依據專業人纔培養定位和新的教學指導方案，在總結多年實踐教學經驗的基礎上編寫本書。本書主要內容主要包括變頻器認知、變頻器安裝、變頻器面板操作、外部端子控制變頻器、變頻器高級應用、伺服繫統認知、伺服繫統應用、步進繫統原理及應用。

目 錄
1．1變頻器的結構 2
1．2變頻器的銘牌 3
1．3技術規格及主要性能 4
1．4變頻器產品簡介 6
1．5變頻器選型 7
2．1主電路 10
2．2控制電路 14
2．3外圍電路 18
2．4變頻器的安裝 23
2．5變頻器接線 24
實訓任務1變頻器的安裝與端蓋拆裝 25
實訓任務2主電路接線 28
3．1變頻器操作面板的認知與操作 33
3．2變頻器的參數設置 39
3．3面板控制變頻器運行 45
實訓任務1面板控制變頻器 48
實訓任務2變頻器參數監視 50
4．1認識變頻器外部端子 54
4．2外部端子控制電動機點動運行 58
4．3外部端子控制電動機正反轉 61
4．4外部端子控制變頻器實現電動機多段速 63
4．5外部模擬量給定變頻器頻率 66
4．6PLC與變頻器聯機控制電動機運行 69
實訓任務1外部端子控制變頻器實現電動機點動運行 73
實訓任務2外部端子控制變頻器實現電動機正反轉 73
實訓任務3外部端子控制變頻器實現電動機多段速運行 74
實訓任務4變頻器外部模擬量端子控制電動機轉速 75
5．1變頻器PID調速控制 77
5．2通信控制變頻器運行 84
實訓任務1變頻器PID控制電動機恆速運轉 97
實訓任務2S7-200 SMART PLC采用USS通信控制變頻器 98
實訓任務3觸摸屏PLC控制變頻器 99
6．1伺服繫統概述 107
6．2交流伺服電動機 109
6．3交流伺服驅動器 115
實訓任務1無負載檢測 144
實訓任務2空載JOG測試 145
7．1位置控制模式 155
7．2速度控制模式 168
7．3轉矩控制模式 176
7．4混合控制模式 184
8．1步進電動機 190
8．2步進驅動器 195
8．3步進電動機和驅動器的選型 199
參考文獻 203

前 言

電氣傳動是一門綜合交叉學科，包括電動機與控制、電子技術、信息技術、傳感檢測技術、自動控制技術等各相關技術及其有機結合，廣泛應用於國防、能源、交通、冶金、化工、港口和機床等各個領域。縱觀各國近代工業發展史，放眼現代工業發展的新潮流，人們越來越認識到電氣傳動自動化技術是現代化國家的一個重要技術基礎。可以這樣說：大至一個國家，小至一個工廠，它所具有的電氣傳動自動化技術水平可以直接反映其現代化的水平。

一個電氣傳動繫統由電動機、電源裝置和控制裝置三部分組成，它們各自有多種設備或線路可供選用，其中廣泛應用的有三相異步電動機和變頻器（簡稱變頻）、步進電動機和步進驅動器（簡稱步進）、伺服電動機和伺服驅動器（簡稱伺服）。現行課程重點定位在變頻器，隨著科學技術的進步器件成本的降低，伺服驅動和步進驅動以其良好的性能應用得越來越廣泛。在電氣和機電項目的各級各類比賽中，除變頻器外都或多或少地應用了步進和伺服驅動技術。例如：教育部主辦的全國職業院校技能大賽—“自動化生產線安裝與調試”賽項中，分揀站采用西門子或三菱變頻器，輸送站采用松下伺服驅動器；與世界技能大賽接軌的“機電一體化項目”賽項中，顆粒應用三菱變頻器，機應用研控步進，成品應用三菱伺服繫統。隨著技能大賽的引領，一批職業院校紛紛建設了配備亞龍YL-335B自動化生產線實訓考核裝置、亞龍YL-158GA現代電氣控制繫統實訓考核裝置、三向SX-815Q機電一體化綜合實訓考核設備的實驗實訓室。

但是，職業院校中開設伺服和步進課程的很少，教材更是鳳毛麟角。為此，我們編寫了此書，書中囊括了生產實踐和技能大賽中常用變頻、伺服和步進。傳統的教材中，變頻、伺服和步進相關篇幅隻講述某一品牌，或者兩種品牌分開講述。但變頻、伺服和步進的品牌眾多，學生畢業後工作遇到的很可能不是他在學校中學習過的，而且職業院校學生的自學能力和知識的遷移能力普遍有待加強。為此，本書選取市場占有率比較高的西門子和三菱變頻，臺達、松下和三菱伺服，步科和研控步進。在內容組織上將不同品牌的變頻、伺服和步進融合起來，抓住相同點，區分不同點，使學生融會貫通、舉一反三。

本書按照教、學、做一體化教學模式進行編寫，以各職業院校普遍裝配的實驗實訓設備為載體，通過實現模擬生產中的典型項目驅動教學。本書側重實踐應用，緊扣“準確、實用、先進、可讀”的原則，力求達到提高學生學習興趣和效率以及易學、易懂、易上手的目的。目前，職業院校的變頻器教材大多側重工作原理、開關量控制、模擬量速度給定等內容，本書不僅囊括了這些，而且還包含PID控制、通信控制，非常全面。本書通過真實的企業項目，使學生掌握伺服繫統的三大典型控制模式：位置控制、速度控制和轉矩控制。通過真實的企業項目，使學生掌握步進繫統的理論知識和實際應用。

本書在內容取材和安排等方面具有以下特點：

（1）囊括了三種典型的電氣傳動繫統：變頻器、伺服電動機和伺服驅動器、步進電動機和步進驅動器。

（2）將不同品牌的變頻、伺服和步進融合起來，抓住相同點，區分不同點，使學生融會貫通、舉一反三。

（3）每個項目中都包含軟硬件配置、接線圖和所需程序。程序可供下載，下載網址為www.download.cip.com.cn。

（4）真實的企業項目使學生在實踐應用中與企業實現零距離接觸，提高學生學習興趣。針對大多數實際工程中遇到的問題，給出解決方案，具有很高的工程實踐性。

在教學實施過程中，各職業院校可根據本校實驗實訓設備的配置，知識”實訓”細分後相互配合實施，也可以在完知識”學習後再進實訓”。多種品牌的變頻、伺服、步進以本校實驗設備采用的品牌為主，以其他品牌為輔。本書將一些補充內容和實踐性內容放在了“項目拓展”中，教師可根據情況選用。建議：考試強化過程考核，側重上機實操；加強考核學生應用理論知識解決實際問題的能力，削弱考核學生對理論知識的死記硬背；每一項目完成後，學生互評和教師評價的成績加權後作為學生課程綜合成績的主要部分。

本書由山東工業職業永、趙雲偉任主編，王震、韓曉鼕任副主編，曲延昌、李磊參編，魏召剛任主審；山東商業職業學院周恆超和中國電力科學研究院有限公司王德順參加本書編寫。其中，韓曉鼕編2，趙雲偉編4，王德順編5的5.1，周恆超5的5.永編7，王震編8，曲延昌繪制了大量復雜的電路圖，李磊參與了編寫並給予編寫指導。

感謝校企業合作單位亞龍教育裝備有限公司相關領導和相關技術人員、中國電網山東省電力公司東營供電公司崔榮喜。他們提供了大量翔實的技術資料，還提供了嵌入課堂教學的技能訓練產品，共同設計實訓”。本書在編寫過程中參考了有關書籍和研究成果，以及產品制造商資料手冊，並引用其中的部分內容，在此一並表示感謝！本書編寫倉促，書中難免存在疏漏和不足之處，我們懇切希望讀者對本書多多提出指導與建議，聯繫郵箱644464621@qq.com。您的指導和建議將極大地改進我們的教學和本書再版。

編者

2019年5月