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第1章　调速传动1

1.1　调速传动的概况1

1.1.1　调速传动的意义1

1.1.2　调速传动的发展1

1.1.3　调速传动的运动方程式1

第1篇　变频器1

1.1.4　调速传动的主要指标2

1.1.5　调速传动中的生产机械负载转矩特性2

1.2.2　直流电动机的电枢反应及对策3

1.2.3　直流电动机的电磁转矩3

1.2　直流电动机调速传动3

1.2.1　直流电动机的工作原理3

1.2.4　直流电动机的调速方法4

1.2.5　直流电动机的调速特性5

1.2.6　直流电动机的起动、调速与制动6

1.3　异步电动机的调速传动7

1.3.1　三相异步电动机的工作原理7

1.3.2　异步电动机的电磁转矩及自然机械特性8

1.3.4　异步电动机的调速特性13

1.3.3　异步电动机的调速方法13

1.4　三相笼型异步电动机变频调速传动18

1.4.1 三相笼型异步电动机变频调速的工作原理18

1.4.2　三相笼型异步电动机变频调速时的转矩特性21

1.5　三相笼型异步电动机高动态性能矢量控制变频调速24

1.5.1　矢量控制的概念24

1.5.2　等效的异步电动机物理模型25

1.5.3　三相异步电动机矢量变换控制的构想25

1.5.4　坐标转换及空间矢量26

2.1.1 电力电子器件的发展29

2.1.2　电力电子器件的分类29

2.1　概述29

第2章　电力电子器件29

2.2 极型晶体管（BJT）30

2.2.1　BJT的发展30

2.2.2　BJT的特点31

2.2.3　BJT的工作特性32

2.2.4 BJT的驱动34

2.2.5 BJT的主要参数34

2.2.6 BJT的二次击穿现象与安全工作区35

2.2.7 BJT的保护36

2.2.8　BJT的选择39

2.3.1 MOSFET的特点40

2.3.2 MOSFET的结构与工作原理40

2.3 MOS场效应晶体管（MOSFET）40

2.3.3 MOSFET工作特性41

2.3.4　主要参数与安全工作区42

2.4　绝缘栅双极型晶体管（IGBT）43

2.4.1 IGBT的特点43

2.4.2 IGBT的结构与工作原理43

2.4.3 IGBT的工作特性44

2.4.5 使用IGBT时的注意事项45

2.4.4 IGBT的主要参数45

2.4.6 IGBT的驱动46

2.4.7 IGBT产介绍49

2.5 门极关断（GTO）晶闸管49

2.5.1 GTO的关断机理49

2.5.2 GTO的电特性50

2.5.3 GTO的主要参数52

2.5.4 GTO的发展方向53

2.5.5 GTO的驱动54

2.6 MOS门场控晶闸管（MCT）56

2.7　智能电力集成电路（SPIC）58

第3章　变频器61

3.1　变频器的发展61

3.1.1　异步电动机调速概况61

3.1.2　变频器技术发展动向61

3.2　交流变频系统的基本形式64

3.2.1　交-交变频系统64

3.2.2　交-直-交变频系统66

3.3.1　主电路67

3.3　变频器的构成67

3.3.2　控制电路68

3.4　通用变频器的分类70

3.4.1　按直流电源的性质分类70

3.4.2　按输出电压调节方式分类71

3.4.3　按控制方式分类72

3.4.4　按主开关器件分类74

3.5　通用变频器中的整流器75

3.5.1　二极管整流器75

3.5.2 PWM整流器78

3.6.1　逆变器的类型80

3.6　变频器中的逆变器80

3.6.2 PWM逆变电路82

3.6.3　由SPWM逆变器组成的变频器86

3.7　变频器中的制动87

3.7.1　动力制动87

3.7.2　回馈制动88

3.7.3　直流制动90

3.7.4　采用共用直流母线的多逆变器传动91

3.8　通用变频器的U/f控制93

3.8.1　普通功能型U/f控制通用变频器93

3.8.2 高功能型U/f控制通用变频器94

3.9 通用变频器矢量控制100

3.9.1　无速度传感器矢量控制的速度调节101

3.9.2　有速度传感器的转速或转矩闭环矢量控制102

3.9.3　电动汽车矢量控制102

3.10　智能型变频器104

3.11　单相电容分相式电动机的变频调速106

3.11.1　单相电容电动机的工作原理107

3.11.2　单相电容电动机变频调速器控制系统108

3.12.1　概述109

3.12　采用数字控制芯片的变频器109

3.11.4　输出电流波形109

3.11.3　单相电容电动机变频调速系统的实现109

3.12.2　控制电动机专用芯片111

3.12.3　多CPU控制115

3.13　直接转矩控制的变频器117

3.13.1 PWM逆变器输出电压的矢量表示117

3.13.2　磁通轨迹控制119

3.13.3　直接转矩控制实际结构121

3.14　变频器控制方式综述121

3.14.1　非智能控制方式121

3.14.2　智能控制方式122

3.14.3　变频器控制的展望123

第4章　FR-A540变频器的操作124

4.1　变频器的接线124

4.1.1　主回路接线及注意事项124

4.1.2　控制回路接线及注意事项126

4.2　操作面板130

4.2.1　操作面板（FR-DU04）的名称和功能130

4.2.2　操作面板的使用132

4.3.2 PU运行操作方式（Pr.79=0、1）137

4.3　运行操作方式137

4.3.1　运行操作方式的选择137

4.3.3　外部运行操作方式（Pr.79=2）138

4.3.4　组合运行操作方式1（Pr.79=3）139

4.3.5　组合运行操作方式2（Pr.79=4）139

4.4　参数及参数功能140

4.4.1　参数表140

4.4.2　常用参数分类142

4.4.3　常用参数功能简述144

4.5.1　输出频率跳变148

4.5　应用实例148

4.5.2　多段速度149

4.5.3　程序运行151

4.5.4　PID控制155

4.5.5　工频电源切换160

4.5.6　PLG闭环运行164

4.6　故障处理165

4.6.1　常见故障代码165

4.6.2　故障处理对策169

5.1　前言171

第5章　变频器的应用171

5.2　节能方面172

5.3　省力化、自动化及提高生产率方面184

5.4　提高质量方面188

5.5　其他方面192

第6章　变频器的选择、安装、调试与维护194

6.1　变频器的选择194

6.2　变频器的安装197

6.3　变频器的调试204

6.4　变频器的维护205

第2篇　可编程序控制器（PLC）211

第7章 可编程序控制器的工作原理与指令系统211

7.1　概述211

7.1.1　引言211

7.1.2 PLC的定义及特点212

7.1.3 PLC的分类214

7.1.4 PLC的性能215

7.1.5 PLC的应用领域215

7.1.6 PLC的发展趋势216

7.2.1 PLC的硬件组成221

7.2 PLC的组成与工作原理221

7.2.2 PLC的软件组成233

7.2.3 PLC的工作原理236

7.3 FX系列PLC的简介、基本指令与步进指令240

7.3.1 FX系列PLC简介240

7.3.2 FX2N系列PLC的软元件及地址分配244

7.3.3 FX2N系列PLC的基本指令255

7.3.4 FX2N系列PLC的步进控制指令262

7.4 FX2N系列PLC的功能指令265

7.4.1　功能指令通则266

7.4.2　程序流控指令（FNC00～FNC09）267

7.4.3　传送和比较（FNC10～FNC19）272

7.4.4　四则运算及逻辑运算（FNC20～FNC29）275

7.4.5　循环移位与移位（FNC30～FNC39）277

7.4.6　数据处理（FNC40～FNC49）278

7.4.7　方便指令（FNC60～FNC69）280

7.4.8　外部I/O设备（FNC70～FNC79）282

7.4.9　FX2N系列PLC外部设备（FNC80～FNC89）285

7.4.10　实时时钟处理（FNC160～FNC169）292

7.4.11　触点式比较指令（FNC220～FNC249）295

7.4.12　关于基本指令的分类名称助记符功能及图形与可用软元件298

第8章　可编程控制系统设计299

8.1 PLC系统的设计299

8.2 PLC的选型300

8.3　程序（软件）设计的步骤301

8.4　程序设计方法303

8.5　常用基本环节的编程304

8.5.1　延时电路304

8.5.2　闪光电路306

8.5.3　单按钮起停控制电路308

8.5.4　开机累计时间控制电路309

8.5.5 电梯轿厢位置显示控制电路309

8.5.6　比较电路318

8.5.7　采样电路320

8.5.8　选择性电路321

8.5.9　特殊功能模块的读与写322

8.5.10　串行通信编程323

8.6　编程实例328

8.6.1 中央空调三台冷却水泵节能控制（顺序控制单流程应用举例）328

8.6.2　带式输送机控制（顺序控制选择性控制举例）331

8.6.3　多段速度恒压供水控制（顺序控制并行分支控制举例）333

8.6.4　带编码器的3层电梯控制335

8.6.5　16层电梯控制338

第9章　三菱FX系列PLC的特殊功能模块343

9.1　模拟量输入／输出模块343

9.1.1　概述343

9.1.2　普通A/D输入模块344

9.1.3 FX2N-4AD-PT温度输入模块350

9.1.4 FX2N-2DA输出模块355

9.2.1 FX定位模块的种类361

9.2　定位控制接口模块361

9.2.2 FX2N-20GM模块简介362

9.3　通信接口模块369

9.3.1　概述369

9.3.2 FX2N-232BD通信接口模块简介369

9.3.3 FX2N-485BD通信接口模块简介373

9.3.4 FX2N-422BD通信接口模块简介377

9.3.5 FX2N-232IF通信接口模块简介377

10.1 工程378

10.1.1　创建一个新工程378

第10章　三菱全系列PLC的GX Developer Ver.7编程软件使用378

10.1.2　打开工程380

10.1.3　关闭工程381

10.1.4　保存工程382

10.1.5　删除工程383

10.1.6　校验工程384

10.1.7　相互转变梯形图程序和SFC程序386

10.1.8　读取其他格式的文件387

10.2　梯形图制作388

10.2.1　梯形图制作时的限制事项388

10.2.2　梯形图的制作步骤392

10.3　创建软元件注释396

10.4　在线398

10.4.1 PLC与计算机连接398

10.4.2　监视398

10.4.3　程序调试405

10.4.4　登录关键字／密码407

10.4.5　在监视状态下修改梯形图程序409

10.4.6　诊断PLC的CPU413

10.5 FX系列PLC的SFC编程简介414

10.5.1 SFC程序的说明414

10.5.2 SFC图符号的列表415

10.5.3 SFC的步416

10.5.4 SFC的转移条件418

10.6 GX Simulator Ver.6软件简介433

10.6.1 启动GX Simulator Ver.6433

10.6.2　初期画面的表示内容435

10.6.3　监视软元件内存436

10.6.4 GX Simulator Ver.6的结束方法440

11.1.1　触摸屏的工作原理441

11.1　触摸屏概述441

第11章　MELSEC-GOT触摸屏441

第3篇　触摸屏441

11.1.2　触摸屏的主要类型442

11.2 F940GOT触摸屏的操作446

11.2.1 画面构成446

11.2.2　状态功能447

11.2.3 GOT操作键的基本操作449

11.2.4　系统连接449

11.2.5　起动449

11.2.6　状态模式操作455

11.3.2　软件屏幕配置和各种工具472

11.3　三菱GT Designer Ver.5图形终端显示屏幕制作软件使用介绍472

11.3.1　软件概述472

11.3.3　软件对话框的基本操作475

11.3.4　模板的操作476

11.3.5　规格说明478

11.3.6　创建显示屏幕480

11.3.7　数据的下载和上载传输490

12.1　数据通信基础493

12.1.1　数据通信方式493

第12章　PLC、变频器及触摸屏间的网络数据通信493

第4篇　综合实际应用493

12.1.2　数据传送方向497

12.1.3　传送介质498

12.1.4　串行通信接口标准498

12.2　工业局域网基础505

12.2.1　概述505

12.2.2　局域网的四大要素505

12.2.3　局域网的选型考虑507

12.3　三菱PLC的网络通信508

12.3.1　网络概要508

12.3.2　以太网（Ethernet）509

12.3.3 ELSECNET/10局域令牌网510

12.3.4 ELSECNET/H局域令牌网510

12.3.5 CC-Link开放式现场总线511

12.4 FX系列PLC的链接及通信515

12.4.1 简易PLC间的链接515

12.4.2　并联链接520

12.4.3　计算机链接通信522

12.5　三菱系列变频器的RS-485通信527

12.5.1　三菱系列变频器RS-485串行通信协议527

12.5.2　变频器的通信相关参数（通过变频器PU口和PLC通信）532

12.5.3 FX2N-485-BD与三菱FR-A540变频器的通信接线533

12.5.4 PLC与变频器通信的编程及调试例解534

12.6　触摸屏与变频器的通信537

12.6.1 F940GOT的通信端口537

12.6.2 FREQROL变频器的设置537

12.6.3　变频器接头规格及电缆图539

12.6.4　画面创建时的站号指定540

12.6.5　使用FREQROL系列变频器时的注意事项540

12.6.6 GOT连接设备的参数设置546

13.1.1　4层货梯控制548

13.1 电工、电梯、制冷基本综合应用实例548

第13章　变频器、PLC及触摸屏的综合应用548

13.1.2　刨床控制552

13.1.3 小推车自动控制557

13.1.4　冷却水泵节能循环运行控制560

13.1.5　PLC与变频器的RS-485通信控制566

13.1.6　带编码器的3层电梯控制570

13.1.7　工业洗衣机程序控制系统574

13.1.8　恒压供水（多段速度训练）控制577

13.1.9 中央空调冷冻泵节能运行控制580

13.1.10　触摸屏与变频器的通信控制583

13.2　电工、制冷、电梯专业综合应用实例585

13.2.1　PLC电镀生产线定位控制系统585

13.2.2 PLC零件数控加工控制系统587

13.2.3 Q系列PLC工业现场网络总线控制589

13.2.4　恒压供水系统592

13.2.5　负压气动机械手控制609

13.2.6　负压恒值控制615

13.2.7 中央空调智能化控制系统620

13.2.8　电梯的群控634

参考文献646