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《伺服系统应用技术》主要介绍三菱交流伺服控制系统的原理和应用，全书共分7个项目，内容包括：绪论，主要介绍伺服控制系统以及典型产品、应用行业等；伺服电动机与伺服测量系统，主要介绍伺服电动机基本原理、永磁同步伺服电动机、测量系统基本原理及相关检测元件等；伺服原理与系统，主要介绍交流电的逆变、PWM逆变原理、永磁同步电动机伺服驱动系统；伺服驱动器工作原理，主要介绍位置控制单元、速度控制单元、驱动单元、完整的电动机驱动器；三菱伺服驱动器的硬件系统，主要介绍系统的性能指标、电气接线、模块应用等；三菱伺服驱动器的操作与调试，主要介绍三菱伺服驱动器的具体应用，包括参数设置、系统调试、故障诊断；伺服控制系统的应用，给出伺服移位角控制、定位机械手控制、定位跟踪控制、单轴伺服跟踪控制4个实例。
　　本书内容充实，通俗易懂，实用性强，注重能力培养，最后以实例收尾，有效地训练了学生解决实际问题的能力和动手能力。本书适合作为高等职业院校机电一体化等专业的教材，也可作为自动化类岗位的培训教材
《S7-300 PLC、变频器与触摸屏综合应用教程》主要以西门子公司的S7-300PLC、G120变频器、TP177B触摸屏为对象，以它们的综合应用为重点，通过大量例题和实训，通俗易懂地介绍了S7-300PLC的逻辑指令、功能指令、脉冲指令及通信指令等的编程和应用，变频器的常用功能及其软件使用，WinCCflexible组态软件应用，以及它们在工程实例中的综合应用。《S7-300 PLC、变频器与触摸屏综合应用教程》以大量的实例和实训为载体，通过对它们系统的理论学习和实践应用，能较为*的理解和掌握PLC、变频器和触摸屏的相关知识及综合应用。《S7-300 PLC、变频器与触摸屏综合应用教程》既可作为高等职业类院校电气自动化、机电一体化、计算机控制等相关专业的教材，也可作为从事自动化技术的工程技术人员*用书。
PLC已成为自动化控制领域**的设备之一，它常常与传感器、变频器、人机界面等设备配合使用，构造成功能齐全、操作简单方便的自动控制系统。为此，编者结合多年的工程经验及电气自动化的教学经验，并在企业技术人员大力支持下编写了本书，旨在使学生或具有一定电气控制基础知识的工程技术人员能较快地掌握西门子S7-300 PLC、G120变频器和TP177B触摸屏综合应用技术。
本书共分为3篇，分别介绍了西门子S7-300 PLC、G120变频器、TP177B触摸屏的应用。
在*1篇中，重点介绍了S7-300 PLC的基本指令、功能指令、功能块与组织块、模拟量与脉冲量、网络通信（MPI、PROFIBUS-DP、PROFINET）相关编程及应用等。
在*2篇中，重点介绍了G120变频器的面板及操作，调试软件STARTER的应用，开关量的输入与输出，模拟量的输入与输出，PROFINET网络通信等功能的参数设置及PLC与变频器的联机调试。
在*3篇中，重点介绍了WinCC flexible组态软件的使用，TP177B触摸屏的按钮、开关、指示灯、域（文本域、IO域、符号IO域、图形IO域）、图形对象（滚动条、棒图、量表）等元件的组态技术及与PLC和变频器的综合应用。
为了便于教学和*，并能激发读者的学习热情，本书中的实例和实训项目均较为简单，且易于操作和实现。为了巩固、提高和检阅读者所学知识，各章均配有习题与思考。
本书是按照项目教学的思路进行编排的，具备一定实验条件的院校可以按照编排的顺序进行教学。本书电子教学资料包中提供了很多项目参考程序、参考资料和应用软件，为不具备实验条件的学生或工程技术人员*提供方便，本书除变频器知识外，都可以使用仿真软件进行对项目的模拟调试，可在机械工业出版社教材服务网（）下载。
本书的编写得到了淮安信息职业技术学院**和电气工程系**的关心和支持，同时，朱静、崔秦州、秦德良三位高级工程师在本书编写中给予了很多的帮助并提供了很好的建议，在此表示衷心的感谢。
本书由淮安信息职业技术学院侍寿永担任主编，居海清、于建明、史宜巧担任副主编，王玲、吴会琴、薛岚、毕洁廷参编，成建生担任主审。侍寿永编写本书的第1、2、3、4、5、8、9、11、12章，居海清、于建明、史宜巧共同编写*6章和*10章，王玲和吴会琴共同编写*7章，薛岚、毕洁廷编写附录。
由于篇幅限制，还有一些应用知识没有涉及，如S7-300 PLC的顺序功能图语言Graph的应用、PID闭环控制、触摸屏的报警与趋势视图组态等。
由于编者水平有限，加之时间仓促，书中难免有疏漏之处，恳请读者批评指正。

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伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。西门子伺服系统可实现优秀的动态定位和精确的运动控制序列，而丰富的西门子伺服电机产品结构紧凑，可实现**的动态特性和运行效率。

下面就和深圳德普瑞一起了解一下西门子伺服电机的优势所在

一、西门子伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类

交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机（异步电机）相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf，接恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格（要求分别小于10％～15％和小于15％～25％）等特点。

直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被*磁铁所取代，磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。

二、西门子直流伺服电机和西门子交流伺服电机和优缺点

1）直流伺服电机的优点和缺点

优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格*。

缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒（无尘易爆环境不宜）

2）交流伺服电机的优点和缺点

优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制（取决于编码器精度），额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护（适用于无尘、易爆环境）

缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。
三、西门子伺服电机原理

交流伺服电动机

交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁仅0.2-0.3Mm，空心杯形转子的转动惯量很小，反应*，而且运转平稳，因此被广泛采用。

交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。

交流伺服电动机的工作原理与电容运转式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与电容运转式异步电动机相比，有三个显着特点：

（1）起动转矩大：由于转子电阻大，使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。

（2）运行范围宽：运行平稳、噪音小。

（3）无自转现象：运转中的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。

1、交流伺服电机

（1）笼型两相交流伺服电机（细长笼型转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流小、小功率伺服、低速运转不够平滑）

（2）非磁性杯型转子两相交流伺服电机（空心杯转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流较大、小功率伺服、低速运转平滑）

（3）铁磁杯型转子两相交流伺服电机（铁磁材料杯型转子、机械特性近似线性、转子转动惯量大、齿槽效应小、运行平稳）

（4）同步型永磁交流伺服电机（由永磁同步电机、测速机及位置检测元件同轴一体机组，定子为3相或2相，磁性材料转子，必须配驱动器；调速范围宽、机械特性由恒转矩区和恒功率区组成，可连续堵转，快速相应性能好，输出功率大，转矩波动小；有方波驱动和正弦波驱动两种方式，控制性能好，为机电一体化产品）

（5）异步型三相交流伺服电机（转子与笼型异步电机相似，必须配驱动器，采用矢量控制，扩大了恒功率调速范围，多用于机床主轴调速系统）

2、直流伺服电机

（1）印制绕组直流伺服电机（盘形转子、盘形定子轴向粘接柱状磁钢，转子转动惯量小，无齿槽效应，无饱和效应，输出转矩大）

（2）线绕盘式直流伺服电机（盘形转子、定子轴向粘接柱状磁钢，转子转动惯量小，控制性能优于其他直流伺服电机，效率高，输出转矩大）

（3）杯型电枢永磁直流电机（空心杯转子，转子转动惯量小，适用于增量运动伺服系统）

（4）无刷直流伺服电机（定子为多相绕组，转子为永磁式，带转子位置传感器，无火花干扰，寿命长，噪声低）

3、力矩电机

（1）直流力矩电机（扁平结构，较数槽数换向片数串联导体数多；输出转矩大，低速或堵转下可连续工作，机械和调节特性好，机电时间常数小）

（2）无刷直流力矩电机（与无刷直流伺服电机结构相似，但为扁平状，较数槽数串联导体数多；输出转矩大，机械和调节特性好，寿命长，无火花，噪声低）

（3）笼型交流力矩电机（笼型转子，扁平结构，较数槽数多，启动转矩大，机电时间常数小，可长期堵转运行，机械特性较软）

（4）实心转子交流力矩电机（铁磁材料实心转子，扁平结构，较数槽数多，可长期堵转，运行平滑，机械特性较软）

4、步进电机

（1）反应式步进电机（定转子均由硅钢片叠成，转子铁心上无绕组，定子上有控制绕组；步距角小，启动与运行频率较高，步距角精度较低，无自锁力矩）

（2）永磁步进电机（永磁式转子，径向磁化极性；步距角大，启动与运行频率低，有保持转矩，消耗功率比反应式小，但须供正、负脉冲电流）

（3）混合式步进电机（永磁式转子，轴向磁化极性；步距角精度高，有保持转矩，输入电流小，兼有反应式和永磁式两者的优点）

5、开关磁阻电机（定转子均由硅钢片叠成，都为凸较式，与较数相接近的大步距反应式步进电机结构相似，带有转子位置传感器，转矩方向与电流方向无关，调速范围小，噪声大，机械特性由恒转矩区、恒功率区、串励特性区三部分组成）