变频器应用技术/21世纪高职高专电类系列规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陶权，吴尚庆 编

图书标签:

• 变频器
• 电机控制
• 电力电子
• 高职高专
• 电类教材
• 应用技术
• 工业自动化
• 驱动技术
• 电气工程
• 21世纪高职高专

出版社： 华南理工大学出版社

ISBN：9787562326557

版次：1

商品编码：10426729

品牌：墨点

包装：平装

开本：16开

出版时间：2007-08-01

用纸：胶版纸

页数：152

字数：263000

内容简介

《21世纪高职高专电类系列规划教材：变频器应用技术》在内容编排上以应用为重点，以6个模块，共27个项目构成本课程内容。每个项目都有其明确的项目目标，并针对各自目标展开相关知识的介绍及技能训练、技能测试。主要内容包括变频器基础知识，变频器操作及主要参数设定，变频器常用控制功能，变频器的工程应用、选型、维护，变频器实训等。
《21世纪高职高专电类系列规划教材：变频器应用技术》力求体现以下特点：
（1）应用性：有丰富的工程应用例子。
（2）实践性：本教材安排了5个实训项目，并且每个模块都有技能测试。
（3）针对性：教材内容针对西门子MM420通用型变频器。
《21世纪高职高专电类系列规划教材：变频器应用技术》可作为高职高专院校电气自动化技术专业、生产过程自动化专业、机电一体化技术专业、自动控制技术专业及相关专业的教材，也可作为企业相关技术人员的参考资料。

目录

摸块一 变频器基础知识
项目1 变频器的认识
项目2 变频器的组成、结构框图、基本原理
项目3 变频器中的开关器件
项目4 变频器的控制方式
习题一

模块二 变频器的操作及参数设定
项目1 西门子变频器的操作与运行
项目2 变频器的给定功能
项目3 变频器的各种参数及设定
习题二

模块三 变频器的常用控制功能
项目1 变频器的基本控制
项目2 变频器的多段速度控制电路
项目3 变频器的工频/变频切换电路
项目4 变频器的PID闭环控制
习题三

模块四 变频器的工程应用
项目1 恒压供水
项目2 风机的变频调速
项目3 压缩机的变频调速
项目4 变频器在生产线传送带上的应用
项目5 变频器在制糖业分离机上的应用
项目6 变频器在注塑机节能改造中的应用
项目7 S7-200 PLC和MM440变频器之间的通信
习题四

模块五 变频器选用、安装与维护
项目1 负载的类型及拖动系统与传动机构
项目2 变频器的选择
项目3 变频器的安装、布线及抗干扰
项目4 变频器的保护功能及故障处理
习题五

模块六 变频器应用实训
项目1 基本功能实训
项目2 多段速度控制
项目3 工频/变频切换运行
项目4 闭环PID控制
项目5 变频器的PLC控制实训
附录1 MM420变频器的参数
附录2 MM420变频器的故障显示
参考文献

前言/序言

变频器应用技术：原理、选型与实践 第一章 变频器概述 本章将深入探讨变频器这一现代电力电子技术的核心设备。我们将从变频器的基本概念入手，阐述其在工业自动化领域日益重要的地位。重点将放在变频器的工作原理上，详细介绍其内部构造，包括整流单元、直流环节、逆变单元以及控制单元等关键组成部分。通过对各部分功能的解析，读者将能清晰地理解变频器如何实现对电机转速的精确控制。 我们将追溯变频器的发展历程，分析不同代变频器在技术上的演进和性能上的提升，为读者提供一个宏观的视角。同时，本章还将介绍变频器在不同行业中的广泛应用场景，例如工业生产线、 HVAC系统、水泵、风机以及各种机械设备等，通过实际案例展示变频器带来的节能效益和技术优势。最后，我们将简要介绍变频器市场上存在的主要类型及其特点，为后续章节的深入学习打下基础。 第二章 变频器基本工作原理 本章是本书的核心章节之一，将系统、详尽地剖析变频器的内部工作原理。我们将从电力电子器件在变频器中的作用讲起，重点介绍IGBT、MOSFET等关键开关器件的特性及其在逆变电路中的应用。 整流单元： 详细阐述AC-DC整流过程，包括单相和三相整流电路的结构、工作方式以及滤波环节的作用，分析不同整流方式对输入电流谐波的影响。 直流环节： 深入讲解直流环节的构成，包括滤波电容器和缓冲电抗器的功能，解释其在平滑直流电压、抑制纹波方面的作用，并讨论其对变频器整体性能的影响。 逆变单元： 这是变频器实现变频功能的核心。我们将详细介绍PWM（脉冲宽度调制）技术，这是目前最主流的调制方式。重点讲解不同PWM策略（如正弦波PWM、三电平PWM等）的原理，分析其在产生可变频率和可变电压输出方面的机理。通过详细的波形图和数学模型，读者将能深刻理解逆变器如何将直流电转换为具有不同频率和幅值的交流电。 控制单元： 介绍变频器的控制系统，包括微处理器、DSP等核心控制芯片的功能。分析其如何接收外部控制信号（如频率设定、启停指令等），如何进行PID运算、矢量控制或V/f控制等控制算法的实现，最终生成PWM信号来控制逆变器的开关器件。 第三章 变频器控制方式 本章将聚焦于变频器实现电机调速的各种控制策略，帮助读者理解不同控制方式的优劣及其适用场景。 V/f (电压/频率) 控制： 这是最简单、最基础的控制方式。我们将详细介绍其工作原理，即通过保持电压与频率之比恒定来实现对电机转矩的近似控制。分析其优点（结构简单、成本低）和缺点（低速时转矩不足、精度不高），并说明其适用的场合（如风机、水泵等对转矩要求不高的负载）。 矢量控制（向量控制）： 这是目前应用最广泛、性能最先进的控制方式之一。本章将深入阐述矢量控制的理论基础，包括电机数学模型、转子磁场定向控制等概念。详细介绍其如何通过将电机电流分解为转矩分量和磁场分量，实现对电机转矩的独立控制，从而获得优异的低速性能、动态响应和高精度调速。我们将介绍不同类型的矢量控制，如直接转矩控制（DTC）和间接转矩控制（ITC）。 其他控制方式： 简要介绍一些其他控制方法，如模糊控制、神经网络控制等，以及它们在特定应用中的优势。 第四章 变频器选型指南 准确的变频器选型是确保系统稳定运行和经济高效的关键。本章将提供一套系统性的选型流程和方法。 电机参数分析： 强调对所驱动电机的详细了解，包括额定功率、额定电压、额定频率、额定转速、效率、功率因数等关键参数。 负载特性分析： 详细分析不同负载的特性，例如恒转矩负载（如输送带、搅拌机）、平方转矩负载（如离心泵、风机）、恒功率负载（如机床主轴）等。理解负载的启动特性、运行特性以及加速减速的要求，对于准确选择变频器至关重要。 环境条件评估： 考虑变频器安装环境的温度、湿度、海拔、粉尘、腐蚀性气体等因素，以及其对变频器选型和防护等级（IP等级）的影响。 电源条件评估： 分析供电电源的电压、频率、接地方式、电网谐波等因素，以及它们对变频器兼容性的影响。 功能需求分析： 根据实际应用需求，确定变频器需要具备的功能，例如： 过载能力： 根据负载的启动转矩和运行过程中的过载情况，选择合适的过载能力。 调速范围： 确定所需的最低和最高运行速度。 制动方式： 根据负载的惯性以及需要制动的快慢，选择合适的制动单元和制动电阻。 通信接口： 根据自动化系统的集成需求，选择支持Modbus、Profinet、EtherNet/IP等通信协议的变频器。 特殊功能： 如多泵控制、PID调节、定时开关机、故障自诊断等。 品牌与系列选择： 介绍国内外主流变频器品牌及其代表性产品系列，分析不同品牌在技术、性能、可靠性、服务等方面的特点，帮助读者做出理性选择。 计算实例： 提供几个典型应用场景的变频器选型计算实例，指导读者如何将理论知识应用于实际选型。 第五章 变频器安装与调试 本章将从实际操作层面出发，详细讲解变频器的正确安装、接线和调试过程，确保变频器能够安全、稳定地投入运行。 安装要求： 安装位置： 阐述变频器应安装在通风良好、温度适宜、避免阳光直射、远离强电磁干扰源、易于维护的场所。 固定方式： 详细说明变频器的固定要求，包括壁挂式、柜式等安装方式，以及螺钉固定、导轨安装等具体操作。 散热要求： 强调变频器散热的重要性，讲解散热风道的设计、通风孔的清洁以及与周围设备的距离要求，防止因过热导致故障。 防护等级： 根据环境条件选择合适的防护等级（IP等级）的变频器，并介绍其安装时的注意事项。 接线指导： 电源侧接线： 详细介绍主电路电源输入（L1, L2, L3）、接地（PE）、漏抗/滤波器（如果需要）的接线方法。 电机侧接线： 详细介绍电机动力输出（U, V, W）的接线方法，强调线缆的规格和屏蔽要求。 控制信号接线： 详细介绍端子接线，包括模拟量输入（0-10V, 4-20mA）、数字量输入（启停、正反转、多段速）、继电器输出（运行、报警）等。 制动单元接线： 如果使用制动单元，详细讲解其与变频器、制动电阻的接线方式。 通信接口接线： 介绍RS485、Ethernet等通信接口的接线要求。 接地要求： 强调变频器、电机、控制回路的良好接地，防止电磁干扰和安全隐患。 调试步骤： 空载调试： 在不接电机的情况下，对变频器进行通电检查，设定基本参数，测试变频器的输出电压和频率。 带载调试： 接上电机后，逐步进行调试，包括： 参数设置： 详细介绍关键参数的设置，如额定电流、额定电压、电机极数、基本频率、最高频率、加减速时间、V/f曲线、PID参数等。 运行测试： 进行启停、正反转、不同频率下的运行测试，观察电机的运行声音、温度以及变频器的显示信息。 转速测量与校准： 使用测速仪表测量电机转速，并根据需要进行校准。 制动测试： 测试变频器的制动性能，确保满足要求。 故障诊断： 学习如何读取变频器的故障代码，并根据代码进行初步的故障排除。 参数保存与备份： 强调将调试好的参数保存到变频器中，并建议进行参数备份，以备不时之需。 第六章 变频器常见故障及排除 本章旨在帮助读者掌握变频器常见故障的识别、分析和排除方法，提高故障处理效率。 常见故障类型： 过电流故障： 分析过电流产生的原因，如电机短路、启动电流过大、负载过重、加速时间过短等，并提供相应的排除措施。 过电压/欠电压故障： 讲解直流母线电压异常的原因，如电网电压波动、制动单元故障、滤波不良等，以及相应的处理方法。 过载故障： 分析电机过载的原因，如负载过重、电机效率低、风扇损坏等，并指导读者如何调整变频器参数或检查电机。 接地故障： 介绍接地故障的产生原因，如绝缘损坏、安装不当等，并强调安全检查的重要性。 散热不良故障： 讲解散热风扇故障、散热片堵塞等问题，以及相应的维护保养。 通信故障： 分析通信线路问题、通信协议设置错误、设备不兼容等原因，并提供排查步骤。 参数设置错误： 强调参数设置的重要性，以及如何通过查阅手册来纠正错误。 故障代码解析： 列举市场上常见变频器品牌的典型故障代码，并详细解释其含义以及对应的故障原因和排除建议。 故障排除流程： 提供一套系统性的故障排除流程，指导读者如何从现象入手，逐步缩小故障范围，最终找到问题根源。 预防性维护： 强调日常维护和定期检查对预防变频器故障的重要性，包括清洁、紧固、绝缘检查等。 安全注意事项： 在进行任何故障排查时，都强调安全操作规程，如断电、验电、放电等，确保人身安全。 第七章 变频器节能原理与应用 本章将深入探讨变频器在实现节能方面的原理和具体应用，让读者充分认识到变频器在能源管理中的价值。 节能原理： 风机和水泵的节能： 详细阐述根据流量和压力的需求，变频器通过降低转速来大幅度降低能耗的原理。基于平方律关系，转速下降一半，功耗可降低到原来的八分之一，具有显著的节能效果。 恒转矩负载的节能： 分析在恒转矩负载下，变频器如何通过优化电机的运行状态来提高效率，减少能量损耗。 功率因数补偿： 介绍变频器内部的功率因数补偿功能，以及它如何改善电网的功率因数，减少无功功率的消耗。 软启动和软停止： 讲解变频器的软启动和软停止功能如何减少电机启动时的冲击电流，降低对电网和电机的损耗，延长设备寿命。 节能效益计算： 提供一套简明的节能效益计算方法，指导读者如何估算变频器应用后能够节省的电能以及投资回报周期。 实际应用案例分析： 选取不同行业（如化工、冶金、纺织、电力等）的实际应用案例，量化变频器带来的节能效益，展示其在节能降耗方面的巨大潜力。 绿色制造与可持续发展： 探讨变频器在推动工业绿色化、实现可持续发展目标方面的作用。 第八章 变频器高级应用与发展趋势 本章将介绍变频器的一些高级应用技术，并展望其未来的发展方向。 多机联动控制： 介绍变频器如何通过内部的PLC功能或外部通信，实现多台电机的同步运行，例如多泵系统、多台输送带的联动等。 电梯应用： 详细分析变频器在电梯控制中的应用，包括平稳的起停、精确的楼层定位、能量再生等。 伺服与变频器的结合： 介绍伺服驱动器和变频器在功能上的区别与联系，以及它们在一些复杂运动控制场合的联合应用。 能量再生技术： 探讨变频器如何将电机运行中产生的再生能量回馈给电网，进一步提高能量利用效率。 物联网（IoT）与智能化： 介绍变频器如何集成到物联网平台，实现远程监控、故障预测、数据分析等智能化功能。 新能源领域应用： 展望变频器在风力发电、太阳能发电等新能源领域的重要作用。 未来发展趋势： 预测未来变频器在更高集成度、更强智能化、更优能效、更宽应用范围等方面的发展方向，例如功率半导体技术的进步、更先进的控制算法、更友好的用户界面等。 本书旨在为读者提供一个全面、深入的变频器应用技术学习平台，帮助读者掌握变频器的核心原理，熟悉选型、安装、调试和维护的实践操作，并了解其在节能减排和未来发展中的重要地位。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年从事设备维护工作的技术人员，我对变频器的实际应用和故障排除有着切身的体会。这本书的内容，特别是关于变频器选型、安装调试以及常见故障分析的部分，确实非常贴合我们的工作需求。我之前在处理一台老旧变频器时，遇到了一些棘手的故障，走了不少弯路。如果当时有这本书，我想很多问题都可以迎刃而解。书中对于不同品牌变频器的通用性问题，以及一些在实际应用中容易被忽略的细节，比如散热、防尘、防潮等方面，都给出了详细的指导。让我印象深刻的是，书中不仅列举了常见的故障现象，还深入分析了故障原因，并给出了相应的解决步骤，这对于提高我们的故障诊断效率和维修成功率非常有帮助。此外，书中关于变频器节能改造的案例分析，也为我们提供了不少思路，如何通过合理的设置，最大限度地发挥变频器的节能潜力，为企业降低运营成本。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容可以说非常扎实，而且贴合实际生产需求。我最近在研究一家工厂的生产线改造项目，其中涉及到多台电机的变频调速改造。我在这本书里找到了很多关于如何选择合适的变频器型号、如何进行参数配置、以及如何处理一些常见的运行问题的思路。特别是关于变频器在风机水泵系统中的应用，书中详细介绍了如何通过改变风机转速来调节流量和压力的原理，以及如何利用变频器实现节能控制，这对我来说非常有启发。另外，书中对于变频器常见故障的分析和排除方法也写得非常细致，提供了不少实用的维修技巧，这对于一线操作和维护人员来说，简直是福音。我特别欣赏的是，作者在讲解原理的同时，并没有忽略实际操作中的细节，比如布线规范、接地要求、电磁兼容性等问题，这些往往是决定系统稳定运行的关键。我感觉这本书不仅仅是技术手册，更像是一位经验丰富的老师傅在传授宝贵的实战经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度都恰到好处，尤其适合我们这类在校学习或者刚入职不久的工程师。我一直对变频器的控制算法比较好奇，比如矢量控制到底是如何实现的，与传统的V/f控制有什么本质区别，在哪些场景下选择矢量控制更有优势。这本书里就对这些内容做了非常详尽的阐述，并且配有清晰的公式推导和流程图，让我能够一步步地理解其中的奥秘。此外，书中还涉及了一些高级的应用，比如变频器与PLC的通信控制，以及如何构建基于变频器的自动化生产线。这让我看到了变频器在现代工业自动化中的重要作用，以及它与PLC、SCADA等系统的集成能力。我特别期待的章节是关于变频器的电磁兼容性（EMC）设计和安装，这在实际工程中是常常被忽视但又至关重要的一环，处理不好很容易引发系统干扰，影响设备正常运行。这本书能从原理上讲解这些问题，并给出相应的解决方案，对我来说非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

我一直对工业自动化和电力电子技术很感兴趣，尤其是在工作中经常接触到各种变频器设备，但总感觉自己对其中的原理和实际应用理解得还不够深入。这次在朋友的推荐下，终于入手了这本《变频器应用技术/21世纪高职高专电类系列规划教材》。刚拿到手，就被它厚实的封面和清晰的排版吸引了。我翻开目录，发现涵盖了从变频器的基本原理、分类、结构，到各种控制方式（如V/f控制、矢量控制、转矩控制），再到实际应用中的故障诊断、维护保养，甚至还包括一些高级主题，比如多机并联、谐波抑制等等，这可以说是一个非常全面且系统的讲解。我特别期待的章节是关于变频器在不同行业，如起重、纺织、风机水泵等领域的具体应用案例分析。我希望这本书能帮助我理解不同应用场景下，为什么需要选择特定类型的变频器，以及如何根据实际需求进行参数的优化设置，从而提高设备的运行效率和稳定性。同时，书中大量的图表和实操指导，也让我对书中的内容充满了期待，希望能真正学到“活”的知识，而不是枯燥的理论。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种对变频器原理充满好奇，但又缺乏系统学习机会的自学者来说，《变频器应用技术》这本书无疑是我的理想选择。我一直想弄明白，变频器是如何通过改变电压和频率来控制电机转速的，其中的PWM（脉冲宽度调制）技术又是如何运作的。这本书从最基础的电力电子器件开始讲起，逐步深入到逆变电路、控制电路的设计，以及各种调制策略的原理，这让我能够循序渐进地理解复杂的概念。我尤其喜欢的是，书中并没有回避那些技术细节，而是用清晰易懂的语言和图示进行解释，即使是相对抽象的数学模型，也通过图形化的方式呈现出来，大大降低了学习难度。我非常期待书中关于变频器保护功能的部分，比如过载保护、过压保护、欠压保护等，了解这些保护机制的原理，对于我们在实际使用中，如何正确设置参数，保障设备安全运行至关重要。这本书为我打开了通往变频器技术殿堂的大门。