图解步进电机和伺服电机的应用与维修 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杜增辉，孙克军 著

图书标签:

• 步进电机
• 伺服电机
• 电机控制
• 电机驱动
• 维修
• 应用
• 图解
• 自动化
• 工业控制
• 电机原理

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122246523

版次：1

商品编码：11798461

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-01-01

用纸：胶版纸

页数：156

字数：270000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：从事步进电机和伺服电机相关设计、维修、调试和使用的技术人员
本书是作者多年维修经验的总结，讲解细致，注重操作，案例丰富。
教会读者运用科学的方法、行之有效的措施，进行电机的维修

内容简介

　　《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》共六章，内容包括步进电机原理、伺服电机原理、步进电机和伺服电机选型、步进电机和伺服电机维护与保养、步进电机及驱动故障分析与维修实例、伺服电机及伺服系统故障分析与维修实例。《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》分别从步进电机和伺服电机的原理入手，介绍了步进电机和伺服电机的选型及经常应用的电机规格和参数，还介绍了步进电机和伺服电机的维护要点和方法，并且着重介绍了步进电机及其配套驱动系统常见故障分析以及典型维修实例。
　　《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》突出了内容的先进性、实用性。《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》即可供从事步进电机和伺服电机相关设计、维修、调试、实用的各类技术人员学习，又可作为相关专业在校师生的参考书。

作者简介

孙克军，河北科技大学电气学院，副教授，多年来一直从事电气工程及其自动化专业电机学、电力拖动方面的教学、科研等工作，曾经在工厂从事电动机的维修和保养工作，积累了一定的实践经验。
根据自己掌握的理论与实践经验编写了多本有关电机使用与维修的图书。并积累了一些编写经验。

内页插图

目录

第1章步进电机原理001
1.1步进电机的用途与特点001
1.1.1步进电机的用途001
1.1.2步进电机的特点002
1.1.3步进电机的种类002
1.2步进电机的基本结构与工作原理003
1.2.1反应式步进电机003
1.2.2永磁式步进电机008
1.2.3混合式步进电机009
1.3反应式步进电机的特性011
1.3.1步进电机的静态运行特性011
1.3.2步进电机的动态特性015
1.4步进电机的主要性能指标020
1.5步进电机的驱动电源021
1.5.1对驱动电源的基本要求021
1.5.2驱动电源的组成021
1.5.3驱动电源的分类022
1.5.4单电压型驱动电源022
1.5.5高、低压切换型驱动电源022
1.5.6电流控制的高、低压切换型驱动电源023
1.5.7细分电路电源024
1.5.8双极性驱动电源024
1.6步进电机的控制原理与应用025
1.6.1步进电机的控制原理025
1.6.2步进电机的加减速定位控制027
1.6.3步进电机的应用027
第2章伺服电机原理029
2.1伺服电机概述029
2.1.1伺服电机的用途与分类029
2.1.2自动控制系统对伺服电机的基本要求029
2.2直流伺服电机030
2.2.1直流伺服电机的工作原理与结构特点030
2.2.2直流伺服电机的控制方式035
2.2.3直流伺服电机的静态特性037
2.2.4直流伺服电机的动态特性039
2.3交流伺服电机041
2.3.1概述041
2.3.2两相交流伺服电机的基本结构与工作原理042
2.3.3两相交流伺服电机的控制方式044
2.3.4两相交流伺服电机的静态特性045
2.3.5两相交流伺服电机的动态特性049
2.3.6两相异步伺服电机的额定值050
2.3.7两相异步伺服电机的主要性能指标050
2.4伺服电机的应用052
第3章步进电机和伺服电机选型054
3.1步进电机选型055
3.1.1步进电机选型步骤055
3.1.2步进电机选型实例055
3.2伺服电机选型056
3.2.1伺服电机选型步骤056
3.2.2伺服电机选型实例057
第4章步进电机和伺服电机维护与保养062
4.1步进电机维护要点与保养步骤062
4.1.1步进电机检查维护要点062
4.1.2步进电机连接保养要求和步骤062
4.2伺服电机维护要点与保养步骤063
4.2.1伺服电机维护要点063
4.2.2伺服电机保养要求与步骤064
第5章步进电机及驱动故障分析与维修实例066
5.1步进电机及驱动故障类型分析066
5.1.1反应式步进电机及驱动故障类型分析066
5.1.2永磁式步进电机及驱动故障类型分析067
5.1.3混合式步进电机及驱动故障类型分析070
5.2步进电机及驱动故障维修实例070
5.2.1反应式步进电机及驱动维修实例070
5.2.2永磁式步进电机及驱动维修实例082
5.2.3混合式步进电机及驱动维修实例084
第6章伺服电机及伺服系统故障分析与维修实例085
6.1直流伺服电机及伺服系统故障分析与维修实例085
6.1.1直流伺服电机及伺服系统故障分析085
6.1.2直流伺服电机及伺服系统故障维修实例093
6.2交流伺服电机及伺服系统故障分析与维修实例110
6.2.1交流伺服电机及伺服系统故障分析110
6.2.2交流伺服电机及伺服系统故障维修实例135
附录CNC常用术语中英文对照表149
参考文献157

前言/序言

图书简介：精通现代驱动技术——步进与伺服系统原理、选型与实践 本书聚焦于当今工业自动化和精密运动控制领域的核心驱动技术——步进电机与伺服系统。它并非一本针对特定应用案例或维修手册的图解指南，而是旨在为工程师、技术人员和高级爱好者提供一套全面、深入且具有高度实践指导性的理论框架与工程实践指南。本书内容涵盖了从基础理论到系统集成、从故障诊断到优化控制策略的全方位知识体系，确保读者能够扎实掌握这两种主流驱动技术的精髓。 --- 第一部分：现代驱动技术基础与步进电机深度解析 本部分将读者从传统电机概念带入现代精密驱动领域，为理解后续伺服系统打下坚实的理论基础。 1. 运动控制系统的基石： 引言： 概述工业自动化对高精度、高动态响应的要求，以及步进与伺服电机在现代设备中的核心地位。 电机驱动基础物理原理： 详细阐述电磁感应、磁阻转矩、永磁同步原理等，这是所有旋转电机控制的基础。 脉冲与编码器理论： 深入讲解增量式与绝对式编码器的结构、工作原理、信号类型（A/B相、正余弦输出）及其在闭环控制中的作用。讨论光电、磁阻和光学分辨率的差异。 2. 步进电机系统全面剖析： 结构与分类： 详尽介绍恒磁阻型（VR）、永磁型（PM）和混合型（HB）步进电机的结构特点、优缺点及适用场景。重点解析混合型步进电机（如NEMA标准系列）的定子齿槽结构和转子磁极设计。 驱动原理与微步进技术： 深入讲解两相、三相及五相等步进电机的驱动电路（H桥、半桥），以及如何通过改变绕组电流幅值和相位来实现步进运动。详细阐述细分驱动（Microstepping）技术，包括正弦电流细分和查找表（Look-up Table）的应用，如何有效提高系统的平稳性和分辨率，同时降低共振现象。 性能参数解读： 系统解析标称转矩、保持转矩、失步扭矩、动态响应曲线、最大响应频率等关键参数的物理意义及其对选型的影响。 驱动器与控制器接口： 探讨步进电机驱动器（如恒流斩波型驱动器）的工作模式（全步、半步、微步），以及与外部控制系统（如PLC、运动控制器）之间的脉冲/方向（PUL/DIR）、I/O信号、串行通信（如RS-485）接口标准与电气规范。 --- 第二部分：伺服驱动系统的核心技术与闭环控制理论 本部分是本书的理论核心，专注于解析伺服系统之所以能实现高精度、高动态控制的内在机制。 1. 永磁同步电机（PMSM）原理： 电磁学深入： 侧重于三相PMSM在d-q坐标系下的数学模型建立，包括磁链、电压、电流和转矩方程。 FOC（磁场定向控制）理论详解： 这是现代高性能伺服系统的基石。本书将详尽分解FOC的每一个步骤：Clarke变换、Park变换、SVPWM（空间矢量脉宽调制）的生成与实现。重点分析如何通过控制d轴电流为零来实现最大转矩输出。 直接转矩控制（DTC）： 对比FOC，介绍DTC的基本思想、优势与局限性，适用于对响应速度有极致要求的场合。 2. 伺服驱动器与反馈系统： 伺服放大器（驱动器）结构： 详细介绍三相逆变器桥的拓扑结构、IGBT/MOSFET的选择与驱动、过流/过压保护机制。 高精度反馈： 深入探讨高分辨率绝对值编码器（单圈/多圈）的工作原理，以及Resolver（自整角机）在严苛环境下的应用。讨论如何利用这些反馈信号实现电机转子位置和速度的精确观测。 电流环、速度环与位置环的级联控制： 阐释PID控制在三环结构中的具体应用。重点讲解速度环和位置环的比例（P）、积分（I）、微分（D）参数的工程意义，以及如何通过“扰动观测器”等先进技术增强速度环的刚度与抗干扰能力。 --- 第三部分：系统集成、选型优化与高级应用 本部分将理论知识转化为实际的工程决策和系统构建能力，关注如何将电机与控制系统高效地结合。 1. 驱动系统选型与匹配原则： 负载特性分析： 如何根据负载的惯量、摩擦力矩、工作速度、周期性要求（如启停频率）来确定所需的电机额定转矩和峰值转矩。 动态性能评估： 掌握如何利用电机转矩-速度曲线与负载需求曲线进行交叉分析，确保系统在加速和减速裕度上满足要求，避免过流保护跳闸。 散热与环境适应性： 探讨电机和驱动器（IP等级、工作温度）的环境适应性要求，以及如何设计有效的散热方案（自然风冷、强制风冷、油冷）。 2. 运动控制器的集成与通信： 总线技术比较： 详细对比EtherCAT、Profinet IRT、SERCOS III等工业以太网实时通信协议在同步性、带宽、确定性方面的差异，以及它们在多轴系统中的应用。 电子凸轮与插补运算： 讲解如何利用高级运动控制器实现复杂的轨迹规划，包括直线插补、圆弧插补，以及电子凸轮（E-Cam）在包装、印刷等领域模拟机械连杆机构的原理与编程实现。 3. 常见系统调试与故障排除策略： 初始化与自学习： 详细介绍现代伺服系统在首次上电时进行的电机参数识别（自整定）过程，包括惯量辨识、参数微调。 性能优化： 针对系统振动、跟随误差超差、响应变慢等问题，提供基于环路增益调整和负载模型优化的系统化调试流程。 故障代码分析： 针对驱动器和电机常见错误代码（如过压、欠压、编码器信号丢失、电机过热等），提供一套逻辑清晰的诊断流程和对应的硬件检查步骤。 本书的价值在于，它提供了一个从第一性原理出发，系统地构建和优化步进与伺服运动控制系统的知识体系。它强调工程实践与理论的深度融合，而非简单的参数罗列或设备操作演示，致力于培养读者对驱动系统“为何如此工作”的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得挺吸引人，色彩搭配鲜明，一看就知道是技术类的书籍，而且“图解”二字让人眼前一亮，对于我这种动手能力一般、更依赖视觉信息的读者来说，无疑是个福音。我本来对接下来的项目需要用到电机控制但又有点望而生畏，总觉得那些复杂的电路图和参数公式会把我绕晕。然而，当我翻开这本书时，发现它的内容结构组织得非常清晰。从最基础的电机原理讲起，一步步深入到具体的应用场景，大量的插图和流程图贯穿始终，使得那些原本抽象的概念变得直观易懂。特别是关于如何调试和排除常见故障的部分，作者似乎非常贴心地把我们初学者的痛点都考虑进去了，用详尽的步骤和对应的实物照片来指导操作，而不是仅仅停留在理论层面。这种将理论与实践紧密结合的编排方式，让我感觉这本书更像是一个手把手的技术导师，而不是一本冷冰冰的教科书。我特别期待它能帮我解决在实际工作中遇到的那些棘手问题，毕竟，光有理论知识是远远不够的。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本好的技术参考书，应该具备“查阅性”和“学习性”的平衡。这本书在这方面做得相当到位。它的目录和章节划分非常合理，当你需要查找特定故障的解决方案时，可以迅速定位；而当你想要系统学习某一控制技术时，也能顺畅地按章节深入。尤其值得一提的是，书中对一些新型的电机驱动技术，例如矢量控制（FOC）在伺服电机中的应用，也有相当篇幅的介绍。作者并没有用高深的数学推导来吓退读者，而是侧重于解释矢量控制如何实现对转矩和磁场解耦控制，以及它带来的低速平稳性和高动态响应的优势。这使得即便是对这方面接触不多的技术人员，也能对其核心思想有一个清晰的认识。总而言之，这本书不仅是一本实用的维修手册，更是一本可以帮助读者构建完整电机驱动系统认知体系的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版质量给我留下了深刻的好印象。在技术书籍中，清晰的图文混排至关重要，而这本书在这方面做得非常出色。无论是电路连接图还是安装结构图，线条都清晰锐利，标注清晰无歧义。我特别欣赏作者在讲解接线端子和信号接口时，总是配上实物照片或高精度的三维示意图，这极大地减少了我们在实际接线时因看错端子定义而引发的错误。此外，书中对不同控制器（比如PLC、单片机）与电机驱动器之间的通信协议（如Modbus、CANopen）的介绍，也做到了深入浅出。它没有止步于协议的定义，而是展示了如何构造有效的控制指令包，以及如何解析驱动器返回的状态信息。这种从硬件接口到软件通信层面的全面覆盖，让这本书的实用性大大增强，感觉它真的能够陪伴读者从搭建第一个实验平台，直到最终投入生产线运行的整个周期。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排逻辑简直是为工程技术人员量身定制的。它没有花过多篇幅去探讨那些深奥的电机物理学，而是直奔主题，聚焦于“应用”和“维修”。对于像我这样需要快速上手、解决实际问题的工程师来说，这种务实的风格非常对我胃口。我喜欢它在介绍不同类型电机（比如步进电机和伺服电机）时，会清晰地对比它们各自的优缺点、适用范围以及控制策略的差异。书中对各种控制算法的讲解，比如开环、闭环的实现方式，都配有简化的框图和关键代码片段的示例。这对于我们快速搭建原型系统非常有帮助。更值得称赞的是，在“维修”那一章，作者并没有简单地罗列故障现象，而是构建了一套系统的排查流程图。这种结构化的思维训练，远比单纯的故障代码速查表更有价值，它教会我们如何像专业人士一样去诊断问题，而不是仅仅停留在更换部件的层面。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前也买过几本关于电机控制的书，但很多都因为过于学术化或者内容过于陈旧而束之高阁。然而，这本《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》在细节处理上体现出了作者的专业素养和对读者的尊重。比如，在讨论驱动器选型时，它不仅仅给出了功率和电流的计算公式，还细致地讲解了微步进对精度的影响、电流衰减模式的选择，这些都是实际操作中决定系统性能的关键因素。再者，书中对于伺服系统的调试，特别是增益调整（P/I/D参数的设定），讲解得非常透彻。作者没有提供一套“万能公式”，而是通过实际案例说明了如何根据负载特性来微调这些参数，让系统达到最佳的动态响应。这种强调“因地制宜”的讲解方式，使得读者在面对复杂多变的工业现场时，能够灵活运用所学知识。对于希望提升自己伺服系统调试水平的自动化从业者而言，这本书的价值是无可替代的。

评分☆☆☆☆☆

没什么特殊之处，对于使用者来说用处不大，闲着没事可以看看

评分☆☆☆☆☆

不错，不错，不错，京东不错。

评分☆☆☆☆☆

东西还行

评分☆☆☆☆☆

以后继续买，都是正品书。

评分☆☆☆☆☆

没什么特殊之处，对于使用者来说用处不大，闲着没事可以看看

评分☆☆☆☆☆

买了主要看看怎么选型的，居然没有，而且后面都是以机床举例的，自动化的买了用处也不大。

评分☆☆☆☆☆

质量很好，内容实用

评分☆☆☆☆☆

看上去还可以，给好评。

评分☆☆☆☆☆

好评