變頻器技術應用 陳王剋 北京理工大學齣版社 9787564091699 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳王剋 著

圖書標籤:

• 變頻器
• 電力電子
• 電機控製
• 工業自動化
• 驅動技術
• 電力傳動
• 陳王剋
• 北京理工大學齣版社
• 9787564091699
• 電氣工程

店鋪： 欣欣佳和圖書專營店

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787564091699

商品編碼：29703130063

包裝：平裝

齣版時間：2014-08-01

基本信息

書名：變頻器技術應用

定價：28.00元

作者：陳王剋

齣版社：北京理工大學齣版社

齣版日期：2014-08-01

ISBN：9787564091699

字數：

頁碼：167

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《變頻器技術應用》以綜閤職業能力培養為目標，以典型工作任務為載體進行編寫。共包括6個學習任務，分彆是地下車庫排風機變頻控製、離心機電氣係統變頻改造、傳送帶運輸機電氣係統的安裝與調試、單颱水泵變頻啓動工頻運行控製、運料小車電氣係統的安裝與調試、啤酒生産係統傳動控製等典型工作任務。每個任務采用6步法編寫，包括明確工作任務、勘察施工現場、施工前的準備、現場施工、施工項目驗收、工作總結與評價。充分體現“做中學，學中做”的職業教學特色。

目錄

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學習任務一 地下車庫排風機變頻控製
教學活動一 明確工作任務
教學活動二 勘察施工現場
教學活動三 施工前的準備
教學活動四 現場施工
教學活動五 施工項目驗收
教學活動六 工作總結與評價

學習任務二 離心機電氣係統變頻改造
教學活動一 明確工作任務
教學活動二 勘察施工現場
教學活動三 施工前的準備
教學活動四 現場施工
教學活動五 施工項目驗收
教學活動六 工作總結與評價

學習任務三 傳送帶運輸機電氣係統的安裝與調試
教學活動一 明確工作任務
教學活動二 勘察施工現場
教學活動三 施工前的準備
教學活動四 現場施工
教學活動五 施工項目驗收
教學活動六 工作總結與評價

學習任務四 單颱水泵變頻啓動工頻運行控製
教學活動一 明確工作任務
教學活動二 勘察施工現場
教學活動三 施工前的準備
教學活動四 現場施工
教學活動五 施工項目驗收
教學活動六 工作總結與評價

學習任務五 運料小車電氣係統的安裝與調試
教學活動一 明確工作任務
教學活動二 勘察施工現場
教學活動三 施工前的準備
教學活動四 現場施工
教學活動五 施工項目驗收
教學活動六 工作總結與評價

學習任務六 啤酒生産係統傳動控製
教學活動一 明確工作任務
教學活動二 勘察施工現場
教學活動三 施工前的準備
教學活動四 現場施工
教學活動五 施工項目驗收
教學活動六 工作總結與評價

作者介紹

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文摘

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序言

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變頻器技術在現代工業中的關鍵作用與發展趨勢 引言 在現代工業生産中，效率、節能和精確控製是企業生存與發展的核心要素。而變頻器，作為一種能夠精確控製電動機轉速和扭矩的電力電子裝置，在這一進程中扮演著舉足輕重的角色。它不僅極大地提升瞭設備的運行效率，降低瞭能耗，更實現瞭對生産過程的精細化管理，為工業自動化和智能化奠定瞭堅實基礎。本文將深入探討變頻器技術的關鍵應用領域、工作原理、性能優勢以及未來的發展趨勢，旨在全麵展現變頻器技術在推動工業進步中的重要價值。 一、 變頻器技術的核心價值與工作原理 變頻器，顧名思義，其核心功能在於“變頻”，即改變電網供電的固定頻率（通常為50Hz或60Hz）和電壓，使其能夠輸齣可變頻率和可變電壓的交流電，從而控製交流電動機的轉速。其基本工作原理可以概括為“三部麯”： 1. 整流（Rectification）： 首先，變頻器將來自電網的三相或單相交流電通過整流橋（通常由二極管或可控矽組成）轉換為脈動的直流電。 2. 濾波（Filtering）： 經過整流得到的脈動直流電含有大量的諧波，會影響後續逆變器的正常工作。因此，需要通過直流濾波器（如電感和電容）進行濾波，使其平滑為較為純淨的直流電。 3. 逆變（Inversion）： 濾波後的直流電再由逆變器（通常由IGBT、MOSFET等功率開關器件構成）通過PWM（脈衝寬度調製）技術，根據輸齣頻率和電壓的要求，將其重新轉換為交流電。通過調整PWM信號的寬度和占空比，可以靈活地控製輸齣電壓和頻率，進而實現對電動機轉速的精確控製。 變頻器技術的核心價值在於： 節能降耗： 這是變頻器最顯著的優勢之一。傳統的交流電動機在滿負荷運行時效率最高，但很多工業場閤並不需要滿負荷運行。例如，風機、水泵在部分負荷運行時，如果依然以額定轉速運轉，將白白浪費大量能源。通過變頻器調節電動機轉速，使其與實際負載需求相匹配，可以實現顯著的節能效果。根據“三相電動機功率與轉速的立方成正比”的原理，即使轉速下降10%，功率消耗也會下降近30%。 精確控製： 變頻器能夠實現電動機轉速的平滑、連續調節，並能精確地控製起動和停止過程。這對於需要精確工藝控製的生産過程至關重要，例如在紡織、造紙、印刷等行業，精確的綫速度控製直接影響産品質量。 提高生産效率： 通過精確的轉速控製，可以優化生産流程，提高設備運行的協同性，從而整體提升生産效率。 改善工藝與産品質量： 精確的工藝參數控製，如物料輸送速度、攪拌速度、擠齣速度等，能夠有效提高産品的一緻性和質量。 減少機械衝擊與磨損： 傳統的直接起動方式會産生很大的啓動電流和機械衝擊，對電網和機械設備造成損害。變頻器能夠實現軟起動和軟停止，平緩地加速和減速，大大減少瞭對設備的衝擊和磨損，延長瞭設備的使用壽命。 降低噪音： 在很多應用場閤，通過降低電動機轉速，可以顯著降低設備的運行噪音，改善工作環境。 二、 變頻器在工業生産中的典型應用 變頻器技術幾乎滲透到現代工業的各個角落，其應用範圍之廣、作用之重要，令人驚嘆。以下列舉一些典型的應用場景： 1. 工業泵與風機類負載： 供水與排水係統： 城市供水管網、汙水處理廠、泵站等，通過變頻器控製水泵和風機的轉速，根據實際用水或排水需求自動調節流量和壓力，避免瞭水錘現象，實現恒壓供水，並能節約大量電能。 中央空調係統： 商場、辦公樓、醫院等大型建築的空調係統，通過變頻器調節冷凍水泵、冷卻水泵和風機的轉速，根據室內溫度和負荷需求調整製冷量，顯著降低能耗，並提高舒適度。 通風與排煙係統： 工廠車間、礦井、隧道等場所的通風係統，變頻器可以根據環境監測到的有害氣體濃度或溫度，自動調節風機風量，保證工作環境安全。 工業鍋爐： 鍋爐的送風機和引風機，變頻器可以根據鍋爐的負荷需求，精確控製風量，優化燃燒效率，減少燃料消耗。 2. 輸送與起重設備： 傳送帶係統： 物流倉庫、自動化生産綫、礦山等領域的傳送帶，變頻器可以實現速度的無級調節，滿足不同物料輸送的需求，並可實現多颱傳送帶之間的速度同步。 起重機與升降機： 變頻器在起重設備中的應用，可以實現平穩的起升和下降，避免重物的晃動，提高操作的安全性與精確性。尤其在精密裝配等場閤，精確的位置控製至關重要。 冶金設備： 如鋼廠的軋機、捲取機等，變頻器可以提供強大的轉矩輸齣和精確的速度控製，滿足重載、頻繁啓停的嚴苛工況。 3. 機床與加工設備： 數控機床（CNC）： 主軸驅動、進給軸驅動等，變頻器能夠實現高速、高精度、高動態響應的運動控製，滿足復雜零件加工的要求。 數控車床、銑床、磨床： 變頻器能夠根據不同的加工工藝和刀具要求，精確調節主軸轉速，優化切削參數，提高加工效率和錶麵質量。 塑料機械： 擠齣機、注塑機、吹塑機等，變頻器用於控製螺杆轉速和牽引速度，實現對塑料製品尺寸和性能的精確控製。 4. 紡織與印染行業： 紡紗機、織布機： 變頻器可以實現對紗綫速度、織布張力的精確控製，提高織物品質，降低斷紗率。 染色機： 變頻器能夠精確控製染缸的轉速和溫度，確保染料的均勻滲透，獲得一緻的染色效果。 5. 造紙行業： 造紙機： 濕部、乾部、捲取等各個工段，變頻器可以實現各部位速度的精確同步與調節，保證紙張的平整度和質量。 6. 印刷行業： 印刷機： 膠印機、柔印機、凹印機等，變頻器控製印刷滾筒和牽引速度，保證印刷圖像的清晰度和套色精度。 7. 化工行業： 攪拌器、泵、壓縮機： 化工生産中，工藝流程的精確控製對於産品質量和安全至關重要。變頻器能夠精確調節攪拌速度，控製反應釜的溫度和壓力，優化工藝參數。 8. 石油石化行業： 抽油機、輸油泵、壓縮機： 在石油開采和輸送過程中，變頻器可用於調節抽油機的工作效率，以及輸油泵和壓縮機的流量，實現高效、安全的運行。 9. 軌道交通： 電動列車牽引係統： 現代電力機車和動車組普遍采用變頻調速技術，實現平穩的加速和減速，提高運行效率和乘坐舒適性。 10. 新能源領域： 風力發電機組： 變頻器在風力發電機組中扮演著核心角色，它將風力發電機輸齣的非穩定交流電轉換為符閤電網要求的穩定交流電，並可根據風速變化自動調節發電功率。 太陽能光伏發電： 逆變器（本質上也是一種變頻器）將太陽能電池闆産生的直流電轉換為符閤電網要求的交流電。 三、 變頻器技術的發展趨勢 隨著科技的不斷進步和工業需求的日益增長，變頻器技術也在不斷演進，呈現齣以下發展趨勢： 1. 更高性能與更高效率： 功率器件的革新： 新一代寬禁帶半導體材料（如SiC碳化矽，GaN氮化鎵）的應用，使得變頻器能夠承受更高的電壓和溫度，實現更低的損耗，提高效率，減小體積和重量。 先進的控製算法： 矢量控製、直接轉矩控製（DTC）等先進控製算法的不斷優化，使得變頻器在動態響應、低速大轉矩輸齣、抗乾擾能力等方麵得到顯著提升。 集成化與模塊化： 將更多的控製和保護功能集成到單個芯片或模塊中，實現更緊湊的設計和更高的可靠性。 2. 智能化與網絡化： 物聯網（IoT）集成： 變頻器將越來越多地集成通信接口（如Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP等），能夠方便地接入工業以太網，實現與PLC、HMI、SCADA係統的無縫連接，支持遠程監控、故障診斷和參數設置。 預測性維護： 通過對變頻器運行數據的實時監測和分析，結閤AI算法，可以預測潛在的故障，提前進行維護，避免意外停機造成的損失。 自學習與自適應能力： 變頻器能夠根據負載特性進行自學習和自適應，優化控製參數，以達到最佳的運行效果。 3. 綠色環保與可持續發展： 更低的能耗： 持續優化功率器件和控製算法，降低變頻器自身的損耗，提高整體係統的能效。 減少電磁乾擾（EMI）： 通過改進電路設計和屏蔽技術，降低變頻器對周圍電子設備的電磁乾擾。 環保材料的應用： 在製造過程中更多地采用環保材料，並提高産品的可迴收性。 4. 多功能化與定製化： 內置PLC功能： 一些高端變頻器集成瞭PLC功能，可以實現更復雜的邏輯控製，減少外部PLC的配置。 專用功能擴展： 針對特定行業應用，開發具有專用功能的變頻器，如紡織機的張力控製、起重機的防搖擺控製等。 滿足不同電壓等級的需求： 從低壓到中高壓，變頻器産品綫不斷豐富，以滿足不同規模和電壓等級的工業應用需求。 5. 安全性與可靠性： 增強的保護功能： 集成過壓、欠壓、過流、過載、過溫、短路等全麵的保護功能，確保設備和人員的安全。 高可靠性設計： 采用高質量元器件，優化散熱設計，提高産品的平均無故障運行時間（MTBF）。 安全轉矩關斷（STO）功能： 某些安全等級要求高的應用，需要實現安全轉矩關斷功能，以保證在緊急情況下能夠快速切斷電機動力。 結論 變頻器技術作為現代工業自動化領域不可或缺的關鍵技術，其應用範圍之廣、經濟效益之顯著、技術進步之迅速，都在不斷印證著其重要價值。從基礎的電機調速到復雜的係統集成，變頻器正在以前所未有的方式推動著工業生産的進步。隨著人工智能、大數據、物聯網等前沿技術的深度融閤，未來的變頻器將更加智能化、網絡化、高效化，在節能減排、提升生産效率、優化産品質量等方麵發揮更大的作用，為實現可持續發展和智能製造貢獻關鍵力量。深入理解和掌握變頻器技術，對於工程師、技術人員乃至整個工業界都具有重要的意義，是應對未來挑戰、抓住發展機遇的必備技能。

評分☆☆☆☆☆

從專業資料的廣度和深度來看，這本書展現瞭作者深厚的學術功底和豐富的工程經驗積纍。它不僅僅局限於傳統的異步電機驅動，對於永磁同步電機（PMSM）的控製方法也有相當篇幅的介紹，並且對於當前工業界越來越重視的節能降耗和高精度定位需求，都給予瞭充分的關注和分析。特彆是關於磁場定嚮控製（FOC）的實現細節，作者的處理方式非常細膩，考慮到瞭實際中飽和、參數漂移等非理想因素的影響，並提齣瞭相應的補償策略。這錶明作者的視野並沒有停留在理論模型的完美狀態，而是真正深入到瞭工程實踐的復雜性之中。這本書的參考價值，在於它提供瞭一個穩定、全麵且具有前瞻性的知識體係，幫助讀者構建起一套完整的現代電力電子驅動係統的知識框架，而非僅僅停留在對單一設備的技術介紹上。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量，簡直是業界良心級彆的典範。在技術書籍中，圖文的配閤至關重要，很多時候一張高質量的示意圖勝過韆言萬語的文字描述。這本書在這方麵做得非常齣色，無論是電路原理圖、波形圖還是模塊結構圖，綫條都清晰銳利，標注規範完整。尤其是在講解PWM調製策略時，那些時域和頻域的波形圖，配閤著對開關器件導通和關斷的精確描述，讓原本晦澀難懂的數字控製過程變得異常直觀。我甚至可以清晰地看到載波頻率、調製深度如何影響輸齣電壓的諧波含量。這種對細節的極緻追求，無疑是區分一本普通參考書和一本經典教材的關鍵所在。它不僅是一本知識的載體，更是一件優秀的工程可視化作品，大大降低瞭學習麯綫的陡峭程度。

評分☆☆☆☆☆

這本書拿到手的時候，首先就被它厚重的質感和精美的裝幀吸引住瞭。封麵設計得很專業，一看就知道是齣自名傢之手，那種嚴謹的氣質撲麵而來。我本來是想找一本入門級的變頻器應用手冊，結果翻開目錄纔發現，這根本不是一本簡單的“操作指南”。它更像是一本深度解析的教科書，裏麵涉及的理論知識非常紮實，從基礎的電力電子學原理到復雜的控製算法，都有深入的探討。對於那些想從根本上理解變頻器“為什麼這麼工作”的讀者來說，這本書絕對是寶藏。我花瞭很長時間去消化其中關於矢量控製和直接轉矩控製的那幾章，感覺自己的理論水平有瞭質的飛躍。不過，對於初學者來說，可能需要一定的耐心和一定的專業背景纔能完全跟上作者的思路，畢竟很多內容都是建立在紮實的數學和物理基礎之上的。總的來說，它是一本麵嚮專業人士和高階學習者的深度參考書，絕對不是快餐式的技術讀物。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我剛開始接觸這套書的時候，其實是衝著書名裏那個“應用”二字去的，希望能多看看實際的項目案例和現場調試的經驗分享。然而，這本書在應用層麵的描述，更偏嚮於對各種經典拓撲結構和控製策略的原理性闡述，而非手把手教你如何擰螺絲、如何設置某個特定品牌變頻器的參數。它更側重於“道”的層麵，而非“術”的層麵。這對我來說是一把雙刃劍。一方麵，我確實學到瞭很多底層邏輯，這能讓我麵對任何品牌、任何型號的變頻器都能舉一反三；但另一方麵，如果我當下就需要解決一個特定西門子或ABB變頻器參數設置的問題，這本書可能無法直接提供那個快捷的答案。因此，這本書更適閤那些立誌於從事變頻器係統設計、優化或研發工作的人員，而不是僅僅想操作或維護現有設備的一綫技術員。它提供的是底層思維框架，而不是即時生效的“菜譜”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格可以說是極為嚴謹和邏輯清晰，每一個概念的引入都像是嚴絲閤縫的齒輪，環環相扣，毫不拖泥帶水。我特彆欣賞作者在處理那些復雜公式推導時的那種匠心獨運，他沒有簡單地堆砌公式，而是通過圖示和文字解釋，把抽象的數學模型一步步具象化，讓讀者能真切地感受到物理過程是如何轉化為電信號的。尤其是在講述故障診斷與保護機製的那部分，作者的處理方式堪稱教科書級彆。他沒有泛泛而談，而是詳細列舉瞭不同工況下可能齣現的異常情況，並給齣瞭精確的判斷標準和對應的解決方案，這對於實際工程應用中的排故工作提供瞭極大的便利。這本書的價值，很大程度上體現在它提供的這種“可追溯性”和“可驗證性”，每一個結論背後都有堅實的理論支撐，讓人用起來非常踏實，不會有那種“知其然不知其所以然”的空虛感。