自动化实践技术丛书 变频器应用技术实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：自动化实践技术丛书 变频器应用技术实践

定价：28.00元

作者：严俊,邓缬

出版社：中国电力出版社

出版日期：2011-08-01

ISBN：9787512315969

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书是《自动化实践技术丛书》之一。
本书主要介绍了异步电动机变频调速的原理、变频器的组成及其特点、变频器基本运行方式、变频器配套设备以及变频器在各行业中的应用及效果等内容；对变频器的选择和容量计算、高次谐波干扰及其对策进行了分析；对丹佛斯变频器、西门子变频器、ABB变频器、三菱变频器的选型进行了介绍。
本书可供厂矿、企事业单位、设计院的电气技术人员及大专院校师生参考。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《自动化实践技术丛书：变频器应用技术实践》 本书籍不是为了介绍《自动化实践技术丛书》系列，也不是为了介绍《变频器应用技术实践》这本书，而是旨在提供一个关于自动化领域中变频器技术应用的详细、实用的技术指南，帮助读者深入理解变频器的原理、选型、安装、调试、维护以及在各种工业场景下的实际应用。我们将跳过对具体书籍内容的介绍，直接聚焦于变频器技术本身，以期为读者构建一个全面的技术认知框架。 引言：驱动世界的澎湃动力——变频器技术探析 在现代工业生产中，驱动和控制电机是不可或缺的核心环节。而变频器，作为一种先进的电力电子装置，通过改变施加到电动机上的电压和频率，从而实现对电机转速的精确控制，已经成为自动化生产中不可替代的关键设备。它不仅能够显著提高生产效率、改善产品质量，更能实现节能降耗，为企业带来可观的经济效益和环境效益。本书将深入探讨变频器技术的方方面面，旨在为工程师、技术人员以及对自动化技术感兴趣的读者提供一份详实而实用的技术参考。 第一章：变频器的基本原理与分类 变频器的工作原理是其核心所在。本章将首先从电能转换的基本原理出发，阐述变频器如何将固定的交流电转换为可变频率、可变电压的交流电。我们将深入剖析其内部结构，包括整流单元、中间直流环节（平波电抗器、电容器）和逆变单元，并详细讲解各单元的功能和工作流程。 整流单元（AC-DC转换）： 介绍二极管整流和晶闸管整流的原理，重点阐述二极管整流在变频器中的广泛应用，以及其对输入电流波形的影响。 中间直流环节（DC-DC转换/滤波）： 解释电容器和电抗器在平滑直流电压、抑制谐波方面的重要作用。 逆变单元（DC-AC转换）： 详细讲解IGBT、MOSFET等功率器件在逆变器中的应用，以及PWM（脉冲宽度调制）技术如何实现对输出电压和频率的精确控制。我们将介绍不同的PWM控制策略，例如SPWM（正弦脉冲宽度调制）和矢量控制。 随后，我们将对不同类型的变频器进行分类介绍。基于其控制方式，主要分为电压源型变频器（VSI）和电流源型变频器（CSI）。我们将分析它们的结构差异、优缺点以及适用的场合。同时，也会简单介绍一些新兴的变频器技术，例如多电平变频器等。 第二章：变频器的核心技术解析 本章将深入探讨变频器实现高效、稳定运行的关键技术。 控制策略： V/f (电压/频率) 控制： 这是最基本、最简单的控制方式，适用于对转矩精度要求不高的场合，如风机、水泵等。我们将详细解释其工作原理、优势和局限性。 矢量控制（Vector Control）： 这是实现精确转矩控制的关键技术，能够获得优异的动态响应和高精度转速控制。我们将详细介绍磁场定向控制（FOC）的原理，包括定子磁链定向、转子磁场定向等，以及其在伺服驱动、卷绕控制等领域的重要性。 直接转矩控制（DTC）： DTC是一种不依赖于电机模型，直接根据转矩和磁链的瞬时值进行控制的方法，具有响应速度快、结构简单的优点。 软启动与软停止： 解释变频器如何通过平滑地增加或减小输出电压和频率，来避免电机启动和停止过程中对电网和机械设备的冲击。 制动技术： 能耗制动： 介绍通过制动电阻将再生能量转化为热能耗散的原理，以及制动单元的作用。 再生制动： 介绍变频器将再生能量回馈给电网的技术，其优点在于节能环保。 直流制动： 介绍在电机静止或低速时，向电机绕组施加直流电压以产生制动转矩的方法。 保护功能： 详细介绍变频器内置的各种保护功能，例如过载保护、过压保护、欠压保护、过温保护、短路保护、接地保护、堵转保护等，以及这些保护功能如何保障设备的安全运行。 第三章：变频器的选型指南 正确的变频器选型是确保系统稳定可靠运行的基础。本章将提供一套系统的选型方法。 明确负载特性： 详细分析不同负载的转矩-转速特性，例如恒转矩负载、平方转矩负载、恒功率负载等，并解释不同负载对变频器选型的要求。 电机参数： 确定电机的额定功率、额定电压、额定频率、额定转速、功率因数等关键参数。 供电电源： 考虑电网的电压、频率、容量以及可能存在的谐波干扰。 运行环境： 评估工作温度、湿度、海拔、污染程度、振动等环境因素对变频器选型和防护等级的影响。 控制要求： 根据具体的应用场景，确定所需的控制精度、动态响应速度、制动需求等。 特殊功能需求： 例如多电机联动控制、位置控制、张力控制、PID调节等。 品牌与系列选择： 介绍国内外主流变频器品牌及其产品的特点，以及不同系列产品适用的应用范围。 计算选型： 提供具体的计算公式和方法，例如根据负载功率、电机的效率和功率因数来计算变频器的额定电流和额定功率。 配件选型： 介绍变频器相关的配套器件，如滤波器（EMI滤波器、RFI滤波器）、电抗器（进线电抗器、出线电抗器）、制动单元、制动电阻、滤波器等，以及它们的选型原则。 第四章：变频器的安装与接线 规范的安装和正确的接线是变频器安全可靠运行的前提。本章将提供详细的安装指导。 安装位置选择： 强调选择通风良好、远离热源、震动源、腐蚀性气体和导电粉尘的场所。 散热要求： 详细说明变频器安装时需要考虑的散热空间和通风方式，以避免过热。 机柜安装： 介绍变频器在机柜内安装时的注意事项，例如与其他设备的间距、接地要求等。 电源侧接线： 主电路接线： 详细说明变频器电源输入端的接线方法，强调接地的重要性。 控制电路接线： 介绍变频器控制端子的功能，例如启停、正反转、多段速、模拟量输入、数字量输入/输出等，并提供典型的控制接线图。 电机侧接线： 详细说明变频器输出端与电机之间的接线方法，强调绝缘和接地。 接地要求： 重点强调变频器、电机、机柜以及电缆屏蔽层的有效接地，以消除电磁干扰和保障安全。 屏蔽电缆的选择与敷设： 介绍屏蔽电缆在抑制电磁干扰方面的作用，以及正确的敷设方式。 注意事项： 强调严禁带电操作，接线前仔细核对图纸和铭牌信息，以及不同类型变频器的接线差异。 第五章：变频器的参数设置与调试 参数设置的合理性直接影响变频器的性能表现。本章将聚焦于参数设置和调试过程。 基本参数设置： 电机参数辨识（自动辨识/手动输入）： 详细解释电机参数对变频器性能的重要性，以及如何进行电机参数辨识。 额定电压、频率、电流设置： 根据电机铭牌信息进行设置。 基本运行频率、最高运行频率设置： 确定变频器的工作频率范围。 高级参数设置： 载波频率（载频）： 解释载频对电机噪音、发热和效率的影响，以及如何选择合适的载频。 加减速时间： 设置电机平稳启动和停止所需的时间。 多段速设置： 如何通过数字量输入实现预设的多个运行速度。 PID参数设置： 在闭环控制系统中，如何设置PID参数以实现精确的恒压、恒温、恒流量等控制。 制动参数设置： 如制动方式、制动频率、制动时间等。 保护参数设置： 根据实际负载情况，调整过载、过压等保护参数的阈值。 调试过程： 空载调试： 检查变频器基本功能是否正常，例如启停、正反转。 带载调试： 逐步加载，观察电机运行状态、电流、电压、转速等参数，并根据实际情况调整参数。 故障排除： 介绍常见的变频器故障报警代码及其含义，以及相应的处理方法。 调试工具： 介绍变频器自带的调试软件、上位机软件等工具的使用方法。 第六章：变频器的日常维护与故障排除 有效的维护能够延长变频器的使用寿命，减少故障发生。本章将提供实用的维护建议。 定期检查： 外观检查： 检查变频器是否有灰尘、污垢、损坏等。 散热检查： 确保散热风扇正常运转，散热片无堵塞。 接线检查： 检查所有接线是否牢固，绝缘是否完好。 运行参数监测： 定期记录变频器的运行电流、电压、温度等关键参数，以便及时发现异常。 清洁与保养： 清洁方法： 介绍正确的清洁方法，避免使用腐蚀性溶剂。 风扇维护： 定期检查风扇轴承，必要时进行润滑或更换。 常见故障分析与排除： 过载报警： 分析负载过大、电机故障、参数设置不当等原因。 过压/欠压报警： 检查电网电压稳定性、直流母线电容故障等。 接地故障： 检查电机绝缘、电缆绝缘、接地线等。 堵转报警： 分析负载卡死、电机故障、启动时间过短等原因。 通信故障： 检查通信线缆、通信协议设置等。 维修注意事项： 强调安全操作规程，例如断电等待放电时间，以及专业人员维修的重要性。 第七章：变频器在典型工业场景下的应用 本章将展示变频器在不同工业领域中的广泛应用，并通过具体的案例分析，加深读者对变频器实际价值的理解。 通用机械设备： 风机与水泵： 详细阐述变频器在风机、水泵节能改造中的应用，介绍其如何通过调节风量、流量来达到节能目的，并重点分析平方转矩负载的特点。 空压机： 介绍变频器在空压机系统中的应用，如何通过调节排气量来保持恒定的气压，从而降低能耗。 生产制造行业： 纺织机械： 介绍变频器在纺织机中的应用，例如实现多电机同步运行、精确控制张力等。 造纸机械： 介绍变频器在造纸机中的应用，例如控制纸张速度、张力等。 金属加工机械： 介绍变频器在机床、卷板机等设备中的应用，例如实现精确的转速和位置控制。 起重与运输设备： 介绍变频器在起重机、传送带等设备中的应用，实现平稳的起升、下降、运行控制。 能源与环保领域： 供水与供热系统： 介绍变频器在城市供水、供热管网中的应用，实现恒压供水、恒温供热。 污水处理： 介绍变频器在污水泵、搅拌器等设备中的应用。 其他应用： 电梯： 介绍变频器在电梯控制中的应用，实现平稳的升降和精确的楼层定位。 新能源汽车： 简要介绍变频器在电动汽车动力驱动系统中的作用。 第八章：变频器技术发展趋势与展望 本章将探讨变频器技术的最新发展动态和未来趋势。 智能化与集成化： 介绍变频器如何与PLC、HMI等自动化组件实现更深度的集成，以及智能化功能，如故障预测、自诊断等。 低谐波技术： 探讨如何减少变频器对电网的谐波污染，例如采用多电平技术、谐波抑制滤波器等。 更高效率与可靠性： 介绍新型功率器件（如SiC、GaN）在变频器中的应用，以及如何提高变频器的能量转换效率和运行可靠性。 网络化与通信技术： 介绍变频器如何通过Ethernet/IP、Profinet等工业以太网实现远程监控、诊断和控制。 绿色环保与可持续发展： 强调变频器在节能减排方面的作用，以及其在构建绿色工厂中的地位。 结语 变频器技术是现代工业自动化不可或缺的一部分。通过对变频器基本原理、核心技术、选型、安装、调试、维护以及实际应用的全面解析，本书旨在为读者提供一个扎实的技术基础，使其能够更好地理解和应用变频器技术，从而提升工业生产的效率、质量和智能化水平，为企业创造更大的价值。