變頻器技術(shù)應(yīng)用是電氣運(yùn)行與控制專業(yè)的一門主干課程,《變頻器技術(shù)應(yīng)用》共8章,主要介紹電力電子器件和微處理器的基本知識(shí);“交-直-交”型變頻器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理;變頻器各種基本運(yùn)行方式;變頻器選擇條件及方法;變頻器可靠性的探討及提高方法;變頻器安裝及使用知識(shí);由變頻器為核心構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)及其功能;最后介紹幾個(gè)變頻器實(shí)際應(yīng)用的典型事例。在一些章節(jié)中,《中等職業(yè)教育電類爭(zhēng)業(yè)規(guī)劃教材:變頻器技術(shù)應(yīng)用》采用“案例分析”的方法,介紹變頻器在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題及解決方法,幫助讀者總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提高解決問(wèn)題的能力。
《中等職業(yè)教育電類爭(zhēng)業(yè)規(guī)劃教材:變頻器技術(shù)應(yīng)用》適合作為中等職業(yè)教育電氣工程類專業(yè)的教學(xué)用書,也可作為電氣工程從業(yè)人員的參考書。
為了方便教師教學(xué),《中等職業(yè)教育電類爭(zhēng)業(yè)規(guī)劃教材:變頻器技術(shù)應(yīng)用》還配有電子教學(xué)參考資料包(包括教學(xué)指南、電子教案及習(xí)題答案),詳見前言。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中,各類交流變頻器充當(dāng)了極為重要的角色。它是電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,具有調(diào)速范圍寬,調(diào)速精度高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,運(yùn)行效率高,功率因數(shù)高,操作方便,成本低,節(jié)能顯著等一系列優(yōu)點(diǎn)。它已成為當(dāng)今改造傳統(tǒng)工業(yè),改善工藝流程,提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平,提高產(chǎn)品質(zhì)量,推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一。變頻器控制技術(shù)的重要技術(shù)特征是可以充分地與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,發(fā)揮智能控制的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)分布式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng),是工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化的重要發(fā)展方向。變頻器應(yīng)用所產(chǎn)生的顯著節(jié)能效果,恰是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域最需要解決“節(jié)能減排”問(wèn)題的最有力措施之一。變頻控制技術(shù)廣泛、迅速地普及,給我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)帶來(lái)了深刻的變革,產(chǎn)生了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
當(dāng)前變頻器的應(yīng)用業(yè)已普及到工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)基層環(huán)節(jié),了解變頻器的基礎(chǔ)知識(shí),掌握變頻器基本操作,是每一位電氣工程從業(yè)人員必須掌握的基本職業(yè)技能。變頻器控制系統(tǒng)終究是一個(gè)知識(shí)密集、技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng),本書盡力做到深入淺出,淡化理論,注重實(shí)際應(yīng)用,推薦學(xué)時(shí)為60~80學(xué)時(shí),打“*”號(hào)的章節(jié)為選修章節(jié)。在重點(diǎn)章節(jié)中選擇了一些生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際事件作為典型“案例”,進(jìn)行細(xì)致分析,幫助讀者積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)(積累包括他人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)),增長(zhǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
全書共分8章,姚錫祿任主編,并編寫了第1、第5、第6章,于磊編寫了第3、第8章,李志剛編寫了第4、第7章,李文艷編寫了第2章,最后由姚錫祿統(tǒng)稿。在此書編寫過(guò)程中,得到天津海鷗手表集團(tuán)的陳琪高級(jí)工程師、津酒集團(tuán)的趙景田高級(jí)工程師、西門子公司駐津辦事處汪林經(jīng)理等人的大力幫助;在2007年8月于甘肅蘭州召開的全國(guó)輕工系統(tǒng),機(jī)電、電類專業(yè)教材研討會(huì)上,與會(huì)的李乃夫、程周、張穎熙、裴蓓等諸位專家也提出了一些寶貴意見,在此一并表示衷心的感謝。由于時(shí)間匆忙及編者的水平有限,書中難免有一些錯(cuò)誤或不足,懇請(qǐng)大家批評(píng)、指正。
第1章 變頻器技術(shù)應(yīng)用發(fā)展概況
1.1 概述
1.1.1 交流變頻技術(shù)的發(fā)展
1.1.2 變頻器新技術(shù)及其發(fā)展方向
1.2 電力電子器件在變頻器中的應(yīng)用
1.2.1 電力電子器件發(fā)展概況
1.2.2 電力電子器件的簡(jiǎn)單分類
1.2.3 變頻器中常用的電力電子器件
1.2.4 其他電力電子器件
1.2.5 各種電力電子器件的比較
1.3 全數(shù)字微機(jī)控制的應(yīng)用
思考題與習(xí)題
第2章 變頻器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理
2.1 變頻調(diào)速的基本控制方式
2.2 變頻器的基本構(gòu)成
2.3 變頻器的分類
2.3.1 按直流電源的性質(zhì)分類
2.3.2 按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類
2.3.3 按控制方式分類
2.3.4 按電壓等級(jí)分類
2.3.5 按用途分類
2.4 正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)逆變器
2.4.1 正弦脈寬調(diào)制原理
2.4.2 同步調(diào)制與異步調(diào)制
*2.4.3 諧波分析與輸出電壓調(diào)節(jié)
*2.4.4 脈寬調(diào)制的控制方法
*2.5 變頻器的控制方式與性能
2.5.1 變頻器的U/f控制
2.5.2 轉(zhuǎn)差頻率控制
2.5.3 矢量控制
2.5.4 直接轉(zhuǎn)矩控制
*2.6 高性能通用變頻器
2.6.1 高性能通用變頻器的類型
2.6.2 使用高性能變頻器時(shí)的注意事項(xiàng)
*2.7 高壓變頻器
2.7.1 功率開關(guān)器件
2.7.2 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.7.3 控制方式
2.7.4 高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)與電機(jī)的影響
思考題與習(xí)題
第3章 變頻器的運(yùn)行
3.1 MM440變頻器的面板操作
3.1.1 MM440變頻器的面板介紹
3.1.2 操作面板的基本操作方法及功能
3.2 運(yùn)行參數(shù)
3.2.1 常用頻率參數(shù)
3.2.2 頻率的給定
3.3 啟動(dòng)
3.3.1 升速特性
3.3.2 啟動(dòng)方式
3.4 制動(dòng)
3.4.1 降速特性
3.4.2 制動(dòng)方式
3.5 變頻器的運(yùn)行方式
3.5.1 點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行
3.5.2 正/反轉(zhuǎn)運(yùn)行
3.5.3 瞬停再啟動(dòng)運(yùn)行
3.5.4 MM440變頻器多段速頻率控制
3.5.5 同步運(yùn)行
3.5.6 工頻與變頻運(yùn)行
3.6 節(jié)能運(yùn)行
3.6.1 節(jié)能運(yùn)行分析
3.6.2 節(jié)能運(yùn)行的具體應(yīng)用
思考題與習(xí)題
第4章 變頻器的選擇
4.1 常用變頻器的品牌及主要參數(shù)
4.1.1 變頻器常見品牌的介紹
4.1.2 變頻器參數(shù)應(yīng)用知識(shí)
4.2 變頻器類型的選擇
4.2.1 根據(jù)不同的負(fù)載類型選擇變頻器
4.2.2 根據(jù)系統(tǒng)的控制方式選擇變頻器
4.2.3 選擇變頻器應(yīng)滿足的條件
4.2.4 變頻器的選型依據(jù)和方法
4.2.5 案例精選
4.3 變頻器容量的計(jì)算
4.4 變頻器選擇注意事項(xiàng)
4.5 變頻器外圍設(shè)備及其選擇
思考題與習(xí)題
第5章 變頻器的可靠性
5.1 變頻器常見的保護(hù)功能
5.1.1 過(guò)電流保護(hù)
5.1.2 過(guò)載保護(hù)
5.1.3 電壓保護(hù)
5.1.4 其他保護(hù)
5.2 高次諧波及其抑制
5.2.1 高次諧波產(chǎn)生的機(jī)理
5.2.2 高次諧波對(duì)其他設(shè)備的影響
5.2.3 減小和防止高次諧波的方法
5.3 變頻器抗干擾措施
5.3.1 變頻器外部的干擾
5.3.2 變頻器產(chǎn)生的干擾及抑制
思考題與習(xí)題
第6章 變頻器的安裝與使用
6.1 變頻器的安裝
6.1.1 安裝使用環(huán)境要求
6.1.2 安裝空間
6.1.3 安裝柜的設(shè)計(jì)及選擇
6.1.4 變頻器的防塵
6.1.5 變頻器與電機(jī)的距離
6.2 變頻器的接線
6.2.1 主電路接線
6.2.2 控制電路的接線
6.3 變頻器的測(cè)量
6.3.1 目前常見的測(cè)量?jī)x表
6.3.2 變頻器的測(cè)量與儀表的選擇
6.3.3 輸入側(cè)的測(cè)量
6.3.4 輸出側(cè)的測(cè)量
6.4 變頻器的調(diào)試與維修
6.4.1 通電前檢查
6.4.2 通電與預(yù)置
6.4.3 帶電機(jī)空載試驗(yàn)
6.4.4 帶負(fù)載調(diào)試
6.4.5 維護(hù)與檢查
6.4.6 變頻器的故障檢修
6.4.7 故障排除案例
6.5 變頻器的通信組網(wǎng)
6.5.1 變頻器與PLC的連接
6.5.2 使用注意事項(xiàng)
6.5.3 變頻器在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
思考題與習(xí)題
第7章 變頻器構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)
7.1 應(yīng)用變頻器的目的與效益
7.1.1 節(jié)能應(yīng)用
7.1.2 提高生產(chǎn)率
7.1.3 提高產(chǎn)品質(zhì)量
7.1.4 設(shè)備的合理化
7.1.5 適應(yīng)或改善環(huán)境
7.2 應(yīng)用變頻器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
7.3 通用變頻器的主要功能
7.3.1 系統(tǒng)所具有的功能
7.3.2 頻率設(shè)定功能
7.3.3 與運(yùn)行方式有關(guān)的功能
7.3.4 與狀態(tài)監(jiān)測(cè)有關(guān)的功能
7.3.5 其他功能
*7.3.6 多控制方式
7.4 生產(chǎn)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)
7.4.1 機(jī)械負(fù)載與電機(jī)轉(zhuǎn)矩
7.4.2 轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩特性
7.4.3 變頻器驅(qū)動(dòng)不同負(fù)載時(shí)需要注意的問(wèn)題
7.5 異步電機(jī)的選擇
7.5.1 異步電機(jī)形式與容量的選擇
7.5.2 負(fù)載功率的計(jì)算
7.5.3 選用異步電機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)
7.5.4 變頻器專用電機(jī)的選擇
思考題與習(xí)題
第8章 變頻器的應(yīng)用
8.1 變頻器在高爐卷?yè)P(yáng)機(jī)中的應(yīng)用
8.1.1 高爐卷?yè)P(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)
8.1.2 電機(jī)的選用
8.1.3 變頻器的選用
8.1.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及接線
8.2 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)
8.2.1 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的工作原理
8.2.2 變頻器的選型及功能預(yù)置
8.3 線材繞機(jī)的變頻調(diào)速
8.3.1 線材繞機(jī)概述
8.3.2 拖動(dòng)系統(tǒng)的改造方案
8.3.3 變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方式
8.3.4 變頻器的基本功能預(yù)置
8.4 變頻器在造紙機(jī)、膠片機(jī)及光纜護(hù)套機(jī)等方面的應(yīng)用
8.4.1 變頻器在造紙機(jī)上的應(yīng)用
8.4.2 變頻器在膠片機(jī)上的應(yīng)用
8.4.3 變頻器在光纜護(hù)套機(jī)上的應(yīng)用
8.5 MM440變頻器在電梯上的運(yùn)用
8.5.1 系統(tǒng)配置
8.5.2 系統(tǒng)功能與原理
8.5.3 電機(jī)和變頻器主要參數(shù)設(shè)定
8.6 變頻器在龍門銑床上的運(yùn)用
8.6.1 概述
8.6.2 改造方案
8.6.3 龍門銑床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程
8.6.4 龍門銑床的變頻改造
思考題與習(xí)題
參考文獻(xiàn)