书再版。 编　者 2019年5月

目 录 单元1　变频器的认知 1 【单元导学】 1 【单元知识】 1 1.1　变频器的结构 2 1.2　变频器的铭牌 3 1.3　技术规格及主要性能 4 1.4　变频器产品简介 6 1.5　变频器选型 7 【单元实训】 8 【单元拓展】 9 单元2　变频器的安装操作 10 【单元导学】 10 【单元知识】 10 2.1　主电路 10 2.2　控制电路 14 2.3　外围电路 18 2.4　变频器的安装 23 2.5　变频器接线 24 【单元实训】 25 实训任务1　变频器的安装与端盖拆装 25 实训任务2　主电路接线 28 【单元拓展】 29 单元3　变频器面板操作 33 【单元导学】 33 【单元知识】 33 3.1　变频器操作面板的认知与操作 33 3.2　变频器的参数设置 39 3.3　面板控制变频器运行 45 【单元实训】 48 实训任务1　面板控制变频器 48 实训任务2　变频器参数监视 50 【单元拓展】 50 单元4　外部端子控制变频器运行 54 【单元导学】 54 【单元知识】 54 4.1　认识变频器外部端子 54 4.2　外部端子控制电动机点动运行 58 4.3　外部端子控制电动机正反转 61 4.4　外部端子控制变频器实现电动机多段速 63 4.5　外部模拟量给定变频器频率 66 4.6　PLC与变频器联机控制电动机运行 69 【单元实训】 73 实训任务1　外部端子控制变频器实现电动机点动运行 73 实训任务2　外部端子控制变频器实现电动机正反转 73 实训任务3　外部端子控制变频器实现电动机多段速运行 74 实训任务4　变频器外部模拟量端子控制电动机转速 75 【单元拓展】 75 单元5　变频器高级应用操作 77 【单元导学】 77 【单元知识】 77 5.1　变频器PID调速控制 77 5.2　通信控制变频器运行 84 【单元实训】 97 实训任务1　变频器PID控制电动机恒速运转 97 实训任务2　S7-200 SMART PLC采用USS通信控制变频器 98 实训任务3　触摸屏PLC控制变频器 99 【单元拓展】 103 单元6　伺服系统认知 107 【单元知识】 107 【单元知识】 107 6.1　伺服系统概述 107 6.2　交流伺服电动机 109 6.3　交流伺服驱动器 115 【单元实训】 143 实训任务1　无负载检测 144 实训任务2　空载JOG测试 145 【单元拓展】 146 单元7　伺服系统应用 153 【单元导学】 153 【单元知识】 154 7.1　位置控制模式 155 7.2　速度控制模式 168 7.3　转矩控制模式 176 7.4　混合控制模式 184 【单元实训】 184 【单元拓展】 187 单元8　步进系统的原理及应用 189 【单元导学】 189 【单元知识】 190 8.1　步进电动机 190 8.2　步进驱动器 195 8.3　步进电动机和驱动器的选型 199 【单元实训】 200 【单元拓展】 201 参考文献 203

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