变频调速技术及应用(王瑾) 王瑾,孙艳萍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王瑾，孙艳萍 著

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• 驱动技术
• 电机驱动
• 调速技术
• 王瑾
• 孙艳萍
• 电气工程

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122130853

商品编码：29257295044

包装：平装

出版时间：2012-02-01

基本信息

书名：变频调速技术及应用(王瑾)

定价：22.00元

作者：王瑾,孙艳萍

出版社：化学工业出版社

出版日期：2012-02-01

ISBN：9787122130853

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.259kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书从变频器的结构入手，首先介绍组成变频器的电力电子器件的结构、工作原理以及各种应用。对没有学过电知识的人，也能从元器件开始，深入浅出学习变频器的工作原理。在此基础上，以电动机为被控对象，介绍变频调速原理及变频调速工作方式。以西门子MM430系列变频器为例，介绍了变频器的选择、安装、接线、参数调整、抗干扰措施和运行检修。《变频调速技术及应用》拓展介绍了多套工业设备或系统，使得变频器的参数设置和调试更注重培养学生的工程应用能力和解决现场实际问题的能力。将变流技术与交流调速有机结合起来。用较少的课时完成两门课程的学习。同时，《变频调速技术及应用》精选了四个实训环节，力求在简单的实训硬件配置情况下，完成实用性较强、较先进的变频器应用，如PID控制、触摸屏控制系统等。
　　本书适合于高职学院电气自动化专业和机电设备维修与管理专业的学生，也适用于生产过程自动化专业、机电一体化专业和自动控制技术专业的学生。也可作为企业相关技术人员的参考资料。

目录

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章 概述
　1.1 变频系统技术
　1.2 变频调速技术的发展过程
　1.3 中国变频调速技术的发展状况
　1.4 变频技术的发展方向
　1.5 高压变频调速技术应用现状与发展趋势
　思考题与习题
第2章 电力电子器件
　2.1 电力电子器件概述
　2.2 不可控器件——二极管及其应用
　2.3 半控型器件——晶闸管及其应用
　2.4 全控型器件
　2.5 新型电力电子器件
　思考题与习题
第3章 电力电子器件的应用与开发
　3.1 小功率电力电子器件的应用
　3.2 电力电子器件的综合应用
　3.3 新型电力电子器件的开发
　思考题与习题
第4章 变频调速原理
　4.1 变频调速的基本原理
　4.2 变频器的分类
　4.3 交 直 交变频器主电路及其变频调速系统
　4.4 正弦脉宽调制变频器及其调速系统
　4.5 西门子变频器简介
　4.6 通用变频器的控制电路原理
　4.7 高压变频器主电路结构及其控制特点
　思考题与习题
第5章 变频器的选用
　5.1 变频器的选择
　5.2 变频器的安装
　5.3 变频器的接线
　5.4 变频器的功能及参数
　5.5 变频器的抗干扰技术
　思考题与习题
第6章 变频技术的综合应用
　6.1 变频技术在空调设备上的应用
　6.2 变频技术在机床设备上的应用
　6.3 变频技术在电梯设备上的应用
　6.4 变频技术在电线生产线上的应用
　6.5 变频技术在风机上的应用
　6.6 变频技术在起重机上的应用
　6.7 变频技术在恒压供水上的应用
　思考题与习题
第7章 变频技术实训
　7.1 基础实训西门子MM440变频器的参数设置及调试
　7.2 基础实训西门子MM440变频器的操作与控制
　7.3 综合实训变频实现水箱水位控制的实训
　7.4 综合实训PLC、变频器和触摸屏综合实训
　思考题与习题
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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现代电力驱动与智能化控制的基石：变频调速技术概览 变频调速技术，作为现代电力驱动领域的核心技术之一，已经深刻地改变了工业生产、交通运输、家用电器乃至新能源等诸多领域。它通过改变供给电机的电源频率，从而实现对电机转速的精确控制，相较于传统的机械调速或电阻调速方式，变频调速在节能、提高效率、改善工艺、延长设备寿命等方面展现出无可比拟的优势。本文将深入探讨变频调速技术的核心原理、关键组成部分、主要应用领域及其发展趋势，旨在勾勒出这项技术在当今社会的重要地位和广阔前景。 一、 核心原理：打破固定频率的束缚 传统的三相交流感应电动机，其转速与电源频率之间存在着固定的比例关系（同步转速 n_s = 120f/p，其中f为电源频率，p为电机极数）。在固定频率（如中国的50Hz）供电下，电机的转速也基本固定，难以适应不同负载下的工作需求。变频调速技术的核心便在于，如何灵活地改变供给电机的电源频率，实现对其转速的连续、平滑调控。 实现这一目标，通常需要借助“变频器”（Variable Frequency Drive, VFD）这一核心设备。变频器本质上是一个电力电子变换装置，它将来自电网的固定频率、固定电压的交流电，经过一系列的变换，输出频率和电压均可调的交流电，供给交流电机。这一过程大致可以分为三个主要步骤： 1. 整流（Rectification）：变频器首先将输入的工频交流电转换为直流电。这一过程通常由一个三相桥式不可控整流电路（或更先进的可控整流电路）完成，将±交流电转换为脉动的直流电。 2. 滤波（Filtering）：整流后的直流电中含有较高频率的脉动成分，需要通过直流滤波器（通常是电容器或电感）进行平滑处理，得到相对稳定的直流电压。 3. 逆变（Inversion）：这是变频调速技术最关键的一步。逆变器将滤波后的直流电，通过高频开关器件（如IGBT、MOSFET等）的精确控制，重新转换为频率和电压均可调的交流电。根据不同的控制策略，逆变器可以输出不同频率和幅值的电压波形。 二、 关键组成与技术演进 变频器作为实现变频调速的核心，其内部结构和技术也在不断进步，主要可以从以下几个方面理解： 1. 控制方式的演变： V/f (电压/频率) 控制：这是最早也是最基础的变频控制方式。它遵循“恒幅值比”的原则，即在调频的同时，按照一定比例调整输出电压，以维持电机的磁通基本恒定。这种方式简单易实现，适用于对动态响应和转矩控制要求不高的场合，如风机、水泵等。 矢量控制（Vector Control）：随着对电机性能要求的提高，矢量控制应运而生。它将电机定子电流分解为与磁场方向一致的励磁分量和与磁场方向垂直的转矩分量，分别进行独立控制，从而实现对电机转矩的精确控制，类似于直流电机的独立励磁控制。矢量控制可以显著提高电机的动态响应速度和低速运行性能，适用于要求精密调速和高动态性能的场合，如数控机床、机器人、曳引机等。 直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）：DTC是一种不依赖于速度或位置反馈，直接根据电机磁链和转矩的状态来控制逆变器开关的策略。它具有响应速度快、转矩脉动小、无需速度传感器等优点，在某些高性能应用中也得到广泛应用。 2. 功率器件的进步： IGBT（绝缘栅双极型晶体管）：IGBT凭借其高功率容量、高开关速度、易于驱动等优点，已成为现代变频器中最主流的功率开关器件。 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：在低压、小功率的应用领域，MOSFET因其优异的导通损耗和极高的开关频率而具有优势。 SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）：近年来，宽禁带半导体材料如SiC和GaN正逐渐在高端变频器中崭露头角。这些材料具有更高的耐压、耐温能力和更低的开关损耗，有望进一步提升变频器的效率、功率密度和可靠性。 3. 智能化与网络化： 先进的保护功能：现代变频器集成了丰富的保护功能，能够监测过压、欠压、过流、过载、过温、短路、接地等多种电气故障，并能根据故障类型进行相应的处理，有效保护电机和变频器本身。 通信接口与网络集成：变频器通常配备有标准通信接口（如RS485、CANopen、EtherNet/IP等），能够方便地与PLC、上位机、HMI等设备进行数据交换和远程控制，实现生产过程的自动化和智能化。 内置PLC功能：一些中高端变频器内置了简易的PLC功能，可以在本地实现一些简单的逻辑控制，减少外部控制器的使用。 节能优化算法：针对不同负载特性，变频器会内置各种节能算法，例如根据负载情况自动调整输出电压、优化功率因数等，进一步提升能源利用效率。 三、 广泛的应用领域 变频调速技术的普及，极大地推动了各行各业的技术进步和节能减排： 1. 工业驱动： 风机和水泵：这是变频器最典型的应用领域。通过对风机和水泵的转速进行调节，可以根据实际的流量、风量需求来改变电机转速，从而实现显著的节能效果。例如，在空调系统中，风机转速的降低能大幅节省电力消耗。 冶金、化工、石化：在连续生产过程中，对工艺参数（如流量、压力、速度）的精确控制至关重要，变频器能够提供平稳、可靠的调速性能，确保生产过程的稳定性和产品质量。 造纸、纺织、印刷：这些行业对卷取、展平、输送等环节的同步性和速度精度有较高要求，变频器能够实现多电机联动控制和精确的速度同步。 起重、提升设备：在起重机、电梯等设备中，变频器可以实现平稳的启动和停止，提高运行的舒适性和安全性，并能实现精确的位置控制。 机床工具：数控机床（CNC）对主轴转速的精确控制是其核心功能之一，变频器能够提供宽范围、高精度的转速调节能力。 2. 交通运输： 电动汽车（EV）：变频器是电动汽车驱动系统的核心组成部分，负责将电池的直流电转换为可调频率和电压的交流电，驱动电机实现加速、减速和能量回收。 轨道交通（地铁、轻轨）：电力机车和动车组采用变频调速技术，实现牵引电机的精确控制，提高运行效率和舒适性。 3. 新能源领域： 风力发电：风力发电机组的变桨和偏航系统广泛使用变频器，以优化捕风效率和适应风速变化。 太阳能发电：太阳能光伏逆变器实际上也是一种特殊的变频器，将太阳能电池板产生的直流电转换为符合电网要求的交流电。 4. 建筑与楼宇： 电梯：前面已提及，变频技术显著提升了电梯的平稳性、节能性和运行效率。 中央空调系统：通过对风机、水泵的变频调速，可以实现按需供冷供热，大幅降低建筑的能耗。 5. 家用电器： 洗衣机、冰箱、空调：现代的高端家用电器普遍采用变频技术，如变频空调能够根据室内温度和用户需求精确调节压缩机转速，实现节能和恒温。变频洗衣机则能根据衣物材质和重量自动选择合适的洗涤模式和转速。 四、 发展趋势与未来展望 变频调速技术仍在不断发展，未来的发展趋势主要体现在： 1. 更高效率和更低损耗：随着功率器件材料（如SiC、GaN）和拓扑结构的不断优化，变频器的效率将进一步提升，运行损耗进一步降低，从而实现更显著的节能效果。 2. 更高的功率密度和更小的体积：集成化、模块化设计以及新型散热技术的应用，将使得变频器更加小巧紧凑，便于安装和集成。 3. 更强的智能化和网络化：变频器将集成更多的人工智能算法，实现更高级别的自适应控制、故障诊断和预测性维护。同时，与工业物联网（IIoT）的深度融合，将使得变频器成为智能制造和智慧工厂的重要节点。 4. 更广泛的直流供电应用：随着新能源和储能技术的发展，基于直流供电的变频器系统也将得到更广泛的应用，简化系统结构，提高能源利用效率。 5. 特种应用领域的发展：针对新能源汽车、特种机器人、航空航天等对性能有极端要求的领域，将出现更多高性能、高可靠性的专用变频器。 结论 变频调速技术以其强大的调速能力、显著的节能优势以及日益增长的智能化特性，已经成为现代工业和日常生活不可或缺的关键技术。从基础的V/f控制到复杂的矢量控制，从传统的IGBT到前沿的SiC/GaN器件，技术的每一次进步都为变频调速带来了新的突破。未来，随着科技的不断发展，变频调速技术将继续扮演“现代电力驱动与智能化控制基石”的角色，在推动社会经济发展、实现绿色节能目标等方面发挥更加重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一印象是它的专业性。从书名来看，它涵盖了变频调速技术的理论基础以及实际应用，这说明它不仅仅是停留在概念层面，而是有着很强的实践指导意义。我个人在工作中经常会遇到需要对电机进行调速的场合，比如在流水线生产中，需要精确控制物料的输送速度；或者在一些大型设备中，需要根据负载的变化来调整电机的运行状态，以达到节能和效率最大化的目的。变频调速技术在这方面扮演着至关重要的角色。这本书的作者王瑾和孙艳萍，这两个名字也给我一种经验丰富的工程师的联想。我希望书中能够详细介绍变频器的各种工作模式，比如V/f控制、矢量控制等，并分析它们各自的优缺点以及适用的场景。另外，在实际应用中，如何进行变频器的参数设置，如何进行电机与变频器的匹配，如何进行电气连接和安全防护，这些都是非常关键的。我尤其期待书中能够有关于变频器在特定行业，如纺织、冶金、化工等行业的应用实例，通过具体的案例来加深理解，这对于我这样的读者来说，无疑是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先吸引我的是它清晰的书名和作者信息，预示着这是一本聚焦于“变频调速技术及应用”的专业书籍。我一直对如何通过技术手段来提升工业生产效率和降低能源消耗非常感兴趣，而变频调速技术正是实现这一目标的重要手段之一。在日常工作中，我经常会接触到各种电气设备，其中很多都依赖于变频器来实现精确的速度控制。然而，对于变频器内部的控制原理，以及如何在不同的应用场景下进行最优化的配置，我仍然觉得有很多需要学习和深入理解的地方。我希望这本书能够提供扎实的理论基础，例如深入剖析变频器的拓扑结构、控制算法（如V/f控制、矢量控制、直接转矩控制等）的工作原理，以及它们在不同负载特性下的响应和性能表现。同时，我也非常期待书中能够有丰富的实际应用案例，涵盖各种行业，如电力、机械制造、水处理等，通过具体实例来展示变频调速技术的强大功能和实际效果。特别是关于一些高级应用，比如多电机同步控制、位置控制、恒压供水等，如果能有详细的介绍和调试经验分享，那将非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大方，书名“变频调速技术及应用”几个字醒目有力，旁边王瑾、孙艳萍的名字则预示着内容会比较扎实。拿到手里沉甸甸的，页码应该不少，内容想来会很充实。我最近恰好在研究一些工业自动化相关的项目，其中变频调速技术是一个绕不开的环节，无论是电机的能效提升，还是生产线的灵活控制，都离不开它。所以，在书店里看到这本书，感觉像是寻到了宝藏。我一直觉得，技术类的书籍，尤其是像变频调速这样应用广泛的领域，内容如果不够深入，很多时候反而会误导读者，白白浪费时间和精力。希望这本书能够提供一些真正有价值的信息，比如不同类型的变频器在不同工况下的选型原则，还有针对特定工业场景的应用案例分析，这些都是我在实际工作中迫切需要了解的。当然，理论基础的讲解也很重要，清晰的原理阐述能够帮助我们更好地理解技术的本质，从而在实践中做出更优的决策。我尤其期待看到书中关于高级控制策略的介绍，比如矢量控制、直接转矩控制等，以及它们在具体应用中的优势和局限性。同时，书中对于一些常见故障的诊断和排除方法的讲解，也会非常有帮助，这能极大地提高我们解决实际问题的效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“变频调速技术及应用”直接点明了其内容方向，而作者“王瑾”和“孙艳萍”的名字则代表着该领域的专业知识。作为一名对工业自动化充满好奇心的读者，我一直对变频调速技术是如何实现电机精准控制并带来节能效益感到着迷。在实际的生产和生活环境中，我们随处可见变频调速的应用，从家电到大型工业设备，都离不开它。然而，对于变频器内部复杂的电路设计、各种控制模式的原理，以及如何根据具体的应用需求进行合理的选型和参数设置，我却了解得不够深入。因此，我希望这本书能够为我提供一个系统性的学习框架，从最基础的电力电子器件入手，逐步深入到变频器的各种控制策略，比如如何实现平稳的启动和停止，如何提高功率因数，如何抑制谐波等。我也非常希望书中能包含一些关于变频器与PLC、人机界面等其他自动化组件的集成应用案例，以及在实际项目实施过程中可能遇到的挑战和应对方法。如果书中还能涉及到一些前沿的变频调速技术，例如新能源汽车中的应用、物联网与变频器的结合等，那就更好了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我一种严谨、务实的感觉。书名“变频调速技术及应用”非常直观地表明了其内容的核心，而作者的名字“王瑾”和“孙艳萍”也给人一种专业、可靠的印象。作为一名在自动化领域摸爬滚打多年的工程师，我深知变频调速技术的重要性，它在提高能源效率、优化工艺流程、提升产品质量等方面都起着举足轻重的作用。我常常需要在不同的项目中使用变频器，但有时对于如何选择最适合的变频器型号，以及如何进行精细化的参数调整，都会感到一些困惑。我非常希望这本书能够系统地梳理变频调速技术的原理，比如SPWM调制技术、电磁兼容性问题等，并且能够详细讲解不同品牌、不同系列变频器的特点和适用范围。在应用层面，我尤其关注书中是否包含了具体的接线图、电气设计实例，以及在实际安装调试过程中可能遇到的问题和解决方案。如果书中还能提供一些关于变频器维护保养的建议，以及针对一些常见故障的诊断思路，那将对我的工作有极大的帮助。