變頻器原理及應(yīng)用指南內(nèi)容提要

《變頻器原理及應(yīng)用(第2版)》內(nèi)容通俗易懂、注重實用，沒有高深的理論分析及數(shù)學(xué)運算，從實用的角度列舉了多種應(yīng)用實例，具有很高的參考價值。《變頻器原理及應(yīng)用(第2版)》可作為高職高專院校自動化類、機電類及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事機電技術(shù)和電氣技術(shù)的人員參考。

《變頻器原理及應(yīng)用》從變頻器使用者的角度出發(fā)，從理論到實踐，由淺入深地闡述了變頻調(diào)速的基礎(chǔ)知識、常用電力電子器件介紹和選用、變頻器的基本組成原理、電動機變頻調(diào)速機械特性、變頻器的控制方式、變頻調(diào)速系統(tǒng)主要電器的選用；重點闡述了變頻器的操作、運行、安裝、調(diào)試、維護(hù)及抗干擾，變頻器在風(fēng)機、水泵、中央空調(diào)、空氣壓縮機、提升機等方面的應(yīng)用實例等。

《變頻器原理及應(yīng)用》注重實際、強調(diào)應(yīng)用、結(jié)構(gòu)合理、通俗易懂、取材新穎、敘述清晰，可作為高職高專院校工業(yè)自動化、電氣工程及自動化、機電一體化、自動控制及其他相關(guān)專業(yè)的教材，同時也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。

第1章緒論1

1.1通用變頻器的發(fā)展過程1

1.1.1通用變頻器的應(yīng)用范圍

不斷擴(kuò)大2

1.1.2通用變頻器使用的功率器件

不斷更新?lián)Q代2

1.1.3控制方式不斷發(fā)展3

1.1.4PWM控制技術(shù)的

進(jìn)一步發(fā)展3

1.2變頻器的發(fā)展趨勢4

1.2.1高水平的控制5

1.2.2主電路逐步向集成化、

高頻化和高效率發(fā)展5

1.2.3控制量由模擬量向數(shù)字量

發(fā)展5

1.2.4向多功能化和高性能化發(fā)展6

1.2.5向大容量和高壓化發(fā)展7

1.3變頻器的應(yīng)用7

1.3.1變頻器在節(jié)能方面的應(yīng)用7

1.3.2變頻器在自動化系統(tǒng)中的

應(yīng)用8

1.3.3變頻器在提高工藝水平和

產(chǎn)品質(zhì)量方面的應(yīng)用8

本章小結(jié)8

思考與練習(xí)9

第2章電力電子器件10

2.1電力二極管10

2.1.1結(jié)構(gòu)與伏安特性10

2.1.2主要參數(shù)11

2.1.3電力二極管的參數(shù)選擇及

使用注意事項12

2.2晶閘管13

2.2.1晶閘管的外形和圖形符號13

2.2.2晶閘管的工作原理13

2.2.3晶閘管的陽極伏安特性14

2.2.4晶閘管的參數(shù)15

2.2.5晶閘管的門極伏安特性及

主要參數(shù)16

2.3門極可關(guān)斷晶閘管17

2.3.1GTO晶閘管的結(jié)構(gòu)17

2.3.2GTO晶閘管的工作原理17

2.3.3GTO晶閘管的特性18

2.3.4GTO晶閘管的主要參數(shù)19

2.4電力晶體管20

2.4.1GTR的結(jié)構(gòu)20

2.4.2GTR的主要參數(shù)21

2.4.3二次擊穿現(xiàn)象21

2.4.4GTR的驅(qū)動電路模塊22

2.5電力場效應(yīng)晶體管23

2.5.1電力MOSFET的結(jié)構(gòu)與

工作原理23

2.5.2電力MOSFET的特性24

2.5.3電力MOSFET的主要參數(shù)25

2.6絕緣柵雙極型晶體管26

2.6.1IGBT的結(jié)構(gòu)與

基本工作原理27

2.6.2IGBT的基本特性27

2.6.3IGBT的主要參數(shù)29

2.6.4IGBT的驅(qū)動電路30

2.7集成門極換流晶閘管30

2.7.1IGCT的結(jié)構(gòu)30

2.7.2IGCT的特點32

2.8MOS控制晶閘管32

2.8.1MCT的結(jié)構(gòu)與工作原理32

2.8.2MCT的主要參數(shù)33

2.9靜電感應(yīng)晶體管33

2.9.1SIT的基本結(jié)構(gòu)和工作原理33

2.9.2SIT的伏安特性34

2.9.3SIT的極限參數(shù)35

2.10智能功率模塊35

本章小結(jié)36

思考與練習(xí)36

第3章變頻技術(shù)38

3.1整流電路38

3.1.1不可控整流電路39

3.1.2可控整流電路40

3.2中間電路47

3.3逆變電路49

3.3.1逆變電路的工作原理49

3.3.2電壓型和電流型逆變電路50

3.3.3單相半橋逆變電路51

3.3.4單相全橋逆變電路52

3.3.5三相橋式逆變電路53

3.4SPWM控制技術(shù)56

3.4.1SPWM控制的基本原理56

3.4.2PWM逆變電路的控制方式58

本章小結(jié)62

思考與練習(xí)62

第4章電動機與電力拖動63

4.1異步電動機63

4.1.1異步電動機的工作原理63

4.1.2異步電動機的銘牌參數(shù)64

4.1.3電動機的工作制66

4.1.4變頻有效輸出值66

4.1.5電動機容量的選擇67

4.1.6異步電動機的等效電路

及其平衡方程式67

4.1.7異步電動機的功率及轉(zhuǎn)矩69

4.2異步電動機的機械特性與運行70

4.2.1異步電動機的機械特性70

4.2.2異步電動機的運行71

4.2.3異步電動機的調(diào)速73

4.3負(fù)載的機械特性75

4.3.1恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載75

4.3.2恒功率負(fù)載76

4.3.3二次方律負(fù)載77

4.4拖動系統(tǒng)與傳動機構(gòu)78

4.4.1拖動系統(tǒng)78

4.4.2傳動機構(gòu)的作用及系統(tǒng)參數(shù)79

本章小結(jié)80

思考與練習(xí)80

第5章變頻器的控制方式82

5.1變頻器的基本類型82

5.1.1按主電路的工作方式分類82

5.1.2按開關(guān)方式分類83

5.1.3按工作原理分類85

5.1.4按用途分類86

5.2變頻器的控制方式88

5.2.1U/f控制88

5.2.2轉(zhuǎn)差頻率控制90

5.2.3矢量控制通用變頻器91

5.2.4直接轉(zhuǎn)矩控制99

5.3高壓變頻器105

5.3.1主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)106

5.3.2控制方式110

5.3.3高壓變頻器對電網(wǎng)與

電動機的影響111

本章小結(jié)112

思考與練習(xí)112

第6章變頻器的參數(shù)與選擇113

6.1變頻器的原理框圖與接線端子113

6.1.1變頻器的外形與結(jié)構(gòu)113

6.1.2變頻器的原理框圖114

6.1.3變頻器與外部連接的端子115

6.2變頻器的操作與運行116

6.2.1面板配置(FR-PZ02-02)及

鍵盤簡介116

6.2.2功能結(jié)構(gòu)及預(yù)置流程117

6.2.3運行操作122

6.3功能及參數(shù)126

6.3.1頻率的給定功能126

6.3.2頻率控制功能129

6.3.3啟動、升速、降速、制動

功能130

6.3.4PID調(diào)節(jié)功能133

6.3.5保護(hù)功能137

6.3.6變頻器的控制方式138

6.4負(fù)載和操作模式、電動機的選擇139

6.4.1適用負(fù)載選擇139

6.4.2操作模式選擇139

6.4.3適用電動機的選擇140

6.5變頻器的選擇140

6.5.1風(fēng)機、泵類負(fù)載變頻器的

選擇140

6.5.2機械傳動系統(tǒng)變頻器的

選擇142

6.5.3變頻器容量計算144

6.6變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路及

電器選擇145

6.6.1變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路的

結(jié)構(gòu)145

6.6.2斷路器146

6.6.3接觸器146

6.6.4輸入交流電抗器147

6.6.5無線電噪聲濾波器148

6.6.6制動電阻及制動單元149

6.6.7直流電抗器150

6.6.8輸出交流電抗器150

6.7變頻器系統(tǒng)的控制電路150

6.7.1變頻器控制電路的

主要組成150

6.7.2正轉(zhuǎn)控制電路151

6.7.3正、反轉(zhuǎn)控制152

6.7.4升速與降速控制153

6.7.5變頻與工頻切換的

控制電路155

6.8變頻器與PLC的連接156

6.9變頻器與PC的通信158

本章小結(jié)161

思考與練習(xí)161

第7章變頻器的安裝與維護(hù)162

7.1變頻器的安裝162

7.1.1主電路控制開關(guān)及導(dǎo)線

線徑的選擇162

7.1.2變頻器的安裝環(huán)境163

7.1.3安裝的方向和空間164

7.1.4變頻器在多粉塵現(xiàn)場的

安裝164

7.1.5安裝布線165

7.2變頻器的抗干擾及抑制167

7.2.1對變頻器的干擾167

7.2.2變頻器產(chǎn)生的干擾168

7.2.3抑制變頻器干擾的措施168

7.3變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試171

7.3.1通電前的檢查171

7.3.2通電檢查172

7.3.3空載試驗173

7.3.4帶負(fù)載測試173

7.4變頻器的維護(hù)、保養(yǎng)與故障處理174

7.4.1維護(hù)和檢查時的注意事項174

7.4.2變頻器的日常巡視175

7.4.3變頻器的定期維護(hù)與保養(yǎng)175

7.4.4變頻器的常見故障及處理176

本章小結(jié)178

思考與練習(xí)179

第8章變頻器的綜合應(yīng)用180

8.1變頻器在恒壓供水中的應(yīng)用180

8.1.1恒壓供水技術(shù)180

8.1.2節(jié)能原理180

8.1.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)182

8.1.4工作原理183

8.1.5PLC控制系統(tǒng)183

8.1.6注意事項184

8.2變頻器在家用空調(diào)中的應(yīng)用185

8.2.1家用空調(diào)概述185

8.2.2變頻器解決方案185

8.3中央空調(diào)的變頻調(diào)速186

8.3.1中央空調(diào)的構(gòu)成186

8.3.2循環(huán)水系統(tǒng)的特點188

8.3.3冷卻水系統(tǒng)的變頻調(diào)速189

8.3.4冷凍水系統(tǒng)的變頻調(diào)速191

8.4變頻器在電梯中的應(yīng)用193

8.4.1電梯概述193

8.4.2616G5變頻器調(diào)速系統(tǒng)193

8.4.3變頻器功率及制動電阻的

選擇194

8.4.4電梯用變頻器的主要功能195

8.4.5變頻器的噪聲抑制195

8.4.6常見問題195

8.5變頻器在疊壓供水中的應(yīng)用196

8.5.1國內(nèi)、外供水現(xiàn)狀196

8.5.2疊壓供水系統(tǒng)的組成及

原理197

8.5.3系統(tǒng)的軟件設(shè)計198

8.5.4節(jié)能分析199

8.6PLC與變頻器連接實現(xiàn)多擋轉(zhuǎn)速

控制199

8.6.1用旋轉(zhuǎn)開關(guān)控制200

8.6.2用PLC控制多段速運行200

8.7刨臺運動的變頻調(diào)速改造204

8.7.1變頻調(diào)速系統(tǒng)及設(shè)計要點204

8.7.2刨臺往復(fù)運動的控制205

8.8空氣壓縮機的變頻調(diào)速及應(yīng)用209

8.8.1空氣壓縮機變頻調(diào)速的

機理209

8.8.2空氣壓縮機加、卸載供氣

控制方式存在的問題210

8.8.3空氣壓縮機變頻調(diào)速的

設(shè)計211

8.8.4空氣壓縮機變頻調(diào)速的

安裝調(diào)試215

8.8.5空氣壓縮機變頻調(diào)速后的

效益216

本章小結(jié)216

思考與練習(xí)216

第9章項目實訓(xùn)218

項目1正轉(zhuǎn)連續(xù)控制電路218

一、項目目的218

二、項目內(nèi)容218

三、相關(guān)知識點分析218

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備222

五、操作方法223

六、訓(xùn)練內(nèi)容226

七、評分標(biāo)準(zhǔn)226

項目2正、反轉(zhuǎn)控制電路227

一、項目目的227

二、項目內(nèi)容227

三、相關(guān)知識點分析227

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備229

五、操作方法229

六、訓(xùn)練內(nèi)容232

七、評分標(biāo)準(zhǔn)232

項目3外接兩地控制電路232

一、項目目的232

二、項目內(nèi)容232

三、相關(guān)知識點分析233

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備235

五、操作方法236

六、訓(xùn)練內(nèi)容238

七、評分標(biāo)準(zhǔn)238

項目4變頻與工頻切換的控制電路239

一、項目目的239

二、項目內(nèi)容239

三、相關(guān)知識點分析239

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備239

五、操作方法240

六、訓(xùn)練內(nèi)容241

七、評分標(biāo)準(zhǔn)241

項目5PID控制電路242

一、項目目的242

二、項目內(nèi)容242

三、相關(guān)知識點分析242

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備244

五、操作方法245

六、訓(xùn)練內(nèi)容248

七、評分標(biāo)準(zhǔn)248

項目6多段速控制電路249

一、項目目的249

二、項目內(nèi)容249

三、相關(guān)知識點分析249

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備252

五、操作方法253

六、訓(xùn)練內(nèi)容255

七、評分標(biāo)準(zhǔn)256

項目71控X切換電路256

一、項目目的256

二、項目內(nèi)容256

三、相關(guān)知識點分析256

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備260

五、操作方法261

六、訓(xùn)練內(nèi)容262

七、評分標(biāo)準(zhǔn)262

項目8輸入端子操作控制263

一、項目目的263

二、項目內(nèi)容263

三、相關(guān)知識點分析263

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備264

五、操作方法264

六、訓(xùn)練內(nèi)容267

七、評分標(biāo)準(zhǔn)267

項目9模擬信號操作控制267

一、項目目的267

二、項目內(nèi)容268

三、相關(guān)知識點分析268

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備268

五、操作方法269

六、訓(xùn)練內(nèi)容270

七、評分標(biāo)準(zhǔn)271

項目10多段速頻率控制271

一、項目目的271

二、項目內(nèi)容271

三、相關(guān)知識點分析272

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備273

五、操作方法274

六、訓(xùn)練內(nèi)容276

七、評分標(biāo)準(zhǔn)276

項目11PLC聯(lián)機延時控制操作277

一、項目目的277

二、項目內(nèi)容277

三、相關(guān)知識點分析277

四、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備279

五、操作方法280

六、訓(xùn)練內(nèi)容283

七、評分標(biāo)準(zhǔn)283

項目12PLC聯(lián)機多段速頻率控制283

一、項目目的283

二、項目內(nèi)容284

三、設(shè)備、工具和材料準(zhǔn)備284

四、操作方法285

五、訓(xùn)練內(nèi)容287

六、評分標(biāo)準(zhǔn)287

附錄A288

附錄B293

附錄C304

參考文獻(xiàn)314