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王瑾，孙艳萍 著

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• 调速技术

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122130853

商品编码：29636458812

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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变频调速技术及应用（王瑾） 精辟透析，洞悉工业驱动新脉搏 在现代工业生产的滚滚洪流中，能源的有效利用与生产效率的提升是永恒的追求。而驱动着无数机械设备高效、精准运行的核心技术，无疑是电机及其调速系统。其中，变频调速技术，以其卓越的性能和广泛的适应性，早已成为工业领域不可或缺的基石。本书，正是聚焦于这一关键技术，深入浅出地为您揭示其奥秘，并全面展现其在各行各业的生动应用。 本书的编写，旨在为广大从事电气工程、自动化控制、机械制造及相关领域的工程师、技术人员、研究学者以及高等院校学生，提供一本集理论深度、实践指导与前沿视野于一体的专业参考书。我们力求摆脱枯燥的理论堆砌，将抽象的电学原理与鲜活的工程实践紧密结合，让读者在理解技术本质的同时，更能掌握实际应用的方法与技巧。 第一部分：变频调速技术原理精讲 本书的开篇，将带领您系统地走进变频调速技术的核心世界。我们将从最基础的交流电机工作原理入手，深入剖析其速度受电源频率和电压影响的内在机制。在此基础上，我们将重点阐述变频器（VFD，Variable Frequency Drive）这一核心器件的构成及其工作原理。 1.1 交流电机基础理论回顾： 三相异步电动机的基本构造与工作原理。 电磁感应定律在电机中的应用。 转矩、转速与电磁功率的关系。 定子磁场的产生与旋转。 转子电流的感应与形成。 滑差的定义及其对转速的影响。 1.2 变频器核心原理解析： 整流（Rectification）： 将交流电转换为脉动直流电的原理。 全波整流、半波整流等不同整流方式的特点。 滤波环节的作用：平滑直流电压，降低纹波。 无功功率的分析与补偿。 直流中间环节（DC Bus）： 储能电容器的作用：稳定直流电压，吸收能量。 滤波电感的作用：进一步平滑直流电流，抑制高频谐波。 直流母线的电压特性与纹波分析。 逆变（Inversion）： 将直流电转换为具有可控频率和电压的交流电的原理。 IGBT、MOSFET等功率器件在逆变电路中的应用。 脉宽调制（PWM, Pulse Width Modulation）： 这是变频器实现电压和频率调制的关键技术。我们将详细解析： 三角波与载波比较法：原理、波形生成。 不同PWM调制策略的特点与优势（如SPWM, SVPWM）。 载波频率、调制比等参数对输出波形的影响。 谐波的产生机制与抑制。 1.3 变频器的主流控制方式： 标量控制（Scalar Control）： V/f（电压/频率）恒定比控制：原理、优点（简单易实现）、缺点（动态响应慢，低速转矩不足）。 V/f 曲线的优化：如何根据负载特性调整V/f 曲线以提高性能。 矢量控制（Vector Control）： 将电机模型进行坐标变换（如Clarke、Park变换），将三相交流量转化为两相（d-q轴）直流量。 实现对电机磁场和转矩的独立控制：高精度、快速响应、优良的低速性能。 直接转矩控制（DTC, Direct Torque Control）： 另一种先进的矢量控制方法，通过直接控制电磁转矩和磁链，实现更快的动态响应。 反馈环节的设计：速度反馈（编码器）、电流反馈。 1.4 变频器保护与安全措施： 过载保护、过压保护、欠压保护、过流保护、接地故障保护等。 对电机和变频器本身的保护机制。 接地、屏蔽等电气安全规范。 第二部分：变频调速技术的实际应用 在掌握了变频调速技术的核心原理后，本书将带领您走进广阔的应用天地。我们将结合具体的行业场景，深入剖析变频器在不同设备和系统中的典型应用，以及由此带来的显著效益。 2.1 工业驱动领域： 风机与水泵（FAN/PUMP）： 传统的固定转速控制方式及其能耗问题。 变频调速在风机、水泵中的应用原理：根据流量、压力需求自动调节转速。 节能效果分析：平方立方定律在风机水泵中的体现。 恒压恒流控制策略。 应用实例：供水系统、中央空调、通风系统、排污系统。 输送机械： 皮带输送机、斗式提升机、螺旋输送机等。 根据物料流量、工艺要求实现速度调节。 平稳启停，减少物料冲击，延长设备寿命。 应用实例：矿山、港口、化工、食品加工。 机床与加工设备： 主轴调速：实现不同切削速度，提高加工精度和效率。 进给轴调速：实现精准的进给速度控制。 应用实例：车床、铣床、磨床、数控加工中心。 挤出机与搅拌设备： 塑料挤出机：精确控制螺杆转速，保证产品质量。 搅拌器：根据物料粘度和混合要求调节转速。 应用实例：塑料工业、化工、制药。 2.2 过程控制与自动化系统： 楼宇自动化： 电梯控制：平滑起停，舒适的乘梯体验，节能。 自动扶梯控制：人流密度感应，自动调节速度。 HVAC系统（供暖、通风、空调）：根据室内外环境参数精确调控风机、水泵转速，实现舒适性与节能的双重目标。 冶金与钢铁行业： 轧机、卷取机、拉矫机等设备的变频调速应用。 精确控制张力，提高产品质量。 电力与能源： 发电厂辅助设备（如循环水泵、送风机）的节能改造。 水力发电站的调速器应用。 2.3 特殊应用与新兴领域： 新能源领域： 风力发电机组的变桨控制和偏航控制（部分采用变频技术）。 太阳能跟踪系统。 节能改造项目： 对现有设备进行变频升级改造，实现显著的节能效果。 详细的节能评估方法与案例分析。 第三部分：变频器选型、安装与维护 理论与实践相结合，本书的第三部分将为您提供实操性的指导，帮助您在实际工程中顺利应用变频调速技术。 3.1 变频器选型要点： 额定功率、电压、电流的匹配。 负载特性分析：恒转矩、平方转矩、恒功率等。 环境因素：温度、湿度、海拔、污染程度。 控制功能需求：多段速、PID控制、通信接口等。 品牌与系列的选择：不同厂商的产品特点与优势。 3.2 变频器安装与接线： 安装位置的选择：散热、电磁干扰。 电源侧与电机侧的接线规范。 接地与屏蔽的重要性。 电缆的选择与敷设。 EMC（电磁兼容性）的考虑。 3.3 变频器参数设置与调试： 电机参数的辨识（自学习功能）。 常用参数的设置：载波频率、加减速时间、基准频率、过载能力等。 调试过程中的注意事项与问题排查。 参数备份与恢复。 3.4 变频器日常维护与故障诊断： 定期检查：外观、散热风扇、接线端子。 常见故障及原因分析：过载、过压、欠压、通信故障等。 故障代码的解读与处理。 预防性维护措施。 本书的特色与价值： 理论体系完整： 从基础到前沿，构建严谨的理论框架。 应用案例丰富： 覆盖工业生产的各个角落，贴近实际工程需求。 图文并茂： 大量图示、表格和曲线，帮助读者直观理解复杂概念。 实操指导性强： 提供详尽的选型、安装、调试和维护指南。 注重前沿技术： 介绍先进的控制算法和新兴应用。 通过深入学习本书，您将能够深刻理解变频调速技术的内在逻辑，掌握变频器在各种复杂工况下的灵活运用，并能独立完成变频驱动系统的设计、选型、安装、调试与维护工作。这将极大地提升您在工业自动化领域的专业能力，为企业的技术升级和节能降耗贡献重要力量。让我们一同探索变频调速技术的无限可能！

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种深邃的蓝色调，配上一些科技感的线条，一下子就把我对电子和自动控制领域的兴趣勾了起来。我记得我当初拿到这本书的时候，是想找一本能系统梳理一下现代电机驱动原理的书籍。拿到手后，翻开扉页，首先映入眼帘的是作者对该领域发展脉络的宏观概述，这部分写得相当扎实，将理论与实际应用场景做了很好的衔接。特别是关于电力电子器件在调速系统中的角色演变，作者的分析很有深度，不是那种浅尝辄止的介绍。我个人对磁场定向控制（FOC）的部分非常感兴趣，书中对dq坐标变换的推导过程清晰明了，即使是对初学者来说，只要肯下功夫，也能逐步领悟其精髓。不过，说实话，初看那些复杂的数学公式时，还是觉得有点吃力，可能需要搭配一些实际的仿真软件辅助理解。总的来说，这本书为我构建了一个坚实的理论基础，让我能更自信地去面对实际项目中的技术难题。它不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地指导你如何“看透”变频器的内核。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一直觉得市面上很多技术书籍要么过于偏向理论的枯燥推导，要么就是纯粹的“菜谱式”应用指南，缺乏一种内在的逻辑深度。但这本书在处理“应用”这块，给我的感觉完全不同。它没有直接跳到某一个具体品牌的变频器操作界面去讲解，而是深入剖析了不同负载特性（比如风机、泵类、卷绕设备）对调速性能提出的特殊要求，然后反过来推导出所需的控制策略。这种“从需求到方案”的逆向思维构建方式，对我解决实际生产线上的疑难杂症非常有帮助。比如，书中对转矩脉动抑制的章节，分析得极其透彻，涉及到了电压矢量调制（SVM）的各种优化算法，并结合实际波形图进行了对比展示，这让我明白了为什么在某些工况下，使用不同的PWM策略会导致电机运行的平顺度有天壤之别。我特别欣赏作者对“参数辨识”这块的详尽论述，它揭示了“理想模型”与“真实世界”之间的鸿沟，并且提供了实用的补偿方法，这点是很多入门级书籍会回避的重点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，坦白讲，是需要投入时间和精力的，它不是那种能让你快速“速成”的读物，更像是一场马拉松式的知识攻坚战。我个人认为，这本书的价值点并不在于它提供了多少现成的“代码片段”，而在于它帮你建立了一套完整的“系统思维框架”。比如，当你面对一个高精度定位系统时，这本书里关于电流环、速度环、位置环的层级结构以及它们之间相互影响的描述，能让你瞬间明白问题出在哪里。我在阅读过程中，经常会停下来，拿出纸笔，重新推导一下文中的关键公式，特别是关于电机模型简化的假设条件。这种主动思考的过程，极大地加深了我的理解。此外，书中对不同控制器的选择（如SVPWM和先进的内模控制IMC）进行了理性的比较，而非一味地推崇最新技术。作者的客观态度让这本书的参考价值经久不衰，因为它关注的是不变的物理原理，而非昙花一现的软件版本。

评分☆☆☆☆☆

我是在准备一次涉及老旧设备升级改造的项目时接触到这本书的。当时面临的挑战是，必须在不完全更换老旧电机和驱动单元的情况下，提升系统的能效和控制精度。这本书中关于电机参数辨识和参数不完全匹配下的鲁棒控制策略的讨论，简直是雪中送炭。它详细分析了温度漂移、饱和效应等非线性因素对控制精度的影响，并给出了基于模型参考的自适应补偿方案。虽然有些章节的内容可能需要具备一定的电气工程背景才能完全消化，但作者在关键概念的引入上非常克制和审慎，总是在铺垫了足够的物理背景之后才给出数学模型，使得读者不容易在复杂的公式迷宫中迷失方向。这本书真正教会我的，是如何将理论模型“落地”到充满不确定性的工业现场中去，去理解为什么同一个算法在实验室和实际生产线上表现会大相径庭。它提供的不仅仅是知识，更是一种解决实际工程问题的工具箱和方法论。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表制作水平，我认为达到了专业级出版物的标准。作为一本技术专著，清晰的插图是理解复杂概念的生命线。这本书在这方面做得非常出色，无论是系统框图、波形示意图，还是结构分解图，都标注得极为精准和规范。我尤其赞赏作者在处理时间尺度和频率响应特性时的图示，那些双对数坐标轴上的曲线，直观地展示了低频（如开环响应）和高频（如电流环带宽）动态性能之间的权衡。这对我理解系统的稳定裕度至关重要。当然，如果能增加一些关于最新嵌入式平台（如DSP或FPGA）实现的具体硬件接口和实时性挑战的案例分析，或许能让这本书的“应用”层面更加与时俱进。但即便如此，它所提供的基础理论和设计方法论，是所有后续硬件实现的基础，这一点毋庸置疑。它教会了我如何设计一个“健壮”的控制器，而不是一个仅仅“能跑”的程序。