高壓大功率交流變頻調(diào)速技術(shù)

本書介紹了75個(gè)交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，涉及到交流變頻調(diào)速技術(shù)裝置在各行業(yè)的應(yīng)用。

交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是在近幾十年來迅猛發(fā)展起來的電力拖動(dòng)先進(jìn)技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。為了適應(yīng)科技的發(fā)展，將先進(jìn)技術(shù)推廣到生產(chǎn)實(shí)踐中去，交流變頻調(diào)速技術(shù)已成為應(yīng)用型本科、高職高專電類專業(yè)的必修或選修課程。

全書分八章，依次是：變頻調(diào)速技術(shù)概述，常用電力電子器件原理及選擇，變頻調(diào)速原理，變頻器的選擇，變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)建，變頻技術(shù)應(yīng)用概述，變頻器的安裝、維護(hù)與調(diào)試和變頻器的操作實(shí)驗(yàn)。

本書在理論上以必需、夠用為原則；精心選材，努力貫徹少而精、啟發(fā)式的教學(xué)思想；根據(jù)應(yīng)用型本科和高職高專的教學(xué)要求，在降低理論學(xué)習(xí)難度、增強(qiáng)實(shí)踐性方面，花費(fèi)了較大的精力，努力做到理論聯(lián)系實(shí)際，使教材的適用性、實(shí)用性更強(qiáng)。全書結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)明扼要，重點(diǎn)突出；文筆通俗流暢，圖文并茂。書中還精選了思考題和習(xí)題。

本書適用于應(yīng)用型本科和高職高專電類、自動(dòng)化類、機(jī)電類專業(yè)選用，也可供對(duì)變頻技術(shù)感興趣的工程技術(shù)人員參考。

第1章 變頻調(diào)速技術(shù)概述1

1.1 直流電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)回顧1

1.1.1 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理1

1.1.2 直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式2

1.1.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3

1.1.4 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速4

1.2 三相交流異步電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)回顧5

1.2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)5

1.2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理7

1.2.3 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)10

1.2.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)10

1.2.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速11

1.2.6 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性12

1.2.7 異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載的機(jī)械特性13

1.2.8 異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行狀況的分析15

1.2.9 異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載系統(tǒng)的制動(dòng)16

1.2.10 異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載系統(tǒng)的制動(dòng)18

1.3 交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)概述20

1.3.1 什么是交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)20

1.3.2 交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)的主要發(fā)展過程20

1.3.3 交流電動(dòng)機(jī)的變頻器種類20

思考題與習(xí)題24

第2章 常用電力電子器件原理及選擇25

2.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)原理及測(cè)試25

2.1.1 普通晶閘管的結(jié)構(gòu)25

2.1.2 晶閘管的工作原理25

2.1.3 晶閘管管腳極性的判斷和測(cè)試27

2.1.4 門極可關(guān)斷晶閘管28

2.2 功率晶體管28

2.2.1 功率晶體管的結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn)28

2.2.2 功率晶體管的主要參數(shù)29

2.2.3 功率晶體管的選擇方法31

2.2.4 常用功率晶體管的驅(qū)動(dòng)電路模塊31

2.3 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)、工作特點(diǎn)及測(cè)試31

2.3.1 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)31

2.3.2 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的工作特點(diǎn)32

2.3.3 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的測(cè)試32

2.4 絕緣柵雙極晶體管的結(jié)構(gòu)與工作特點(diǎn)33

2.4.1 絕緣柵雙極晶體管的結(jié)構(gòu)33

2.4.2 絕緣柵雙極晶體管的工作特點(diǎn)33

2.5 集成門極換流晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作特點(diǎn)34

2.5.1 集成門極換流晶閘管的結(jié)構(gòu)34

2.5.2 集成門極換流晶閘管的工作特點(diǎn)34

2.6 MOS控制晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作特點(diǎn)35

2.6.1 MOS控制晶閘管的結(jié)構(gòu)35

2.6.2 MOS控制晶閘管的工作特點(diǎn)35

2.7 電力半導(dǎo)體器件的應(yīng)用特點(diǎn)35

2.8 智能電力模塊的結(jié)構(gòu)與工作特點(diǎn)36

思考題與習(xí)題38

第3章 變頻調(diào)速原理39

3.1 變頻調(diào)速的基本原理39

3.1.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方式39

3.1.2 PWM控制技術(shù)41

3.2 通用變頻器簡(jiǎn)介45

3.2.1 通用變頻器基本結(jié)構(gòu)45

3.2.2 變頻器的主電路47

3.3 V/f控制型通用變頻器49

3.3.1 普通控制型V/f通用變頻器49

3.3.2 具有恒定磁通功能的V/f通用變頻器53

3.3.3 轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)54

3.4 矢量控制系統(tǒng)通用變頻器55

3.4.1 矢量控制的基本思路55

3.4.2 矢量控制通用變頻器舉例57

3.5 直接轉(zhuǎn)矩控制57

3.5.1 PWM逆變器輸出電壓的矢量表示57

3.5.2 磁通軌跡控制58

3.5.3 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)60

3.6 高壓變頻器主電路結(jié)構(gòu)及其控制特點(diǎn)61

3.7 我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r62

3.7.1 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展過程62

3.7.2 目前國(guó)內(nèi)主要的產(chǎn)品狀況63

3.8 變頻技術(shù)的發(fā)展方向64

思考題與習(xí)題65

第4章 變頻器的選擇66

4.1 變頻器的額定值和性能指標(biāo)66

4.2 變頻器的選擇68

4.2.1 變頻器類型的選擇69

4.2.2 變頻器容量的選擇69

4.3 電網(wǎng)與變頻器的切換76

4.4 瞬時(shí)停電再啟動(dòng)76

4.5 變頻器的外圍設(shè)備及其選擇76

4.5.1 常規(guī)配件的選擇77

4.5.2 專用配件的選擇78

思考題與習(xí)題82

第5章 變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)建84

5.1 變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的組成84

5.2 構(gòu)建變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的基本要求84

5.2.1 在機(jī)械特性方面的要求84

5.2.2 在運(yùn)行可靠性方面的要求86

5.3 變頻調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩線86

5.3.1 有效轉(zhuǎn)矩線的概念86

5.3.2 fX≤fN時(shí)的有效轉(zhuǎn)矩線87

5.3.3 fX>fN時(shí)的有效轉(zhuǎn)矩線87

5.4 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)建88

5.4.1 工作頻率范圍的選擇88

5.4.2 調(diào)速范圍與傳動(dòng)比89

5.4.3 電動(dòng)機(jī)和變頻器的選擇91

5.5 恒功率負(fù)載變頻系統(tǒng)的構(gòu)建93

5.5.1 恒功率負(fù)載系統(tǒng)構(gòu)建的主要問題93

5.5.2 電動(dòng)機(jī)和變頻器的選擇96

5.6 平方律負(fù)載變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)建96

5.6.1 平方律負(fù)載系統(tǒng)構(gòu)建的主要問題96

5.6.2 平方律負(fù)載系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)與變頻器的選擇97

5.7 直線律負(fù)載變頻系統(tǒng)的構(gòu)建98

5.7.1 直線律負(fù)載及其特性98

5.7.2 直線律負(fù)載系統(tǒng)變頻器的選擇99

5.8 對(duì)混合特殊性負(fù)載變頻器的選擇99

5.8.1 混合特殊性負(fù)載及其特性99

5.8.2 對(duì)混合特殊性負(fù)載變頻器的選擇99

思考題與習(xí)題100

第6章 變頻技術(shù)應(yīng)用概述101

6.1 變頻技術(shù)的應(yīng)用101

6.2 起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速103

6.2.1 起升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)103

6.2.2 起升機(jī)構(gòu)對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的要求105

6.2.3 起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速改造106

6.3 箱式電梯設(shè)備的變頻調(diào)速109

6.3.1 箱式電梯與起升機(jī)構(gòu)的異同109

6.3.2 箱式電梯的變頻調(diào)速110

6.4 水泵、風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速114

6.4.1 水泵變頻調(diào)速節(jié)能原理115

6.4.2 恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成與工作過程117

6.4.3 恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例119

6.5 中央空調(diào)的變頻調(diào)速120

6.5.1 中央空調(diào)的構(gòu)成120

6.5.2 對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本考慮121

6.5.3 對(duì)中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的另一考慮123

6.6 機(jī)床的變頻調(diào)速改造125

6.6.1 變頻器的選擇126

6.6.2 變頻器的頻率給定126

6.6.3 變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路128

思考題與習(xí)題129

第7章 變頻器的安裝、維護(hù)與調(diào)試130

7.1 三菱 FRE500系列變頻器130

7.1.1 變頻器的外形與結(jié)構(gòu)130

7.1.2 功能結(jié)構(gòu)133

7.1.3 功能預(yù)置的幾個(gè)問題134

7.2 變頻器的安裝、維護(hù)與調(diào)試常識(shí)145

7.2.1 變頻器的安裝145

7.2.2 變頻器的調(diào)試146

7.2.3 變頻器的保養(yǎng)和維護(hù)149

7.2.4 變頻器故障診斷152

7.2.5 電磁干擾和射頻干擾156

思考題與習(xí)題156

第8章 變頻器操作實(shí)驗(yàn)159

實(shí)驗(yàn)一 變頻器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)與接線159

實(shí)驗(yàn)二 變頻器的基本操作169

實(shí)驗(yàn)三 變頻器的PU模式操作175

實(shí)驗(yàn)四 變頻器的外部操作180

實(shí)驗(yàn)五 變頻器的組合操作183

實(shí)驗(yàn)六 變頻器的頻率跳變188

實(shí)驗(yàn)七 變頻器的多段速運(yùn)行190

實(shí)驗(yàn)八 變頻器的程序運(yùn)行194

實(shí)驗(yàn)九 變頻器與PLC的綜合應(yīng)用201

附錄 三菱FRA500變頻調(diào)速器常用參數(shù)表206思考題與習(xí)題解答2092100433B