變頻器原理及套用（第3版）

內容簡介

本書為是綜合各院校使用《變頻器原理及套用第2版》所提出的建議，適應高等職業院校進行工學結合教學改革的需要，結合新的變頻器技術資料編寫的。本書以突出套用、注重技能為宗旨，由淺入深地闡述了變頻器的基本組成原理和控制方式，電動機變頻調速機械特性，變頻器常用控制電路，變頻調速系統主要電器的選用，變頻器的操作甩廈嫌拜、運行、安裝、調試、維護及抗干擾，變頻器在風機、空氣壓縮機、水泵、中央空調及提升機等方面的套用實例等內容。

圖書目錄

前言

第1章變頻器的認識 1

1.1變頻器概述 1

1.1.1變頻器的發展1

1.1.2變頻器的分類3

1.1.3變頻器的套用5

1.2異步電動機變頻調速原理 6

1.2.1異步電動機變頻調速機理 6

1.2.2三相異步電動機的機械特性 6

1.2.3三相異步電動機的變頻起動 7

1.2.4三相異步電動機的變頻制動 7

1.3變頻器的結構與主要技術參數 8

1.3.1變頻器的外形8

1.3.2變頻器的基本原理結構 9

1.3.3變頻器的銘牌12

1.3.4主要技術參數12

本章小結 13

習題1 13

第2章變頻器常用電力電子器件 l4

2.1功率二極體 14

2.1.1 功率二極體的結構與伏安特性 14

2.1.2功率二極體的主要參數 15

2.1.3功率二極體的選用 15

2.1.4功率二極體的分類 16

2.2晶閘管 16

2.2.1 晶閘管的結構 16

2.2.2晶閘管的導通和阻斷控制 17

2.2.3晶閘管的陽極伏安特性 17

2.2.4晶閘管的參數 18

2.2.5晶閘管的門極伏安特性及

主要參數 18

2.2.6晶閘管觸發電路．． l9

2.2.7晶閘管的保護 19

2.3門極可關斷(GTO)晶閘管 21

2.3.1 CTO晶閘管的結構與

工作原理 21

2.3.2 GTO晶閘管的特性與

主要參數 21

2.3.3 GTO晶閘管的門極控制 22

2.3.4 GTO晶閘管的緩衝電路 23

2.4電力電晶體(GTR) 24

2.4.1 GTR的結構 24

2.4.2 GTR的參數 24

2.4.3二次擊穿現象 25

2.4.4 CTR的驅動電路25

2.4.5 GTR的緩衝電路26

2.5功率MOS場效應

電晶體( P-MOSFET) 27

2.5.1 P-MOSFET的結構 27

2.5.2 P-MOSFET的工作原理 27

2.5.3 P-MOSFET的特性 27

2.5.4 P-MOSFET的主要參數 29

2.5.5 P-MOSFET的柵極驅動 29

2.5.6 P-MOSFET的保護 30

2.6絕緣柵雙極型電晶體(IGBT) 31

2.6.1 IGBT的結構與基本

工作原理 31

2.6.2 IGBT的基本特性 31

2.6.3 IGBT的主要參數 32

2.6.4 IGBT的驅動電路 33

2.7集成門極換流晶閘管(ICCT) 33

2.7.1 IGCT的結構與工作原理 33

2.7.2 IGCT的特點一34

2.7.3 ICCT變頻器一35

2.8智慧型功率模組(IPM) 36

2.8.1 IPM的結構一36

2.8.2 IPM的主要特點 36

2.8.3 IPM選擇的注意事項 36

本章小結一38

習題) 38

第3章交直交變頻技術拜犁漿 39

3.1整流電路一39

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 42

3.2.1濾波電路 42

3.2.2制動電路 43

3.3逆變電路 44

3.3.1逆變電路的工作原理 44

3.3.2逆變電路的基本形式 45

3.4 SPWM控制技術 46

3.4.1概述 46

3.4.2 SPWM控制的基本原理 46

3.4.3 SPWM逆變電路的控制方式 48

3.4.4 SPWM逆變器的調製方式 49

本章小結 49

習題3 50

第4章交一交變頻技術 51

4.1單相輸出交·交變頻電路 51

4.1.1電路組成及基本工作原理 51

4.1.2感阻性負載時的相控調製 52

4.1.3輸入輸出特性 53

4.2三相輸出交·交變頻電路 54

4.2.1公共交流母線進線方式 54

4.2.2輸出星形聯結方式 54

本章小結 ""55

習題4 一55

第5章高（中）壓變頻器 56

5.1高（中）壓變頻器敬試己概述 56

5.1.1高（中）壓變頻器的分類 56

5.1.2高（殼才腳中）壓變頻調速系統的

基本形式一57

5.1.3高（中）壓變頻器的套用 57

5.1.4高（中）壓變頻器的技術要求 58

5.2高（中）壓變頻器享嘗姜的主電路結構 59

5.2.1晶閘管狼祖射符電流型變頻器 59

5.2.2 GTO晶閘管電格歡流型變頻器 60

5.2.3 IGBT並聯多重化PWM

電壓型變頻器一61

5.2.4 ICBT三電平高（中）

壓變頻器一61

5.2.5五電平高（中）壓變頻器 63

5.3 風光JD-BP37/38系列高壓

變頻器簡介一64

5.3.1 JD-BP37/38系列高壓

變頻器的系統結構 64

5.3.2 JD-BP37/38系列高壓

變頻器的櫃體結構 66

5.3.3高壓變頻器的運行操作方式 67

5.4高壓變頻器對電動機的

影響及防治措施一68

5.4.1 輸出諧波對電動機的

影響及防治措施 68

5.4.2輸出電壓變化率對電動機的

影響及防治措施 68

5.4.3共模電壓對電動機的

影響及防治措施 69

本章小結一69

習題5 . 一69

第6章變頻器的接線

端子與功能參數 71

6.1變頻器的外部連線端子 71

6.1.1主電路端子 72

6.1.2控制板端子及跳線 72

6.1.3控制端子的配線 74

6.2變頻器的主要功能參數及預置 75

6.2.1變頻器運行模式功能參數 75

6.2.2變頻器的運行功能參數 76

6.2.3最佳化特性功能參數 79

6.2.4變頻器的保護功能參數 82

6.3變頻器的頻率參數及預置 83

6.3.1各種基本頻率參數 84

6.3.2變頻器的其他頻率參數 85

本章小結 86

習題6 87

第7章變頻器的控制方式 88

7.1 U/控制 88

7.1.1U/f控制原理 88

7.1.2恆U/f控制方式的機械特性 89

7.1.3對額定頻率fN以下

變頻調速特性的修正 91

7. 1.4 U/f控制的功能 92

7.2轉差頻率控制 94

7.2.1轉差頻率控制原理 94

7.2.2轉差頻率控制的系統構成 94

7.3矢量控制 95

7.3.1 直流電動機與異步電動機

調速上的差異一95

7.3.2矢量控制中的等效變換 96

7.3.3直角坐標/極坐標變換 98

7.3.4變頻器矢量控制的基本思想 98

7.3.5使用矢量控制的要求 99

7.3.6矢量控制系統的優點和

套用範圍 100

7.4直接轉矩控制 100

7.4.1直接轉矩控制系統 101

7.4.2直接轉矩控制的優勢 101

本章小結 1叭

習題7102

第8章變頻調速系統的

選擇與操作 103

8.1變頻器的選擇103

8. 1.1變頻器電壓等級的選擇 103

8.1.2變頻器容量的選擇 103

8.1.3依據電動機的類型

選用變頻器 104

8.1.4依據電動機的運行

方式選擇變頻器 107

8.1.5依據負載的機械特性

選擇變頻器 108

8.1.6變頻器控制方式的選擇 113

8.2變頻調速系統的主電路及

電器選擇 113

8.2.1斷路器114

8.2.2接觸器115

8.2.3感測器116

8.2.4輸入交流電抗器 117

8.2.5電源濾波器 118

8.2.6制動電阻及制動單元 l19

8.2.7直流電抗器 120

8.2.8輸出交流電抗器 120

8.3變頻調速系統的控制電路 121

8.3.1變頻器控制電路的主要組成 121

8.3.2正轉控制電路 121

8.3.3正、反轉控制 123

8.3.4升速與降速控制 124

8.3.5變頻與工頻切換的控制電路 124

8.4變頻器的程式控制 125

8.4.1利用變頻器的編程

功能進行程式控制 l25

8.4.2多擋轉速控制電路 l26

8.4.3簡易PLC運行功能 126

8.5外接給定信號 127

8.5.1頻率給定信號的種類 127

8.5.2選擇給定方法的一般原則 128

8.5.3頻率給定線 128

8.6變頻器與PLC的連線 129

8.6.1 PLC概述 129

8.6.2 PLC與變頻器連線時

要注意的問題 131

8.6.3 PLC與變頻器連線實現

多擋轉速控制 133

8.7變頻器""1控X""切換技術 135

8.7.1""1控X""工作過程 135

8.7.2""1控3""供水電路原理圖 135

8.8變頻器與PC的通信136

8.8.1 計算機與變頻器的通信連線136

8.8.2 SB70變頻器的通信協定 137

8.8.3變頻器的數據格式 137

8.8.4變頻器的波特率 l37

8.8.5變頻器參數編址 137

8.8.6通信中的數據類型 138

8.8.7通信舉例 138

本章小結 139

習題8"" 139

第9章變頻器的安裝與維護 141

9.1變頻器的儲存與安裝 141

9.1.1變頻器的儲存。l41

9.1.2裝設場所 141

9.1.3使用環境 141

9.1.4變頻器安裝對電源的要求 142

9.1.5安裝方向與空間 142

9.1.6安裝方法 143

9.1.7接線 143

9.2變頻器的抗干擾 147

9.2.1變頻器運行對電網的影響 147

9.2.2變頻器對電網影響的抑制 149

9.2.3變頻器對其他設備的

干擾及抑制 149

9.2.4電網對變頻器干擾的防止 150

9.3變頻器的接地與防雷 151

9.3.1變頻器的接地 151

9.3.2變頻器的防雷 152

9.4變頻器系統的調試 152

9.4.1通電前的檢查 152

9.4.2通電檢查 153

9.4.3空載試驗 153

9.4.4帶負載測試 154

9.5變頻器的維護與檢查 155

9.5.1維護注意事項155

9.5.2日常檢查與維護 155

9.5.3定期檢查 155

9.5.4零部件更換 156

9.5.5變頻器基本檢測和測量方法 156

9.5.6測量儀表簡介 157

9.5.7變頻器主電路的測量 158

9.6變頻器的常見故障與處理 160

9.6.1變頻器常見故障診斷 160

9.6.2變頻器故障的處理 163

本章小結 164

習題9- 164

第10章變頻器套用實例 165

10.1變頻調速技術在風機上的套用 165

10.1.1風機變頻調速驅動機理 165

10.1.2風機變頻調速系統設計 166

10.1.3節能計算。169

10.2空氣壓縮機的變頻調速及套用 169

10.2.1 空氣壓縮機變頻調速機理 169

10.2.2空氣壓縮機加、卸載供氣控制

方式存在的問題 170

10.2.3 空氣壓縮機變頻調速

控制方式的設計 171

10.2.4空氣壓縮機變頻調速控制

方式的安裝調試 174

10.2.5空氣壓縮機變頻

調速後的效益 l75

10.3變頻器在供水系統

節能中的套用 ""175

10.3.1恆壓供水的控制目的 175

10.3.2水泵調速節能原理 176

10.3.3變頻調速恆壓供水系統 176

10.3.4變頻調速恆壓

供水系統設計 l78

10.3.5經濟效益分析 183

10.4 中央空調系統的變頻

技術及套用一184

10.4.1 中央空調系統的組成 184

10.4.2水泵節能改造的方案 185

10.4.3節能分析一187

10.5 中壓變頻器在潛油

電泵中的套用一188

10.5.1潛油電泵傳統供電

方式的不足。188

10.5.2潛油電泵改為變頻

調速的優點 188

10.5.3潛油電泵變頻調速

改造方案。189

10.6礦用提升機變頻調速系統 191

10.6.1 使用礦用提升機系列

變頻器的優點 l91

10.6.2礦用提升機變頻調速

系統的原理 191

10.6.3變頻調速系統對原

調速系統的改造 192

10.6.4現場套用情況及運行效果 l92

10.7 變頻器在液態物料

傳輸中的套用 192

10.7.1 液態物料上下傳輸系統組成

及其傳輸程式 l93

10.7.2變頻器控制液態物料

上下傳輸系統 l93

10.7.3套用範圍及效果 195

本章小結 195

習題10 一195

第11章變頻器技術實訓 l97

11. 1變頻器的基本操作 197

11.2變頻器運行操作模式及

基本參數設定 201

11.3 U/f控制曲線測試 202

11.4外端子控制正、反轉及

點動運行操作 203

11.5變頻器正、反轉運行控制

電路安裝與調試 205

11.6變頻一工頻切換電路

安裝與調試 206

11.7變頻器-PLC控制電路

安裝與調試 207

11.8綜合實訓 209

附錄一210

附錄A森蘭變頻器 210

附錄B風光變頻器 224

參考文獻 232

變頻器原理及套用（第3版）

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