《變頻調速與伺服驅動技術》習題參考答案項目1變頻及伺服技術認知任務1.1電氣傳動技術認知填空題（1）電力拖動、電動機、電、機械。（2）控制器、電力電子變流器、電動機。（3）。 （4）調速、置、氣動伺、置。（5）直、流。 （6）PWM。（7）調壓、電樞串電阻、弱磁、弱磁、調壓、串電阻、調壓。（8）頻率。 （9）變極、轉差、頻晶管變頻。任務1.2認識電力電子器件1．填空題（1）不控半型控型 （2）全型、控、控型（3）電驅、壓動 （4）單管IGBT橋IGBT、全橋IGBT（5）H、D、C、R （6）IGBT2．簡答題（1）（2）答：IGBT導通條件：UCE加正向電壓，且門極電壓UGE大于開啟電壓UGE(th)時，IGBT導通。IGBT截止條件：門極電壓UGE小于開啟電壓UGE(th)時，IGBT截止。（3）答：IGBTIPMIGBTIGBTIGBTIPMIGBT檢測電路等。1．填空題

任務1.3認識通用變頻器（1）主通 （2）流、耗逆變（3）電、率 （4）轉矩恒率（5）電壓補償（6）交直交、交交、脈沖幅度調制（A、脈沖寬度調制（V、轉差頻2．簡答題（1）答：交-直-交變頻器的主電路由整流電路、能耗電路和逆變電路組成。整流電路將電源的三相交流電全波整流成直流電。能耗電路將再生到直流電路的能量消耗掉，使UD保持在允許范圍內。逆變電路將把直流電再“逆變”成頻率、電壓都可調的三相交流電。（2）U1E1（1-1）f1f1NΦmf1NΦmT下降，電機的負載能力下降，電機的容量E1U1≈E1U1E1ΦmE1U1常數f1 f1（3）答：在額定頻率以下調頻時（1＜1N，調頻的同時也要調壓。將這種調速方法稱Frequency，VVVF）V/f為了保持主磁通不變，變頻的同時需要變壓。（4）答：基頻以下調速時，變頻也需變壓；基以上調速時，變頻不能變壓。為了保證Φm不變，必須將E1常數f1f1E1E1U1≈E1U1E1從基頻往下調速，變頻的同時也要變壓，目的是為了保持主磁通不變，其機械特性曲線平行下移；從基頻往上調速，變頻的同時不能變壓，因為在基頻時，電壓已經達到額定值，其機械特性曲線上移。

U1常數f1按照電力拖動原理，在基頻以下，屬于恒轉矩調速的性質；而在基頻以上，屬于恒功率調速性質。（5）答：當定子電源頻率?1很低時，U1也很低。此時定子繞組上的電壓降U在電壓U1中所占的比例增加，將使定子電流減小，從而使Φm減小，這將引起低速時的最大輸出U1UE1/?1Φm項目2G120變頻器的運行1．填空題

任務2.1認識G120變頻器（1）功模、制、BOP-2、IOP （2）。風、類壓。 （4）再量、生量外電、再能。（5）源、型。 （6）繼、晶管。（7）0～10V、0/4～20mA。2．簡答題（1）答：①電源電抗器：可提供過電壓保護，抑制電網的高次諧波，改善輸入功率因數，并減少整流電路換相時產生的電壓缺陷。②外部電源濾波器：減少變頻器產生的高頻干擾信號，使變頻器達到更高的抗射頻干擾級。帶有集成電源濾波器的變頻器無需外部濾波器。③制動電阻：用于使大轉動慣量的負載迅速制動。它能限制泵升電壓，消耗回饋制動時產生的電能。④輸出電抗器：能降低電機繞組的電壓負載。當電機電纜超出50m（屏蔽電纜）或超100m（）（（2）①將控制單元的背面凸起部分安裝在功率模塊對應的凹槽中。②將控制單元插入功率模塊，直到聽到控制單元在功率模塊上卡緊的聲音。（3）答：5、6、7、8、16、17六個數字量輸入端子采用雙光電隔離輸入，數字量輸NPN）PNP。數字量輸入端子使用控制單元的內部24V電源，其接線方式如圖所示。1．填空題

任務2.2變頻器的面板運行（1）命、動。 （2）顯只讀、調（3）1、、0 （4）p1080、p0003、p1082（5）p1120、、p1900 （6）啟停止手動換2．簡答題（1）答案見教材表2-9。（2）答案見教材P46和P47。任務2.3變頻器的外部運行1．填空題（1）p0015、p0010=1 （2）p0840、p1070、p2103（3）BOP-2基本操作面板、IOP智能操作面板、Starter軟件、Startdrive軟件（4）輸、出 （5）入、、輸、r模量、p輸出、。（6）r722.0、r722.4 （7）p0840、r755.0（8）34或10、、I （9）p0756（10）模擬量輸入、電動電位器、固定轉速、通信（11）2000、2002．簡答題（1）答：G120變頻器的模擬量輸入通道有2個；電壓輸入是0～10V、?10～10V、2～10V；電流輸入是0～20mA、4～20mA；將DIP開關撥到U位置，選擇電壓輸入，將DIP開關撥到I位置，選擇電流輸入；A（p0757，p0758）B（p0759，p0760）42-23所示p0757p0760（2）答：2線制控制方式又叫開關信號控制方式，它需要兩個控制指令進行控制；3線制控制方式又叫脈沖信號控制方式，它需要三個控制指令進行控制。（3）17182宏17僅在電機靜止時變頻器才會接收新指令，如果正轉和反轉指令同時接通電機，電“1”1817183．分析題（1）100r/min200r/min1500r/min1500r/min3000r/min2800r/min。② 2-35給定速度（r/min）1501200121012201230124028003000輸出速度（r/min）2001200120012001200124028002800（2）答：變頻器的接線圖：選擇宏17，將p0015=17，自動設置：p840=r3333.0，p1113=r3333.1，p1070=r755.0；手動設置：p1055=r722.0，p1056=r722.1，p3330=r722.2，p3331=r722.3，將5、6、7、8端子的功能預置正向點動、反向點動、正轉和反轉功能；p1058=p1059=200r/min，設置點動速度；設置頻率給定線：p756=1，200=80n（參考速度，自動設置：p057=，p0758=0%，p0759=10，p0760=100%，p0761=2，設置最小速度、最大速度：p1080=0，p1082=2800r/min；設置斜坡上升設計和斜坡下降時間：p1120=p1121=4s。任務2.4變頻器的電動電位器運行1．填空題（1）r722.3、r722.4 （2）p1038、p1037 （3）r10502.簡答題答：電動電位器給定最好；模擬量電壓給定屬于模擬量給定，容易受電路電壓降的影響，給定精度較低。電動電位器給定屬于數字量給定，精度較高，故不受線路電壓降等的影響，抗干擾性能極好。1．填空題

任務2.5變頻器的多段速運行（1）r1024 （2）接選、進選擇 （3）p1016=1、p1016=2。2.簡答題（）1宏3參數設置如下：p0015=1、p840=r722.0、p1020=r722.1、p1021=r722.2、p1022=r722.3、p1070=r1024、p1016=1、p1000=3、p1001=100r/min、p1002=200r/min、p1003=350r/min、p1080=0、p1082=1000、p1120=5s、p1121=5s。2.簡答題答：①選擇宏3。②變頻器的接線圖如下：③參數設置如下：參數號設定值參數號設定值p00153p1001500p0840r722.0p10021000p1020r722.1p10031500p1021r722.2p1004-1500p1022r722.3p1005-500p1023r722.4p1006-2000p1070r1024p10072500p10162p1008400p10003p1009450p1010300p1011-300p10126001．填空題

任務2.6變頻器的PID功能運行（1）r1024 （2）（3）p2253、p2264、模擬量輸入端、電動電位器、自有的固定值、現場總線（4）3、4；10、（5）檢管中實力（6）0、1 （7）小越；大調；蕩。（8）穩誤；化超前 （9）p2200=12．簡答題（1）答：①p2251=0時，PID工藝控制器輸出作為轉速主設定值（總設定值p1109=r2294)，p1070不生效，速度主設置值來源于工藝控制器，同時速度給定值通道的斜坡函數發生器p1120和p1121也不生效；②p2251=1時，工藝設定值輸出作為轉速附加值（轉速控制器轉速設定值p1155=r2294)，同時p1070的給定通道仍然起作用。（2）答：比例系數設置過大造成的，應減小比例系數；增大微分時間，就可以加快恢復過程。1．填空題

項目3PLC控制變頻器的典型應用任務3.1離心機的多段速變頻控制（1）變頻器本體、PLC、變頻器與PLC的接口電路（2）數字量連接、模擬量連接和通信連接2．簡答題3-2p1016=1p1001=500r/min、p1002=550r/minp1003=800r/min程序如下：3．分析題答：①硬件電路刨床多段速控制的I/O分配如下表所示。刨床多段速控制的I/O分配輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件作用I0.0SB1變頻器上電Q0.05速度選擇1I0.1SB2變頻器失電Q0.16速度選擇2I0.2SB3啟動Q0.27速度選擇3I0.3SB4停止Q0.38啟停I0.419、20故障信號Q1.0KM接通KMI0.5SQ1左限I0.6SQ2上限刨床的硬件電路圖如下圖：②參數設置如下表所示：刨床多段速控制參數設置參數號參數名稱出廠值設定值說明p0015宏命令73驅動設備宏命令，這里選擇宏3p1020轉速固定設定值選擇位00r722.0將5端子作為固定設定值選擇位0。p1021轉速固定設定值選擇位10r722.1將6端子作為固定設定值選擇位1。p1022轉速固定設定值選擇位20r722.2將7端子作為固定設定值選擇位2。p840ON/OFF(OFF1)2090.0r722.3將8端子作為啟動命令。p1070主設定值2050.1r1024轉速固定設定值作為主設定值。p1001～p1004轉速固定設定值1～40.000750、1400、0-1400設置轉速固定設定值1[rpm]～4[rpm]p1016轉速固定設定值選擇模式12選擇二進制選擇模式。p1000轉速設定值選擇23選擇轉速固定設定值。p1080最小轉速0.0000.000設置電機的最小轉速0r/minp1082最大轉速1500.0001500.000設置電機的最大轉速1500r/minP2000參考轉速1500.001500.00設置參考轉速為1500r/min③程序如下：任務3.2風機的變頻/工頻自動切換控制簡答題（1）答：p0731=53.4或p0732=53.4。（2）21、22p0731=52.3（）24、25p0732=52.3（。3-821、22、25PLCI0.63-94I0.6I0.41．填空題

任務3.3驗布機本地/遠程無級調速切換控制（1）A/DD/A （2）MOVE、MOVE（3）－27648~27648、0～27648 （4）綠色紅閃爍2．簡答題答：參考教材P113～P115。3．分析題答：①控制系統的硬件接線圖如下：②變頻器參數如下：參數號設定值參數號設定值p001512p10800p0840r722.0p10821500p2103r722.2p07560p1070r755.0p20001500③控制程序如下：1．填空題

任務3.4G120變頻器的通信（1）RS485PROFIBUS、PROFINET （2）r2050RS-485PROFIBUS、PROFINET （4）PROFIBUSPROFINET（5）控器監器行器 （7）控字狀字 （8）8192（9）16384 （10）DIPp09182．簡答題答：G120變頻器的PROFIBUS通信和PROFINET通信的相同點是都采用PROFIdrive通信協議，報文相同，通信程序相同；不同點是所使用的接口不同，PROFIBUS通信采用PROFIBUS通信接口，需要在PLC左側配置帶有PROFIBUS通信接口的通信模塊CM1243-5；PROFINET通信采用PLC本體上的PROFINET通信接口通信，不需要另外配置通信模塊。3．分析題（1）根據控制要求，驗布機運程控制采用Ponet通信方式控制，本地控制通過16、17端子控制，選擇宏14。根據控制要求，驗布機控制的I/O分配如表所示。驗布機控制的I/O分配輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件作用I0.0SA1本地/遠程選擇Q0.05端子變頻器啟動I0.1SA2速度1選擇Q0.216端子MOP升速I0.2SA2速度2選擇Q0.317端子MOP降速I0.3SA2速度3選擇Q0.5HL1變頻器運行指示I0.4SB1啟動Q0.6HL2變頻器故障指示I0.5SB2停止Q0.7KM變頻器上電I0.6SB3加速QW256控制字I0.7SB4減速QW258主設定值I1.019、20故障信號IW256狀態字IW258反饋速度接線圖如下：14Profinet15150151。遠程控制：電機的起停、旋轉方向、速度設定值通過Profinet總線控制。本地控制：電機的起停通過5端子控制，16端子升速，17端子降速。程序如下：程序包括本地控制FC1、遠程控制FC2和主程序OB1三部分。,,11主UMOVE” 56our,一．控制字．MOVEEN IN

MOVE?4500-IN MOIOO,,O度．MOVE—·9000-MOIOOour,一·拉制午

,,OI定ii度．MOVEEN .. 56"our控制干程序段,,紐NORM_XaltoalEN —一MN 0110—0100 ·r,9_1··-v1一NORM_XtoalEN ENO

MOVE,12000-tJ 0100,,I．SCALE_XaltoInt,一lW256'IM0110 ，王'"Tag_7'一VALUE1一SCALE_Xaltoal?一MN 0120一飛g_8"

oM0104D120 一實際度．"'It一VAWE一

遠程控制FC2

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VALUEMAXMOMOVE一INEN'llQWZ58"oun—搏遠程速度信號．MOVE一NEN如D100OUTl—·速度．0.5．伴止．.0'IIQ0.7”） ，程序段3本均壇杠切換控制出0.0本地朊程擇 MOVEI 16#847[-IN "oun．'110.0地擇 MOVEENO1604一N Q"oun-·控制字．茬序段4買疻沁狀態豆示

'llfC1地．ENOCl．ENO ,MOVEENO啜W256 W108．狀態"-IN Ol/Tl．變器示．如109.3．變頻器故障位．I

'!IQ0.5．變頻器運行指示．） ，'!IQ0.6．變頻器故障指示．() '主程序項目4步進驅動系統的應用1．填空題

任務4.1單軸步進電動機的控制（1）脈沖 （2）距角（3）脈數、率 （4）3°（5）脈、向使能 （6）控制器、步進驅動器、步進電機（7）脈、向使能 （8）4、2、100、源型（PNP）（9）信號板SB、2、200、源型（PNP）和漏型（NPN）（10）PTO控制方式、模擬量控制方式、通信控制方式2.簡答題（1）（2）答：將MC_MoveRelative指令中的“Distance”設置成正值，軸就向正方向運行，設置成負值就可以讓軸向負方向運行了。（3）ExecuteDone行周期內為TRUE。因此，如果用戶用|P|指令觸發帶有Execute管腳的指令，則該指令的Done1DoneDone（4）答：執行絕對定位指令之前，必須通過回原點指令已經處于原點位置。（5）DIDIDI6.4millisecDI（6）減速度，因為軸在主動回原點期間到達硬件限位開關，軸將以組態的減（停止塊間的距離。正常情況下，軸會掉頭尋找原點開關，如果硬件限位開關和機械停止塊間的過近，無論如何增大“減速度”，仍舊不能正常掉頭，則需要增大硬件限位開關和機械停止塊間的距離。

任務4.2雙軸行走機械手的控制答：首先按照教材任務1.P1P169項目5伺服驅動系統的應用1．填空題

任務5.1認識伺服控制系統（1）（）（2）編器 （3）位、角度（4）交永同步 （5）量、絕值（6）位置、速度、轉矩、電流環、速度環、位置環（7）脈沖序列（PTI）、PROFINET通信（PN）RS485ModbusRJ45、度基位器制EPOS （10）PNPNPN2．簡答題（1）答：低慣量伺服電機的動態性能高，加速快，轉速范圍寬，最大轉速高達5000rpm；高慣量伺服電機具有更高的轉矩精度和極低的速度波動，最大速度高達4000rpm。（2）SIMOTICSS-1FL6（（3）答：請參考教材P205表5-3、表5-4，P209表5-6和表5-7。任務5.2V90PTI伺服驅動器的應用1．填空題（1）外部脈沖位置、內部設定值位置、速度、轉矩（2）p29003 （3）BOPV-ASSISTANT軟件（4）在、線 （5）24V端、5V高差、沖入通道（6）AB相沖、脈+向、邏、邏輯 （7）CWL、CCWLEMGS（8）外部模擬量速度控制、內部速度設定值控制（9）0 （10）2#010016#462．簡答題（1）PLCV90PTI（2）伺服電機不能運行。3．分析題（）（2）參數設置如下表伺服電機位置控制的參數設置參數名稱出廠值設定值說明p29003控制模式00p29003是控制模式選擇參數，可以設置以下數值。0：外部脈沖位置控制（PTI）；1：內部設定值位置控制（IPos）；2：速度控制（S）；3：扭矩控制（T）p29010選擇輸入脈沖形式000：脈沖+方向，正邏輯；1：AB相，正邏輯；2：脈沖+方向，負邏輯；3：AB相，負邏輯p29011每轉設定值脈沖數02000電機每轉的設定值脈沖數。當該值為0時，所需的脈沖數取決于電子齒輪比p29030每轉脈沖數10002500電機每轉輸出脈沖數為2500p29301[0]分配數字量輸入111在位置模式下把5引腳功能分配為SONp29302[0]分配數字量輸入222在位置模式下把6引腳功能分配為RESETp29303[0]分配數字量輸入333在位置模式下把7引腳功能分配為CWLp29304[0]分配數字量輸入444在位置模式下把8引腳功能分配為CCWLp29330分配數字量輸出111在位置模式下把輸出30引腳功能分配為RDYp29331分配數字量輸出222在位置模式下把輸出31引腳功能分配為FAULTp29332分配數字量輸出333在位置模式下把輸出32引腳功能分配為INP（3）程序由手動回原點和主程序兩部分構成，手動回原點程序如下圖：主程序如下圖：1．填空題

任務5.3V90PN伺服驅動器的應用（1）速控（S）本定器制EPOS （2）央、分布（3）PLCPLC工對功能TO （4）V90PN動器基位功能（5）PROFINETIORT（實時）、PROFINETIOIRT（等時實時）（6）西子文（7）準文3（8）GSD （9）PROFINET（10）通過工藝對象TO、通過FB284功能塊、通過FB38002功能塊（11）西子111報、FB284 （12）16臺（13）8臺 （14）16臺（15）V90PN驅動器的CWL、CCWL引腳上（16）1 （17）（18）LU、1000LU/min（19）用FB285、用IO地直控制 （20）準文、門文1052．