第1篇 交流调速基础 3
第1章 交流电机控制系统概述 3
1.1 发展概况与分类 3
1.2 变频器与伺服驱动器 5
1.3 变频调速系统的结构与产品 8
1.3.1 变频调速系统的结构 8
1.3.2 典型变频器产品简介 9
第2章 交流调速基础 13
2.1 电机控制的基本理论 13
2.1.1 电磁感应定律与电磁力 13
2.1.2 电机运行的力学基础 14
2.2 感应电机的运行原理 17
2.3 交流电的逆变 20
2.3.1 电力电子器件概述 20
2.3.2 整流电路的工作原理 23
2.3.3 逆变电路的基本形式与工作原理 25
2.4 PWM逆变原理 28
2.4.1 PWM逆变原理与特点 28
2.4.2 SPWM波形的产生 31
第3章 变频调速原理与系统 33
3.1 感应电机的U/f变频控制 33
3.1.1 感应电机的等效电路 33
3.1.2 电磁转矩与机械特性 34
3.1.3 U/f变频控制原理 35
3.1.4 U/f控制的转矩提升 37
3.1.5 U/f控制输出特性 38
3.1.6 U/f控制变频调速系统 39
3.2 感应电机的转矩控制 42
3.2.1 转差频率控制原理 42
3.2.2 转矩控制的其他条件 43
3.2.3 转差频率控制系统 44
3.3 感应电机的矢量控制 45
3.3.1 感应电机的矢量控制原理 45
3.3.2 感应电机的矢量控制系统 47
第4章 变频调速系统设计基础 53
4.1 交流调速系统的主要技术指标与性能比较 53
4.1.1 交流调速系统的主要技术指标 53
4.1.2 交流调速系统的性能比较 54
4.2 工作条件对性能的影响 57
4.3 变频调速系统的设计与计算 59
4.3.1 变频调速电机的选择 59
4.3.2 变频器及其配套附件的选择 62
4.4 变频调速系统的安装与连接 67
4.4.1 工作条件与安装设计 67
4.4.2 连接设计 69
4.4.3 干扰及其预防 71
4.4.4 接地系统设计 73
4.4.5 安装与连接图设计 76
4.5 电气柜的散热设计 77
4.5.1 发热量与散热能力的计算 77
4.5.2 热交换器与空调的选择 79
第2篇 三菱变频器应用篇 83
第5章 技术性能与电路设计 83
5.1 产品系列、规格与性能 83
5.1.1 三菱FR-500系列变频器 83
5.1.2 三菱FR-700系列变频器 88
5.1.3 FR-500/700性能比较 90
5.2 硬件组成与软件功能 91
5.2.1 外置选件及其选择原则 91
5.2.2 内置选件及其选择原则 95
5.2.3 变频器软件功能 96
5.3 电气连接总图 97
5.3.1 FR-500系列连接总图 98
5.3.2 FR-700系列连接总图 99
5.4 变频器主回路设计 103
5.4.1 输入电源与要求 103
5.4.2 电源通／断与制动电路设计 104
5.4.3 主回路其他选件电路设计 106
5.5 开关量输入回路设计 109
5.5.1 开关量输入信号的基本说明 109
5.5.2 开关量输入信号连接设计 110
5.5.3 正／反转与停止控制电路 114
5.5.4 其他开关量输入信号说明 117
5.6 开关量输出回路设计 118
5.6.1 开关量输出信号的基本说明 118
5.6.2 常用输出信号说明 120
5.6.3 速度与转矩检测信号 124
5.7 模拟量输入／输出与闭环控制回路设计 126
5.7.1 模拟量输入／输出回路的设计 126
5.7.2 闭环控制回路的设计 128
第6章 变频器的操作与控制 131
6.1 FR-500系列变频器的基本操作 131
6.2 FR-700变频器的基本操作 136
6.3 变频器参数总览 142
6.4 变频器的操作模式与运行方式 153
6.4.1 操作模式与运行方式 153
6.4.2 变频器的操作模式 154
6.4.3 变频器的运行方式 160
6.4.4 操作模式与运行方式选择 161
6.5 运行频率的给定与参数 163
6.5.1 频率的指令方式与范围选择 163
6.5.2 频率给定设定参数 166
6.5.3 模拟量输入的选择与调整 167
6.5.4 其他频率给定方式 171
6.6 开关量输入／输出信号的定义 174
6.6.1 开关量输入／输出的基本设定 175
6.6.2 开关量输入功能定义 176
6.6.3 开关量输出功能定义 178
第7章 变频器的基本功能与参数 181
7.1 电机参数的设定与调整 181
7.1.1 电机类型的选择 181
7.1.2 电机与变频器的基本参数 182
7.1.3 电机参数的自动设定 184
7.2 变频器的控制方式选择 186
7.2.1 变频器的基本控制参数 186
7.2.2 U/f控制方式 187
7.2.3 矢量控制方式 189
7.3 变频器的加减速与制动 191
7.3.1 变频器的加减速 191
7.3.2 变频器的制动 196
7.4 变频器的失速防止与重新启动功能 199
7.4.1 失速防止功能 199
7.4.2 断电重新启动功能 202
7.4.3 报警重新启动功能 204
7.5 变频器的PID调节功能 205
7.5.1 系统结构与硬件连接 205
7.5.2 功能设定与参数 207
7.6 变频器的工频切换功能 210
7.6.1 功能说明与控制信号 210
7.6.2 工频切换参数设定与电路设计 212
7.6.3 工频切换的动作 213
7.7 变频器的升降负载控制功能 215
7.7.1 升降负载自动变速功能 215
7.7.2 挡块减速定位功能 217
7.7.3 机械制动功能 219
第8章 变频器的扩展功能与参数 223
8.1 变频器的通信 223
8.1.1 通信与网络接口 223
8.1.2 通信设定参数与通信过程 225
8.1.3 数据交换命令的格式 227
8.1.4 数据交换协议 229
8.1.5 数据通信实例 235
8.2 变频器的网络控制 236
8.2.1 网络控制接口选择 236
8.2.2 网络控制内容选择 237
8.2.3 网络控制信号 239
8.3 FR-700系列新增功能 241
8.3.1 负载类型选择功能 241
8.3.2 模拟量输入功能扩展 243
8.3.3 脉冲频率给定功能 246
8.3.4 三角波运行功能 248
8.3.5 制动回避功能 250
8.4 FR-700系列速度控制扩展功能 251
8.4.1 增益自动调整功能 251
8.4.2 速度调节器改进与闭环速度控制 254
8.5 FR-700系列转矩控制与限制功能 258
8.5.1 控制方式的选择与切换 258
8.5.2 转矩控制功能 260
8.5.3 速度控制时的转矩限制 265
8.5.4 闭环升降负载的转矩偏置 269
8.6 闭环位置控制功能 273
8.6.1 功能说明 273
8.6.2 控制信号与连接 274
8.6.3 位置控制原理与参数 276
8.6.4 增量定位控制 278
8.6.5 连续定位控制 280
8.6.6 位置控制功能的调试 282
8.7 轴定向停止控制功能 284
8.7.1 功能与参数 284
8.7.2 停止位置的指定与调整 285
8.7.3 定向准停的控制 287
8.7.4 定位位置的保持、撤销与调整 289
第9章 变频器的监控、保护功能与维修 291
9.1 变频器参数的保护 291
9.1.1 变频器基本参数的保护 291
9.1.2 变频器用户参数的保护 292
9.1.3 键盘锁定功能设定 296
9.2 变频器的状态显示与监控 297
9.2.1 功能与参数 297
9.2.2 电机转速的显示 298
9.2.3 操作单元显示内容的选择 299
9.2.4 模拟量输出的设定与校正 302
9.3 变频器的保护功能 304
9.3.1 FR-500/700通用保护功能 304
9.3.2 FR-700新增保护功能 306
9.4 变频器的定期维护功能 307
9.4.1 功能与参数 307
9.4.2 功能描述 308
9.4.3 主要元器件寿命监控功能 310
9.5 变频器的节能运行与监视功能 311
9.5.1 功能与参数 311
9.5.2 节能数据的计算 312
9.6 变频器的报警显示与处理 314
9.6.1 报警的显示与清除 314
9.6.2 变频器报警与显示 317
9.6.3 变频器的故障诊断 322
第3篇 安川变频器应用篇 327
第10章 技术性能与电路设计 327
10.1 产品系列与技术性能 327
10.1.1 产品型号与外形 327
10.1.2 CIMR-7系列变频器规格 329
10.1.3 CIMR-1000系列变频器规格 332
10.1.4 技术特点与性能比较 336
10.2 硬件组成与软件功能 338
10.2.1 外置选件及其选择原则 338
10.2.2 内置选件及其选择原则 341
10.2.3 变频器软件功能 344
10.3 电气连接总图 345
10.3.1 CIMR-F7/G7连接总图 346
10.3.2 CIMR-1000连接总图 349
10.4 变频器主回路设计 351
10.4.1 输入电源与要求 351
10.4.2 基本主回路的设计 352
10.4.3 选件连接电路设计 356
10.5 开关量输入回路设计 358
10.5.1 开关量输入的基本说明 358
10.5.2 开关量输入信号的连接 361
10.5.3 正／反转与停止控制电路 364
10.5.4 常用输入信号说明 365
10.6 开关量输出回路设计 367
10.6.1 开关量输出的基本说明 367
10.6.2 常用输出信号说明 369
10.7 模拟量输入／输出回路的设计 371
10.8 闭环控制回路的设计 374
10.8.1 PG-A2/B2的接口电路 374
10.8.2 PG-D2/X2的接口电路 377
第11章 变频器操作与快速调试 379
11.1 CIMR-F7/G7的基本操作 379
11.1.1 操作单元的基本说明 379
11.1.2 CIMR-F7/G7的操作 380
11.1.3 CIMR-F7/G7的参数设定操作 384
11.2 CIMR-F7/G7的快速调试 388
11.2.1 变频器调试的基本步骤 388
11.2.2 快速调试的基本设定 391
11.3 CIMR-F7/G7的自动调整 392
11.3.1 功能说明与使用要点 392
11.3.2 自动调整的操作步骤 393
11.3.3 自动调整功能使用实例 396
11.4 CIMR-1000的基本操作 398
11.4.1 操作单元的基本说明 398
11.4.2 CIMR-J1000/V1000的操作 400
11.5 CIMR-J1000/V1000的调试 403
11.5.1 CIMR-J1000/V1000调试步骤 403
11.5.2 根据控制方式的设定与调整 405
11.5.3 根据用途的设定与调整 406
11.6 CIMR-1000的自动调整与试运行 411
11.6.1 自动调整功能说明 411
11.6.2 自动调整的操作 412
11.6.3 试运行与参数保存 414
第12章 变频器参数与基本设定 417
12.1 变频器参数总述 417
12.1.1 参数号与参数组 417
12.1.2 变频器参数总览 419
12.2 参数的初始化与保护 434
12.2.1 变频器的初始化 434
12.2.2 密码与用户参数 436
12.3 控制方式选择 437
12.3.1 控制方式与选择 437
12.3.2 载波频率设定与选择 440
12.4 U/f曲线设定 442
12.4.1 功能与参数 442
12.4.2 参数的基本说明 443
12.4.3 固定U/f曲线 445
12.5 开关量输入功能定义 446
12.5.1 输入功能定义 446
12.5.2 输入信号功能说明 449
12.6 开关量输出功能定义 451
12.6.1 输出功能定义 451
12.6.2 输出信号功能说明 455
12.7 模拟量与脉冲输入／输出功能定义 457
12.7.1 模拟量输入的功能定义 457
12.7.2 模拟量输出的功能定义 459
12.7.3 脉冲输入／输出功能定义 460
第13章 变频器的基本功能与参数 461
13.1 运行控制与频率给定 461
13.1.1 功能与参数 461
13.1.2 无级变速与主速给定 466
13.1.3 频率给定的主／辅切换 469
13.1.4 多级变速与点动运行 470
13.1.5 远程控制 473
13.2 频率限制与给定调整 475
13.2.1 输出频率的限制与跳变 475
13.2.2 增益与偏移的调整 478
13.3 变频器的加减速控制 482
13.3.1 加减速参数与线性加减速 482
13.3.2 两段加减速与S形加减速 485
13.3.3 自适应加减速与失速防止 486
13.4 变频器的停止与制动 488
13.4.1 停止方式选择与自由停车 488
13.4.2 减速停止、直流制动与急停 490
13.4.3 伺服锁定与高转差制动 493
13.5 失速防止与重新启动 494
13.5.1 运行时的失速防止 494
13.5.2 瞬时断电的重新启动 495
13.5.3 报警重新启动与给定断开时的运行 498
13.6 速度搜索功能 499
13.6.1 功能与参数 499
13.6.2 速度预测型搜索 501
13.6.3 电流检测型搜索 503
第14章 扩展功能与参数 507
14.1 速度控制性能的改进 507
14.1.1 转差补偿与频率偏差控制 507
14.1.2 振动抑制 509
14.1.3 速度调节与闭环控制 510
14.1.4 动态性能的调整 514
14.2 速度控制的转矩调节与检测 515
14.2.1 启动转矩补偿功能 515
14.2.2 转矩限制功能 516
14.2.3 转矩检测功能 519
14.3 转矩控制功能 521
14.3.1 功能与参数 521
14.3.2 转矩控制的基本设定 524
14.3.3 速度／转矩控制切换 525
14.4 PID调节功能 527
14.4.1 系统结构 527
14.4.2 参数设定与控制信号 530
14.4.3 性能调整与功能说明 531
14.5 通信与网络控制 533
14.5.1 通信与网络接口 533
14.5.2 通信设定与通信过程 535
14.5.3 数据交换命令的格式 537
14.5.4 通信指令与数据 539
14.5.5 通信注意点与实例 541
14.6 节能运行、弱磁与升降负载控制 543
第15章 变频器调试与维修 547
15.1 变频器的保护功能 547
15.1.1 电机过载保护 547
15.1.2 电机热保护 550
15.1.3 硬件保护功能 551
15.2 变频器的状态显示与监视 554
15.2.1 操作单元的显示／操作设定 554
15.2.2 变频器的状态监视 557
15.2.3 变频器状态输出与监视 561
15.3 变频器的报警显示与处理 562
15.3.1 变频器故障及其处理 563
15.3.2 变频器警示及其处理 565
15.3.3 操作错误及其处理 567
15.4 变频器的故障诊断 568
附录1 安川变频器根据电机容量、电压变化的默认参数 571
附录2 安川CIMR-V1000变频器控制PM电机的默认参数 577