变频器、软起动器电路设计宝典 9787512307933 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名:变频器、软起动器电路设计宝典

：45.00元

售价：30.6元,便宜14.4元,折扣68

作者:李利著

出版社：中国电力出版社

出版日期：2011-06-01

ISBN：9787512307933

字数：207000

页码：230

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

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内容提要

本书共8章，主要内容包括变频器、软起动器的基本原理，变频器、软起动器各种选件的功能及选配方法，以施耐德电气公司的变频器ATV21、ATV61／ATV71和软起动器ATS48为例，详细分析了变频器和软起动器一次电路和二次电路设计中的各种常见错误，并给出了正确的设计。附录部分还提供了一些常见负载的分类方法和一些常见问题的解答。
本书以应用为目的，强调实用性，书里提供了大量的工程应用方案，并给出了应用图，方便读者学习参考。

目录

作者介绍

文摘

序言

工业自动化动力控制的智慧结晶：深度解析变频器与软起动器 在现代工业生产的广阔图景中，动力设备的运行效率、可靠性以及能源消耗，直接关系到企业的生产力与竞争力。而变频器与软起动器，作为实现电机高效、精确、安全控制的两大核心技术，无疑扮演着至关重要的角色。它们的应用，不仅是工业自动化进步的标志，更是推动制造业向智能化、绿色化迈进的强大引擎。本书旨在深入剖析这两类关键设备背后的电路设计原理、实际应用场景以及最新的技术发展趋势，为广大工程师、技术人员以及对工业自动化感兴趣的读者提供一本详实、权威的参考指南。 一、 变频器：驱动效率与精准控制的利器 变频器，全称变频调速器，其核心功能在于能够改变输出电源的频率，从而实现对交流电机转速的平滑、无级调节。这一功能在工业领域拥有极其广泛的应用，几乎涵盖了所有需要对电机转速进行精细控制的场合。 工作原理深度解析： 本书将首先带领读者深入理解变频器的内部工作原理。从交流电的整流、滤波，到直流环节的储能，再到逆变环节的脉冲宽度调制（PWM）技术，我们将逐一剖析各个组成部分的电路结构与功能。重点将放在PWM调制策略上，例如SPWM（正弦脉冲宽度调制）、SVPWM（空间矢量脉冲宽度调制）等，讲解它们如何生成不同频率、不同幅值的交流电压，从而实现对电机转速的精准控制。同时，也会探讨载波频率、调制比等参数对输出波形、谐波含量以及电机损耗的影响。 拓扑结构与关键器件： 变频器的核心拓扑结构，如电压源型逆变器（VSI）和电流源型逆变器（CSI），以及它们各自的优缺点，将在书中得到详细阐述。对于关键功率器件，如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等，我们将分析它们的选型原则、驱动电路的设计以及散热措施。此外，对于滤波电感、滤波电容、吸收回路等无源器件，其参数的选择和设计也对变频器的性能至关重要，我们将提供详细的计算方法和设计指导。 控制策略与算法： 除了硬件电路，变频器的软件控制算法更是其灵魂所在。本书将详细介绍 V/f 控制（恒压恒频）、矢量控制（磁场定向控制）以及直接转矩控制（DTC）等主流控制方法。对于 V/f 控制，我们将分析其简单易懂的原理及其适用范围。而对于更高级的矢量控制，我们将深入讲解其基于电机模型，如何通过控制电机的励磁电流和转矩电流，实现对电机转矩的独立控制，从而获得更好的动态性能和稳态精度。DTC 作为一种无需模型、响应快速的控制方式，也将得到深入探讨。 保护与安全设计： 变频器在运行过程中，会面临过压、欠压、过流、过载、过温等多种风险。本书将详细介绍变频器内置的各种保护功能，以及实现这些保护功能的电路设计。例如，过流保护可以通过电流互感器或霍尔传感器检测，并通过比较器或DSP判断是否超限。过温保护则通过热敏电阻或温度传感器监测散热片温度。此外，还会讨论 EMC（电磁兼容性）设计、接地规范以及安全隔离等重要方面，确保变频器在复杂工业环境下的稳定可靠运行。 实际应用与选型： 变频器的应用领域极为广泛，从简单的水泵、风机控制，到复杂的起重机、轧机、纺织机械等。本书将结合具体应用案例，讲解不同场景下变频器的选型要点，包括额定功率、额定电压、过载能力、控制精度、环境适应性以及通信接口等。例如，对于要求频繁启停的场合，需要关注变频器的动态响应速度和制动能力。对于需要精确位置控制的场合，则可能需要配备编码器并采用闭环矢量控制。 二、 软起动器：平稳启动，呵护设备 与变频器通过改变输出频率来调速不同，软起动器主要用于解决电机在直接启动（工频启动）时产生的巨大启动电流和机械冲击问题。它通过在启动过程中逐渐增加施加到电机上的电压，实现电机的平稳启动，从而延长电机及传动设备的使用寿命，并减少对电网的冲击。 软起动原理与技术路线： 本书将详细介绍软起动器的基本工作原理。主流的软起动器通常采用晶闸管（SCR）或电力电子开关器件（如IGBT）作为主功率元件，通过控制这些器件的导通角来调节施加到电机上的电压。我们将深入分析移相触发控制技术，讲解如何通过改变触发脉冲的角度来控制晶闸管的导通时间和输出电压的有效值。此外，也会介绍固态继电器（SSR）在一些低功率软起动器中的应用。 启动特性与曲线： 软起动器能够在启动过程中生成不同的电压-时间曲线，以满足不同的启动需求。本书将详细讲解几种典型的启动特性，如恒流启动、恒压限流启动、斜坡升压启动等。例如，恒流启动可以在启动过程中保持一个恒定的启动电流，这对于一些负载惯量大的场合非常有用。斜坡升压启动则模拟了缓慢升高的电压过程，能够获得非常平稳的启动效果。我们将分析不同启动特性的适用场合以及如何根据负载特性进行设置。 软停车与保护功能： 除了平稳启动，许多软起动器还具备软停车功能。在停车过程中，软起动器能够反向控制电压（或采用其他方式），使电机以可控的速度减速停车，避免了硬停止带来的机械冲击。本书将分析软停车的实现方式及其优势。同时，软起动器还集成了多重保护功能，如过载保护、欠压保护、过压保护、相序保护、堵转保护等，这些保护功能的设计原理和电路实现也将得到详细介绍，以确保电机及整个传动系统的安全运行。 电路设计与选型： 软起动器的电路设计相对变频器较为简洁，但其主功率回路的设计、触发控制电路的设计、保护回路的设计以及人机界面的设计，仍然需要精心的考虑。我们将提供不同功率等级的软起动器电路设计实例，并分析关键器件的选型依据，如晶闸管的额定电流、耐压等级，以及控制电路的精度和稳定性。在选型方面，除了额定功率和电压，还需要考虑启动次数、负载特性、环境条件以及所需的保护功能等。 三、 融合与发展：变频器与软起动器的协同应用与未来趋势 随着工业自动化的不断深入，变频器与软起动器的结合应用越来越普遍。在一些复杂的传动系统中，它们可能需要协同工作，以达到最佳的运行效果。 协同应用场景： 例如，在某些大型风机或泵系统中，可能先使用软起动器进行平稳启动，然后在达到一定转速后，再由变频器接管，实现精确的转速调节和节能运行。本书将探讨这类协同应用的具体实现方式和优势。 集成化与智能化： 现代变频器和软起动器正朝着集成化、智能化的方向发展。它们集成了更多的通信接口（如Modbus, Profibus, Ethernet/IP等），能够方便地接入工业以太网，实现远程监控、诊断和参数设置。同时，智能化的控制算法，如自适应控制、故障预测诊断等，也在不断被引入，提升了设备的可靠性和运行效率。 新能源与节能技术： 变频器和软起动器在新能源领域（如风力发电、太阳能发电）以及节能改造中发挥着越来越重要的作用。本书将对这些前沿应用进行展望，并分析其技术发展趋势。 本书特色： 深度与广度兼备： 既深入剖析了变频器与软起动器的核心电路设计原理，又广泛介绍了其在各个工业领域的实际应用。 理论与实践结合： 提供了大量的电路设计实例、计算方法和选型指导，帮助读者将理论知识应用于实际工程。 图文并茂： 配备了大量的电路图、波形图和原理图，直观易懂，有助于读者理解复杂的概念。 前沿技术追踪： 关注最新的技术发展动态，探讨了智能化、集成化以及新能源等相关领域的应用。 无论您是渴望掌握工业自动化核心技术的工程师，还是希望提升生产效率、降低能耗的企业管理者，抑或是对现代动力控制系统充满好奇的研究者，本书都将是您不可或缺的得力助手。它将带领您走进变频器与软起动器的奥秘世界，让您深刻理解并灵活运用这些强大的工业自动化工具，为您的事业发展注入新的动力。