变频器应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭艳萍 著

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• 工业自动化
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• 节能技术
• 故障诊断
• 应用案例
• 控制系统
• 电气工程

店铺： 广影图书专营店

出版社： 北京师范大学出版社

ISBN：9787303097494

商品编码：29701621068

包装：平装

出版时间：2009-02-01

基本信息

书名:变频器应用技术

定价：23.00元

售价：15.6元,便宜7.4元,折扣67

作者:郭艳萍

出版社：北京师范大学出版社

出版日期：2009-02-01

ISBN：9787303097494

字数：234000

页码：211

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

内容提要

《变频器应用技术》是高职电气自动化、机电一体化、制冷及数控技术专业的核心课程，通过本课程的学习，能够使学生掌握变频调速技术、PLC应用技术等多学科综合知识与基本技能，具备变频调速系统的设计、安装、调试、维护及设备改造的综合应用能力。
该教材以“加强应用、注重技能、培养能力”为宗旨，从技术应用、实操的角度分析讲解变频器的工作原理、变频器常用功能解析以及变频器的常见控制电路等，淡化了变频器的变频原理及控制方式等理论分析，重点培养学生使用、操作变频器，并通过对变频器常用参数的分析，使学生学会如何正确设置变频器的参数。同时，随着变频器的广泛应用，变频器与PLC相结合构成控制系统已经成为自动化领域中的典型代表，为此，该教材精心挑选了变频器与PLC相结合的典型控制案例，详细分析了系统组成、变频器参数设置以及PLC的编程等，有利于拓展学生的思路，培养他们的综合思维能力和工程应用能力，有利于学生由模仿到创新，循序渐进地提高技术应用能力。
本教材共5章。章介绍变频器的变频原理、构成及控制方式。第2章介绍三菱FR-A540变频器的面板、控制电路端子的分配和功能，重点介绍变频器的几种运行操作模式。第3章对变频器的频率给定、加减速功能、外接端子及控制功能、变频器内置PID控制、程序控制及工频运行切换功能、保护和显示功能等进行了详细分析。第4章对变频器常用继电器控制电路和PLC控制电路的组成、工作原理、程序设计、参数设置等进行了详细论述。第5章介绍了变频器的选择、安装、布线和抗干扰措施。

目录

作者介绍

文摘

序言

变频器应用技术 一、 变频器概述与发展趋势 变频器，作为现代工业自动化领域的核心装备之一，其技术发展与应用普及深刻地改变了生产制造的面貌。本章旨在为读者构建一个关于变频器的全面认知框架。首先，我们将追溯变频器的起源与演进历程，从最初的简单调速方式，到如今集成度高、智能化程度极强的现代产品，阐述其技术革新的关键节点。我们将重点探讨不同类型变频器的基本原理，包括电压型和电流型逆变器，以及它们在实际应用中的优劣势。 在技术原理方面，本章将深入剖析变频器实现电机调速的关键技术，如脉冲宽度调制（PWM）技术，并详细解释不同调制策略（如SPWM、SVPWM）的工作方式及其对电机性能的影响。此外，我们还将介绍变频器内部的功率器件（如IGBT、MOSFET）的工作原理和选择原则，以及保护电路、控制电路等关键模块的功能。 着眼未来，本章将展望变频器技术的发展趋势。我们将讨论数字化、智能化技术在变频器中的应用，例如内置PLC功能、通信协议集成（如Modbus、Profinet、EtherNet/IP）、自适应控制算法、故障诊断与预测功能等。同时，我们也将探讨新能源领域对变频器提出的新要求，如更高效率、更宽温域、更强环境适应性等，以及未来变频器在这些新兴领域的应用前景。 二、 电机基础理论与变频器选型 变频器工作的核心是控制电机，因此，深入理解电机的工作原理是正确应用变频器的前提。本章将从电机基础理论入手，为读者打下坚实的基础。我们将详细介绍异步电动机和同步电动机的基本构造、工作原理，包括电磁感应、电磁力、转矩产生机制等。重点将放在异步电动机，阐述其定子绕组、转子绕组的相互作用，以及转速、转矩、滑差等关键参数的关系。 在此基础上，本章将重点讲解变频器与电机的匹配原则。我们将深入分析电机铭牌参数的含义，如额定电压、额定电流、额定功率、功率因数、同步转速、额定转速等，并说明这些参数如何影响变频器的选型。我们将详细介绍变频器的额定输出电压、额定输出电流、额定输出功率等关键指标，以及如何根据电机的负荷特性（恒转矩、恒功率、递减转矩等）来选择合适的变频器容量。 针对不同类型的电机，如永磁同步电机（PMSM）、直流无刷电机（BLDC）等，本章也将提供相应的变频器选型指导，并探讨其与变频器控制方式的匹配问题。此外，我们还将讨论电机起动特性、制动特性对变频器选择的影响，以及如何考虑环境因素（如温度、湿度、海拔）和特殊工况（如频繁启停、重载启动）对变频器选型带来的额外考量。 三、 变频器基本操作与参数设置 熟练掌握变频器的基本操作和参数设置是实现其功能的前提。本章将引导读者逐步熟悉变频器的操作界面和常用功能。我们将详细介绍变频器的面板操作，包括启动、停止、正反转、点动等基本控制指令的执行方法。对于具有数字键盘或触摸屏界面的变频器，我们将讲解如何进行参数的浏览、修改和保存。 参数设置是变频器应用中的核心环节。本章将系统性地梳理变频器的常用参数组，并对每一类参数进行详细的解释和说明。例如，我们将重点介绍： 电机参数设置： 包括电机额定电压、额定频率、额定转速、额定电流、极数、功率因数等，这些参数的准确设置直接关系到变频器对电机的控制精度和效率。 运行模式设置： 如V/f控制、矢量控制（开环矢量、闭环矢量）等，并解释不同控制模式的适用场景和性能特点。 加减速时间设置： 讨论不同加减速曲线（线性、S型）的特点，以及如何根据负载特性优化加减速时间，以达到平稳启停和节能的目的。 频率限制设置： 包括最高频率、最低频率的设定，以及如何防止电机超速或低速运行。 过载保护设置： 讲解过载保护等级、延时等参数的意义，确保电机在安全范围内运行。 输入输出端子功能分配： 介绍如何将外部信号（如开关量、模拟量）分配到变频器的数字输入端子、模拟输入端子，以及如何设置数字输出端子、模拟输出端子的功能，实现外部控制和反馈。 通信参数设置： 如果变频器支持通信功能，本章将介绍如何设置通信波特率、校验位、地址等参数，以便与其他设备进行数据交换。 本章还将强调参数设置的注意事项，如参数修改前的备份、不同参数之间的关联性、以及在实际调试过程中进行参数微调的重要性。 四、 变频器典型应用场景分析 本章将通过分析变频器在各个工业领域的典型应用案例，展现其强大的功能和广泛的适用性。我们将深入探讨变频器在以下场景中的具体应用，并分析其带来的效益： 泵类负载应用： 恒压供水系统： 讲解变频器如何通过监测水压，自动调节水泵转速，实现恒压供水，节约能源，降低水泵的机械损耗。 消防水泵控制： 阐述变频器在消防系统中的应用，包括其启动方式、联动控制等。 循环水泵节能： 分析变频器如何根据流量需求调节循环水泵转速，实现显著的节能效果。 风机类负载应用： 空调系统风机： 介绍变频器在中央空调、新风系统中的应用，实现风量调节，提高舒适度，降低能耗。 锅炉引风机、送风机： 分析变频器如何根据燃烧需求调节风机转速，优化燃烧效率，减少污染排放。 隧道通风系统： 讲解变频器在大型通风系统中的应用，实现按需送风，节省能源。 其他通用机械负载应用： 输送带系统： 变频器如何实现输送带速度的精确控制，满足不同生产环节的需求。 搅拌设备： 介绍变频器在不同物料搅拌过程中，如何根据搅拌要求调节转速，保证搅拌效果。 起重设备： 讨论变频器在起重机、升降机等设备中的应用，实现平稳起升、下降，提高安全性。 机床进给轴控制： 介绍变频器在数控机床中的应用，实现高精度速度控制。 在每一个应用场景中，本章都将详细分析： 负载特性： 解释该负载的转矩-转速特性，以及其对变频器控制方式的要求。 控制需求： 明确在该应用场景下，对电机转速、转矩、加减速等方面的具体控制要求。 变频器选型考量： 结合负载特性和控制需求，说明如何选择合适的变频器型号和容量。 参数设置要点： 针对该应用场景，突出需要重点关注和优化的参数设置。 节能分析： 量化分析变频器应用所带来的节能效益。 潜在问题与解决方案： 预判在应用过程中可能遇到的问题，并提供相应的解决思路。 五、 变频器故障诊断与维护 变频器作为精密电子设备，在使用过程中难免会遇到各种故障。本章旨在为读者提供一套系统性的故障诊断方法和维护指南，帮助用户快速定位问题并恢复设备正常运行。 首先，我们将介绍变频器常见的故障类型，并分析其可能的原因。例如： 过电流故障： 分析可能由电机短路、负载过大、触发角错误等引起的原因。 过电压/欠电压故障： 探讨电源波动、制动能量回馈等因素。 过载故障： 结合电机负载特性和变频器参数设置进行分析。 接地故障： 识别电机绝缘损坏、电缆问题等。 通信故障： 针对具有通信功能的变频器，分析通信线路、设备兼容性等问题。 外部信号异常： 检查传感器、开关量等输入信号的可靠性。 针对以上各类故障，本章将详细阐述故障的诊断步骤。我们将指导读者如何根据变频器显示屏上的故障代码，结合实际的设备运行状态，进行初步的判断。我们将讲解使用万用表、示波器等常用工具进行电气参数测量的方法，以验证电源电压、输出电压、电流等关键参数是否在正常范围内。 在故障排除方面，本章将提供详细的解决方案。我们将指导读者如何检查电机、电缆、接触器等外部连接，如何重新检查和调整变频器参数，以及在必要时如何进行硬件更换。 此外，本章还将强调变频器的日常维护和预防性保养的重要性。我们将介绍： 环境要求： 强调变频器安装位置的通风散热、防尘防潮等要求。 定期检查： 建议对变频器的散热风扇、电容、连接端子等进行定期检查。 清洁维护： 指导读者如何安全有效地清洁变频器内部。 备件准备： 建议用户根据变频器的使用年限和重要性，准备易损备件。 通过本章的学习，读者将能够具备独立处理大部分变频器常见故障的能力，并有效延长变频器的使用寿命。 六、 变频器高级功能与系统集成 随着技术的发展，现代变频器已经不仅仅局限于简单的电机调速，而是集成了越来越多的高级功能，并能够融入到更复杂的自动化系统中。本章将深入探讨这些高级功能及其在系统集成中的应用。 我们将首先介绍变频器的“智能”化体现在哪些方面： 内置PLC功能： 讲解部分变频器内置的简单PLC功能，如何利用其实现逻辑控制、定时、计数等功能，从而减少外部PLC的配置，简化系统结构。 多段速控制： 介绍如何通过变频器的数字输入端子设置多段预设速度，实现不同工艺流程下的精确速度切换。 PID调节功能： 深入剖析变频器内置的PID调节器，讲解其工作原理、参数设置，以及如何将其应用于恒压、恒温、恒流量等闭环控制系统中，实现高精度的自动调节。 制动单元与制动电阻： 讲解在需要频繁制动或重载制动的应用中，制动单元和制动电阻的作用，以及如何根据实际情况进行选配。 能量回馈功能： 探讨变频器将制动能量回馈到电网的技术，实现节能减排。 在系统集成方面，本章将侧重于变频器与其他自动化设备之间的互联互通： 通信协议的应用： 详细介绍常见的工业通信协议，如Modbus RTU/TCP、Profinet、EtherNet/IP等，以及如何利用这些协议实现变频器与PLC、HMI（人机界面）、SCADA系统之间的数据交换，实现集中监控和远程控制。 多台变频器同步控制： 讲解在某些需要多台电机协同工作的场合，如何通过通信或专门的同步指令实现多台变频器的同步运行，例如在卷绕、印刷等设备中。 变频器在PLC控制系统中的角色： 分析变频器作为执行部件，如何与PLC的逻辑控制功能相结合，构成完整的自动化控制系统。 HMI界面设计： 介绍如何在HMI上设计直观的变频器监控界面，包括显示运行状态、故障信息，以及提供参数设置、指令发送等操作功能。 本章还将探讨一些更前沿的变频器应用，例如： 变频器在新能源领域的应用： 如风力发电、太阳能光伏发电中的功率变换器。 伺服与变频器的区别与联系： 阐述伺服系统和变频器在控制精度、动态响应等方面的差异，以及它们在不同应用中的选择原则。 通过对这些高级功能的深入理解和系统集成案例的分析，读者将能够构建更复杂、更智能的自动化解决方案，充分发挥变频器的潜力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实践指导性远超我的预期。我原以为它会更偏向于理论推导，但事实是，作者在书中嵌入了大量的“现场应用案例分析”，这些案例并非虚构，而是基于真实的工业自动化项目场景提炼出来的。例如，针对冶金行业中对转矩响应要求极高的场合，书中对比分析了SVC（简易V/f控制）和FOC（磁场定向控制）在启动瞬态响应速度和低速大转矩输出能力上的差异，并给出了具体的参数配置建议。更让人惊喜的是，书的最后几章似乎专门为系统集成商和调试工程师量身定制，里面详细讲解了如何与其他控制系统（如PLC、SCADA）进行高效通信和数据交互，甚至涉及到了现场总线协议的底层配置细节。这使得这本书的应用价值不仅局限于理解变频器本身，更延伸到了整个自动化集成层面，是不可多得的综合性参考资料。

评分☆☆☆☆☆

翻开内页，我立刻被作者详尽的论述深度所折服。书中对不同类型变频器的内部工作原理，比如异步电机驱动和永磁同步电机驱动的矢量控制策略，讲解得极其透彻。作者并没有停留在宏观的概念介绍，而是深入到IGBT模块的开关特性、PWM调制技术的细微差异等底层技术细节，这种对细节的执着，是很多市面上浅尝辄止的教材所不具备的。我特别留意了关于故障诊断与保护机制的那一章，它不仅罗列了常见的过流、过压、欠压等故障代码，更重要的是，它详细分析了导致这些故障的根本原因，并提供了基于示波器波形分析的实战技巧，这部分内容简直就是一本高级的“现场急救手册”。我个人认为，这本书的价值就在于它成功地搭建了一座从基础电工学到尖端电力电子技术的坚实桥梁，让读者在掌握“是什么”的同时，深刻理解了“为什么会这样”和“如何解决”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系构建得非常宏大且富有前瞻性。它不满足于介绍当前市场上主流的产品和技术，而是将大量的篇幅用于探讨下一代电力电子器件的应用潜力，例如SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）功率器件在提升变频器开关频率和效率方面的突破。作者对未来趋势的把握非常精准，这使得这本书具备了比一般技术手册更长的“保质期”。此外，书中对能源效率优化和电能质量改善的章节尤为精彩，它深入分析了变频器对电网谐波的产生机理，并系统性地介绍了主动滤波（APF）和无源滤波（BPF）技术的选型与应用，这些都是当前工业节能减排的焦点问题。阅读完这本书，我的视野被极大地拓宽了，不仅对现有的技术有了更深刻的理解，更对未来变频器技术的发展方向有了一个清晰的路线图，感觉自己已经站在了行业的前沿进行思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常现代，那种深邃的蓝色调配上简洁的白色字体，给人一种专业而又充满科技感的印象。我拿到手的时候，首先被它的厚度和分量所吸引，感觉像是一本沉甸甸的知识宝库。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰，图表和电路图的细节都处理得非常到位，阅读起来非常舒服，长时间看也不会觉得眼睛疲劳。书中的排版布局很有条理，章节之间的逻辑过渡非常自然流畅，即便是涉及到一些复杂的理论推导，作者也尽量用图文结合的方式来阐述，大大降低了阅读门槛。尤其值得称赞的是，随书附带的那些配套的在线资源链接，很多都是最新的行业标准和测试案例，这对于我们这些需要将理论快速应用于实际工作的工程师来说，简直是雪中送炭。整体而言，这本书的装帧和设计体现了出版方对技术类书籍应有态度的尊重，让人在捧读之初就充满了探索欲。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的叙述风格展现出一种独特的、近乎于老派学者的严谨性，但又巧妙地融入了现代工程的实用主义精神。作者在陈述理论时，语言精确而克制，很少使用花哨的辞藻，所有的论述都像经过精密的计算般，每一个句子都承载着明确的信息量。我发现，当我在面对一些晦涩难懂的数学模型时，作者总能及时插入一个恰当的工程实例来佐证，比如某特定工业场景下，不同谐波抑制方案的实际运行效果对比。这种亦学亦工的表达方式，极大地提升了对知识的吸收效率。它不是那种读完合上书就忘掉一半的快餐读物，而是需要你停下来，拿起笔在旁边空白处做批注，甚至需要结合仿真软件去验证作者提出的某个优化参数集的书籍。对于那些追求知识体系完整性和深度钻研的读者来说，这本书的价值是无可替代的。