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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030358158

商品编码：29356812526

包装：平装

出版时间：2016-02-01

基本信息

书名：小型交流伺服电机控制电路设计

定价：36.0元

作者：(日)石岛胜著;薛亮,祝建俊译

出版社：科学出版社

出版日期：2016-02-01

ISBN：9787030358158

字数：225

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：B5

商品重量：0.200kg

编辑推荐

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导语_点评_推荐词

内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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序言

《驱动未来：精密定位与高效能量转换的艺术》 在现代工业的脉搏中，精密的运动控制与高效的能量转换扮演着至关重要的角色。从生产线上高速运转的机器人手臂，到医疗器械中细致入微的定位系统，再到航空航天领域对可靠性的极致追求，这一切都离不开背后默默工作的先进驱动技术。本书《驱动未来：精密定位与高效能量转换的艺术》正是聚焦于这一核心领域，深入剖析驱动系统的设计精髓，旨在为读者揭示如何通过巧妙的电路设计，实现对动力源的精准驾驭，从而赋能千行百业的自动化与智能化升级。 本书并非仅仅罗列技术参数或堆砌理论公式，而是通过一系列精心设计的案例与深入浅出的阐述，引导读者理解驱动系统的“前世今生”，以及驱动技术在不断演进中如何塑造着我们的世界。我们将从驱动系统的基本构成出发，循序渐进地探究其核心组件——电机、控制器与电源——之间的协同作用。 第一篇：驱动之基石——电机世界的探索 驱动的核心在于电机，它是能量转换的终端执行器。本书将带领读者走进丰富多彩的电机世界，重点关注那些在现代工业自动化中扮演着核心角色的电机类型。我们不会止步于对直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机等概念的简单介绍，而是深入分析它们的工作原理、特性曲线以及各自的优缺点，为后续的控制电路设计奠定坚实的基础。 直流电机家族： 剖析有刷与无刷直流电机的结构、换向原理及动态响应特性。我们将探讨如何通过改变励磁方式（串励、并励、复励）来调整其输出扭矩与转速的关系，以及无刷直流电机在提高效率、寿命和减小体积方面的优势。 交流电机演变： 从感应电机到同步电机，理解电磁感应与同步旋转的奥秘。我们将详细讲解感应电机（笼型、绕线型）的异步工作原理，以及同步电机在需要高精度同步运行场景下的应用。 步进电机： 聚焦于其离散的步进运动原理，理解其在开环控制下实现精确角度定位的优势。我们将分析其驱动方式（全步、半步、微步）对分辨率和转矩的影响。 伺服电机： 作为本书关注的重点之一，我们将深入解读伺服电机在闭环控制系统中的核心地位。理解其高精度、高动态响应以及宽广调速范围的特性，并介绍不同类型的伺服电机（如直流伺服、交流伺服）的结构及工作模式。 在理解了各种电机的基本特性后，本书将进一步探讨如何根据具体的应用需求，选择最合适的电机类型。这包括对负载特性（恒转矩、恒功率、变速变载）、精度要求、响应速度、工作环境以及成本效益等方面的综合考量。 第二篇：控制之魂——驱动电路的智慧设计 驱动系统的灵魂在于其控制电路。本篇将是本书的重点，我们致力于深入剖析各类驱动电路的设计原理、关键技术与优化策略。我们将从最基础的功率放大器件入手，逐步构建起能够实现复杂运动控制的智能驱动系统。 功率驱动核心： 深入研究功率晶体管（BJT、MOSFET、IGBT）的特性、选型原则及其在驱动电路中的作用。我们将详细讲解如何根据电机的功率需求、工作电压和电流特性，合理选择和配置这些功率器件，并重点关注其散热设计与保护措施。 PWM（脉冲宽度调制）技术： 揭示PWM在电机调速与转矩控制中的核心地位。我们将详细阐述PWM的生成原理、不同调制方式（如对称PWM、不对称PWM）的优缺点，以及如何通过调整占空比和频率来实现对电机转速和扭矩的精确控制。 H桥与全桥驱动： 详解H桥和全桥电路的结构、工作原理及其在直流电机正反转控制、刹车及能量回馈中的应用。我们将分析不同H桥拓扑的优缺点，以及如何通过驱动芯片或分立器件来实现H桥的驱动。 三相桥式逆变器： 聚焦于交流电机驱动的关键技术。我们将详细解析三相桥式逆变器的拓扑结构、工作模式（如六步换向、SPWM），以及如何通过控制逆变器的开关顺序来产生任意频率和幅度的三相交流电，从而实现对交流电机的精确调速与转矩控制。 电流环与速度环设计： 深入理解闭环控制系统的精髓。我们将详细阐述电流环（用于精确控制电机绕组中的电流，从而实现对扭矩的精确控制）和速度环（用于根据反馈的速度信号调整输出，实现对转速的精确稳定）的设计思路与实现方法。我们将讨论PID控制算法在速度环中的应用，以及如何进行参数整定以获得最佳的动态响应和稳态精度。 位置反馈与编码器接口： 探讨实现高精度定位的关键。我们将详细介绍各种位置反馈器件，如增量式编码器、绝对式编码器、霍尔传感器等的工作原理、信号特点及其在驱动电路中的接口设计。理解如何通过解析编码器信号，实现对电机位置的实时监测与精确控制。 驱动电路的保护与优化： 关注驱动系统的可靠性与效率。我们将探讨过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护等重要的保护机制，以及如何通过合理的电路设计、元器件选型和控制策略来提高驱动系统的效率，降低能耗，并延长器件寿命。 第三篇：集成与智能——先进驱动系统的展望 随着技术的发展，驱动系统正朝着集成化、智能化和网络化的方向发展。本篇将带领读者展望驱动技术的未来，探讨集成驱动芯片、通信接口以及嵌入式系统在驱动控制中的应用。 集成驱动解决方案： 介绍各种高度集成的电机驱动芯片，它们集成了功率器件、驱动电路、保护电路甚至简单的控制逻辑，极大地简化了外围电路设计，减小了体积，并提高了可靠性。 通信接口与总线技术： 探讨CAN、EtherCAT、RS485等通信协议在分布式驱动系统中的应用，如何实现多轴联动控制和远程监控。 嵌入式系统与微控制器： 阐述如何利用微控制器（MCU）或数字信号处理器（DSP）来构建更加灵活、智能的驱动控制器。我们将讨论实时操作系统（RTOS）在复杂控制算法实现中的作用。 能量再生与效率提升： 关注可持续发展，探讨能量再生技术在驱动系统中的应用，如何将电机在减速过程中产生的能量回馈给电源，从而实现能量的循环利用，提高整体系统的能效。 《驱动未来：精密定位与高效能量转换的艺术》是一部面向工程师、技术人员、学生以及对驱动技术感兴趣的读者的实用指南。本书内容严谨，逻辑清晰，案例丰富，旨在帮助读者掌握驱动电路设计的前沿知识与核心技能，理解驱动技术如何驱动工业的进步，并为未来智能化、自动化社会的构建贡献力量。通过阅读本书，您将能够更深入地理解驱动系统的奥秘，掌握设计高性能、高可靠性驱动解决方案的关键技术，最终成为驱动未来发展的“设计者”。

评分☆☆☆☆☆

这本书在知识体系的完整性上做得非常出色，它没有局限于某一特定厂商的解决方案或某一种特定的控制模式，而是站在一个更宏观的视角来审视整个交流伺服控制系统。从电磁理论基础到高性能的矢量控制策略，再到最新的数字滤波技术在伺服系统中的应用，内容覆盖面非常广博。作者似乎非常注重理论的前沿性和技术的兼容性，使得读者在学习完这本书后，不仅能应对当前的主流技术挑战，还具备了理解和接受未来技术迭代的能力。这种前瞻性的知识结构，对于希望在伺服控制领域长期发展的专业人士来说，提供了坚实的理论基石和持续学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来概括这本书给我的感受，那就是“严谨的匠人精神”。从引言部分对设计目标和约束条件的阐述，到最后附录中对参考资料的精确引用，无不体现出作者对待学术和工程的认真态度。书中在推导关键公式时，每一步的逻辑推演都清晰可循，很少出现跳跃性的结论，这极大地增强了读者对结果的信任感。对于一个追求精确控制效果的工程师而言，这种细致入微的考量是至关重要的。这本书与其说是一本教材，不如说是一份高质量的工程规范手册，它教会的不仅是如何实现功能，更是如何实现“高质量、高可靠性”的控制，这才是真正区分优秀设计与平庸设计的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格极其细腻且富含洞察力，作者似乎对伺服电机控制领域的每一个细微之处都有着深刻的理解，并能用清晰、精确的语言将其阐述出来。我发现作者在解释一些复杂的控制算法时，并没有采用生硬的数学堆砌，而是巧妙地融入了大量的实际工程案例作为佐证，使得抽象的概念变得具象化、易于理解。特别是对于动态响应和系统稳定性的分析部分，作者的论述鞭辟入里，既有理论深度，又不失工程实用性。阅读过程中，我常常感到茅塞顿开，原本在其他资料中感到晦涩难懂的部分，通过这本书的解读，豁然开朗。这种深入浅出的叙述方式，无疑极大地降低了学习曲线，使得读者能够更高效地吸收知识。

评分☆☆☆☆☆

我必须得指出，这本书的实用性是它最大的亮点之一。它不仅仅停留在理论层面，而是真正深入到了“设计”的层面。书中对关键元器件的选择标准、具体的拓扑结构分析，以及故障诊断的步骤都进行了详尽的介绍。我特别关注了关于电流环、速度环和位置环参数整定的章节，作者提供的那些经验公式和初步设定值，对于实际项目启动阶段的参考价值是巨大的。这感觉就像是手握一份资深专家的设计备忘录，而不是一本纯粹的教科书。它真正地帮助读者跨越了从“知道怎么做”到“实际能做出高性能产品”之间的鸿沟，对于项目经理或一线研发人员来说，其指导意义不言而喻。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当专业，用色稳重，标题字体清晰有力，透露出一种严谨的技术氛围。装帧质量也令人满意，纸张厚实，印刷色彩还原度很高，尤其是一些电路图和波形图，细节处理得非常到位，即使是初次接触这类书籍的读者，也能感受到作者在排版和视觉呈现上的用心。我尤其欣赏它在内容组织上的逻辑性，章节之间的过渡自然流畅，从基础理论到实际应用层层递进，让人在阅读时能建立起一个完整的知识框架。对于那些希望系统性学习交流伺服电机控制的工程师或学生来说，这本书的物理形态本身就构成了一种学习的动力，让人愿意沉下心来深入研读。整体而言，这本书在视觉和触觉上的体验，已经为接下来的技术学习打下了良好的基础。