變頻器應用技術/21世紀高職高專電類係列規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陶權，吳尚慶 編

圖書標籤:

• 變頻器
• 電機控製
• 電力電子
• 高職高專
• 電類教材
• 應用技術
• 工業自動化
• 驅動技術
• 電氣工程
• 21世紀高職高專

齣版社： 華南理工大學齣版社

ISBN：9787562326557

版次：1

商品編碼：10426729

品牌：墨點

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2007-08-01

用紙：膠版紙

頁數：152

字數：263000

內容簡介

《21世紀高職高專電類係列規劃教材：變頻器應用技術》在內容編排上以應用為重點，以6個模塊，共27個項目構成本課程內容。每個項目都有其明確的項目目標，並針對各自目標展開相關知識的介紹及技能訓練、技能測試。主要內容包括變頻器基礎知識，變頻器操作及主要參數設定，變頻器常用控製功能，變頻器的工程應用、選型、維護，變頻器實訓等。
《21世紀高職高專電類係列規劃教材：變頻器應用技術》力求體現以下特點：
（1）應用性：有豐富的工程應用例子。
（2）實踐性：本教材安排瞭5個實訓項目，並且每個模塊都有技能測試。
（3）針對性：教材內容針對西門子MM420通用型變頻器。
《21世紀高職高專電類係列規劃教材：變頻器應用技術》可作為高職高專院校電氣自動化技術專業、生産過程自動化專業、機電一體化技術專業、自動控製技術專業及相關專業的教材，也可作為企業相關技術人員的參考資料。

目錄

摸塊一 變頻器基礎知識
項目1 變頻器的認識
項目2 變頻器的組成、結構框圖、基本原理
項目3 變頻器中的開關器件
項目4 變頻器的控製方式
習題一

模塊二 變頻器的操作及參數設定
項目1 西門子變頻器的操作與運行
項目2 變頻器的給定功能
項目3 變頻器的各種參數及設定
習題二

模塊三 變頻器的常用控製功能
項目1 變頻器的基本控製
項目2 變頻器的多段速度控製電路
項目3 變頻器的工頻/變頻切換電路
項目4 變頻器的PID閉環控製
習題三

模塊四 變頻器的工程應用
項目1 恒壓供水
項目2 風機的變頻調速
項目3 壓縮機的變頻調速
項目4 變頻器在生産綫傳送帶上的應用
項目5 變頻器在製糖業分離機上的應用
項目6 變頻器在注塑機節能改造中的應用
項目7 S7-200 PLC和MM440變頻器之間的通信
習題四

模塊五 變頻器選用、安裝與維護
項目1 負載的類型及拖動係統與傳動機構
項目2 變頻器的選擇
項目3 變頻器的安裝、布綫及抗乾擾
項目4 變頻器的保護功能及故障處理
習題五

模塊六 變頻器應用實訓
項目1 基本功能實訓
項目2 多段速度控製
項目3 工頻/變頻切換運行
項目4 閉環PID控製
項目5 變頻器的PLC控製實訓
附錄1 MM420變頻器的參數
附錄2 MM420變頻器的故障顯示
參考文獻

前言/序言

變頻器應用技術：原理、選型與實踐 第一章 變頻器概述 本章將深入探討變頻器這一現代電力電子技術的核心設備。我們將從變頻器的基本概念入手，闡述其在工業自動化領域日益重要的地位。重點將放在變頻器的工作原理上，詳細介紹其內部構造，包括整流單元、直流環節、逆變單元以及控製單元等關鍵組成部分。通過對各部分功能的解析，讀者將能清晰地理解變頻器如何實現對電機轉速的精確控製。 我們將追溯變頻器的發展曆程，分析不同代變頻器在技術上的演進和性能上的提升，為讀者提供一個宏觀的視角。同時，本章還將介紹變頻器在不同行業中的廣泛應用場景，例如工業生産綫、 HVAC係統、水泵、風機以及各種機械設備等，通過實際案例展示變頻器帶來的節能效益和技術優勢。最後，我們將簡要介紹變頻器市場上存在的主要類型及其特點，為後續章節的深入學習打下基礎。 第二章 變頻器基本工作原理 本章是本書的核心章節之一，將係統、詳盡地剖析變頻器的內部工作原理。我們將從電力電子器件在變頻器中的作用講起，重點介紹IGBT、MOSFET等關鍵開關器件的特性及其在逆變電路中的應用。 整流單元： 詳細闡述AC-DC整流過程，包括單相和三相整流電路的結構、工作方式以及濾波環節的作用，分析不同整流方式對輸入電流諧波的影響。 直流環節： 深入講解直流環節的構成，包括濾波電容器和緩衝電抗器的功能，解釋其在平滑直流電壓、抑製紋波方麵的作用，並討論其對變頻器整體性能的影響。 逆變單元： 這是變頻器實現變頻功能的核心。我們將詳細介紹PWM（脈衝寬度調製）技術，這是目前最主流的調製方式。重點講解不同PWM策略（如正弦波PWM、三電平PWM等）的原理，分析其在産生可變頻率和可變電壓輸齣方麵的機理。通過詳細的波形圖和數學模型，讀者將能深刻理解逆變器如何將直流電轉換為具有不同頻率和幅值的交流電。 控製單元： 介紹變頻器的控製係統，包括微處理器、DSP等核心控製芯片的功能。分析其如何接收外部控製信號（如頻率設定、啓停指令等），如何進行PID運算、矢量控製或V/f控製等控製算法的實現，最終生成PWM信號來控製逆變器的開關器件。 第三章 變頻器控製方式 本章將聚焦於變頻器實現電機調速的各種控製策略，幫助讀者理解不同控製方式的優劣及其適用場景。 V/f (電壓/頻率) 控製： 這是最簡單、最基礎的控製方式。我們將詳細介紹其工作原理，即通過保持電壓與頻率之比恒定來實現對電機轉矩的近似控製。分析其優點（結構簡單、成本低）和缺點（低速時轉矩不足、精度不高），並說明其適用的場閤（如風機、水泵等對轉矩要求不高的負載）。 矢量控製（嚮量控製）： 這是目前應用最廣泛、性能最先進的控製方式之一。本章將深入闡述矢量控製的理論基礎，包括電機數學模型、轉子磁場定嚮控製等概念。詳細介紹其如何通過將電機電流分解為轉矩分量和磁場分量，實現對電機轉矩的獨立控製，從而獲得優異的低速性能、動態響應和高精度調速。我們將介紹不同類型的矢量控製，如直接轉矩控製（DTC）和間接轉矩控製（ITC）。 其他控製方式： 簡要介紹一些其他控製方法，如模糊控製、神經網絡控製等，以及它們在特定應用中的優勢。 第四章 變頻器選型指南 準確的變頻器選型是確保係統穩定運行和經濟高效的關鍵。本章將提供一套係統性的選型流程和方法。 電機參數分析： 強調對所驅動電機的詳細瞭解，包括額定功率、額定電壓、額定頻率、額定轉速、效率、功率因數等關鍵參數。 負載特性分析： 詳細分析不同負載的特性，例如恒轉矩負載（如輸送帶、攪拌機）、平方轉矩負載（如離心泵、風機）、恒功率負載（如機床主軸）等。理解負載的啓動特性、運行特性以及加速減速的要求，對於準確選擇變頻器至關重要。 環境條件評估： 考慮變頻器安裝環境的溫度、濕度、海拔、粉塵、腐蝕性氣體等因素，以及其對變頻器選型和防護等級（IP等級）的影響。 電源條件評估： 分析供電電源的電壓、頻率、接地方式、電網諧波等因素，以及它們對變頻器兼容性的影響。 功能需求分析： 根據實際應用需求，確定變頻器需要具備的功能，例如： 過載能力： 根據負載的啓動轉矩和運行過程中的過載情況，選擇閤適的過載能力。 調速範圍： 確定所需的最低和最高運行速度。 製動方式： 根據負載的慣性以及需要製動的快慢，選擇閤適的製動單元和製動電阻。 通信接口： 根據自動化係統的集成需求，選擇支持Modbus、Profinet、EtherNet/IP等通信協議的變頻器。 特殊功能： 如多泵控製、PID調節、定時開關機、故障自診斷等。 品牌與係列選擇： 介紹國內外主流變頻器品牌及其代錶性産品係列，分析不同品牌在技術、性能、可靠性、服務等方麵的特點，幫助讀者做齣理性選擇。 計算實例： 提供幾個典型應用場景的變頻器選型計算實例，指導讀者如何將理論知識應用於實際選型。 第五章 變頻器安裝與調試 本章將從實際操作層麵齣發，詳細講解變頻器的正確安裝、接綫和調試過程，確保變頻器能夠安全、穩定地投入運行。 安裝要求： 安裝位置： 闡述變頻器應安裝在通風良好、溫度適宜、避免陽光直射、遠離強電磁乾擾源、易於維護的場所。 固定方式： 詳細說明變頻器的固定要求，包括壁掛式、櫃式等安裝方式，以及螺釘固定、導軌安裝等具體操作。 散熱要求： 強調變頻器散熱的重要性，講解散熱風道的設計、通風孔的清潔以及與周圍設備的距離要求，防止因過熱導緻故障。 防護等級： 根據環境條件選擇閤適的防護等級（IP等級）的變頻器，並介紹其安裝時的注意事項。 接綫指導： 電源側接綫： 詳細介紹主電路電源輸入（L1, L2, L3）、接地（PE）、漏抗/濾波器（如果需要）的接綫方法。 電機側接綫： 詳細介紹電機動力輸齣（U, V, W）的接綫方法，強調綫纜的規格和屏蔽要求。 控製信號接綫： 詳細介紹端子接綫，包括模擬量輸入（0-10V, 4-20mA）、數字量輸入（啓停、正反轉、多段速）、繼電器輸齣（運行、報警）等。 製動單元接綫： 如果使用製動單元，詳細講解其與變頻器、製動電阻的接綫方式。 通信接口接綫： 介紹RS485、Ethernet等通信接口的接綫要求。 接地要求： 強調變頻器、電機、控製迴路的良好接地，防止電磁乾擾和安全隱患。 調試步驟： 空載調試： 在不接電機的情況下，對變頻器進行通電檢查，設定基本參數，測試變頻器的輸齣電壓和頻率。 帶載調試： 接上電機後，逐步進行調試，包括： 參數設置： 詳細介紹關鍵參數的設置，如額定電流、額定電壓、電機極數、基本頻率、最高頻率、加減速時間、V/f麯綫、PID參數等。 運行測試： 進行啓停、正反轉、不同頻率下的運行測試，觀察電機的運行聲音、溫度以及變頻器的顯示信息。 轉速測量與校準： 使用測速儀錶測量電機轉速，並根據需要進行校準。 製動測試： 測試變頻器的製動性能，確保滿足要求。 故障診斷： 學習如何讀取變頻器的故障代碼，並根據代碼進行初步的故障排除。 參數保存與備份： 強調將調試好的參數保存到變頻器中，並建議進行參數備份，以備不時之需。 第六章 變頻器常見故障及排除 本章旨在幫助讀者掌握變頻器常見故障的識彆、分析和排除方法，提高故障處理效率。 常見故障類型： 過電流故障： 分析過電流産生的原因，如電機短路、啓動電流過大、負載過重、加速時間過短等，並提供相應的排除措施。 過電壓/欠電壓故障： 講解直流母綫電壓異常的原因，如電網電壓波動、製動單元故障、濾波不良等，以及相應的處理方法。 過載故障： 分析電機過載的原因，如負載過重、電機效率低、風扇損壞等，並指導讀者如何調整變頻器參數或檢查電機。 接地故障： 介紹接地故障的産生原因，如絕緣損壞、安裝不當等，並強調安全檢查的重要性。 散熱不良故障： 講解散熱風扇故障、散熱片堵塞等問題，以及相應的維護保養。 通信故障： 分析通信綫路問題、通信協議設置錯誤、設備不兼容等原因，並提供排查步驟。 參數設置錯誤： 強調參數設置的重要性，以及如何通過查閱手冊來糾正錯誤。 故障代碼解析： 列舉市場上常見變頻器品牌的典型故障代碼，並詳細解釋其含義以及對應的故障原因和排除建議。 故障排除流程： 提供一套係統性的故障排除流程，指導讀者如何從現象入手，逐步縮小故障範圍，最終找到問題根源。 預防性維護： 強調日常維護和定期檢查對預防變頻器故障的重要性，包括清潔、緊固、絕緣檢查等。 安全注意事項： 在進行任何故障排查時，都強調安全操作規程，如斷電、驗電、放電等，確保人身安全。 第七章 變頻器節能原理與應用 本章將深入探討變頻器在實現節能方麵的原理和具體應用，讓讀者充分認識到變頻器在能源管理中的價值。 節能原理： 風機和水泵的節能： 詳細闡述根據流量和壓力的需求，變頻器通過降低轉速來大幅度降低能耗的原理。基於平方律關係，轉速下降一半，功耗可降低到原來的八分之一，具有顯著的節能效果。 恒轉矩負載的節能： 分析在恒轉矩負載下，變頻器如何通過優化電機的運行狀態來提高效率，減少能量損耗。 功率因數補償： 介紹變頻器內部的功率因數補償功能，以及它如何改善電網的功率因數，減少無功功率的消耗。 軟啓動和軟停止： 講解變頻器的軟啓動和軟停止功能如何減少電機啓動時的衝擊電流，降低對電網和電機的損耗，延長設備壽命。 節能效益計算： 提供一套簡明的節能效益計算方法，指導讀者如何估算變頻器應用後能夠節省的電能以及投資迴報周期。 實際應用案例分析： 選取不同行業（如化工、冶金、紡織、電力等）的實際應用案例，量化變頻器帶來的節能效益，展示其在節能降耗方麵的巨大潛力。 綠色製造與可持續發展： 探討變頻器在推動工業綠色化、實現可持續發展目標方麵的作用。 第八章 變頻器高級應用與發展趨勢 本章將介紹變頻器的一些高級應用技術，並展望其未來的發展方嚮。 多機聯動控製： 介紹變頻器如何通過內部的PLC功能或外部通信，實現多颱電機的同步運行，例如多泵係統、多颱輸送帶的聯動等。 電梯應用： 詳細分析變頻器在電梯控製中的應用，包括平穩的起停、精確的樓層定位、能量再生等。 伺服與變頻器的結閤： 介紹伺服驅動器和變頻器在功能上的區彆與聯係，以及它們在一些復雜運動控製場閤的聯閤應用。 能量再生技術： 探討變頻器如何將電機運行中産生的再生能量迴饋給電網，進一步提高能量利用效率。 物聯網（IoT）與智能化： 介紹變頻器如何集成到物聯網平颱，實現遠程監控、故障預測、數據分析等智能化功能。 新能源領域應用： 展望變頻器在風力發電、太陽能發電等新能源領域的重要作用。 未來發展趨勢： 預測未來變頻器在更高集成度、更強智能化、更優能效、更寬應用範圍等方麵的發展方嚮，例如功率半導體技術的進步、更先進的控製算法、更友好的用戶界麵等。 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的變頻器應用技術學習平颱，幫助讀者掌握變頻器的核心原理，熟悉選型、安裝、調試和維護的實踐操作，並瞭解其在節能減排和未來發展中的重要地位。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容可以說非常紮實，而且貼閤實際生産需求。我最近在研究一傢工廠的生産綫改造項目，其中涉及到多颱電機的變頻調速改造。我在這本書裏找到瞭很多關於如何選擇閤適的變頻器型號、如何進行參數配置、以及如何處理一些常見的運行問題的思路。特彆是關於變頻器在風機水泵係統中的應用，書中詳細介紹瞭如何通過改變風機轉速來調節流量和壓力的原理，以及如何利用變頻器實現節能控製，這對我來說非常有啓發。另外，書中對於變頻器常見故障的分析和排除方法也寫得非常細緻，提供瞭不少實用的維修技巧，這對於一綫操作和維護人員來說，簡直是福音。我特彆欣賞的是，作者在講解原理的同時，並沒有忽略實際操作中的細節，比如布綫規範、接地要求、電磁兼容性等問題，這些往往是決定係統穩定運行的關鍵。我感覺這本書不僅僅是技術手冊，更像是一位經驗豐富的老師傅在傳授寶貴的實戰經驗。

評分☆☆☆☆☆

我一直對工業自動化和電力電子技術很感興趣，尤其是在工作中經常接觸到各種變頻器設備，但總感覺自己對其中的原理和實際應用理解得還不夠深入。這次在朋友的推薦下，終於入手瞭這本《變頻器應用技術/21世紀高職高專電類係列規劃教材》。剛拿到手，就被它厚實的封麵和清晰的排版吸引瞭。我翻開目錄，發現涵蓋瞭從變頻器的基本原理、分類、結構，到各種控製方式（如V/f控製、矢量控製、轉矩控製），再到實際應用中的故障診斷、維護保養，甚至還包括一些高級主題，比如多機並聯、諧波抑製等等，這可以說是一個非常全麵且係統的講解。我特彆期待的章節是關於變頻器在不同行業，如起重、紡織、風機水泵等領域的具體應用案例分析。我希望這本書能幫助我理解不同應用場景下，為什麼需要選擇特定類型的變頻器，以及如何根據實際需求進行參數的優化設置，從而提高設備的運行效率和穩定性。同時，書中大量的圖錶和實操指導，也讓我對書中的內容充滿瞭期待，希望能真正學到“活”的知識，而不是枯燥的理論。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種對變頻器原理充滿好奇，但又缺乏係統學習機會的自學者來說，《變頻器應用技術》這本書無疑是我的理想選擇。我一直想弄明白，變頻器是如何通過改變電壓和頻率來控製電機轉速的，其中的PWM（脈衝寬度調製）技術又是如何運作的。這本書從最基礎的電力電子器件開始講起，逐步深入到逆變電路、控製電路的設計，以及各種調製策略的原理，這讓我能夠循序漸進地理解復雜的概念。我尤其喜歡的是，書中並沒有迴避那些技術細節，而是用清晰易懂的語言和圖示進行解釋，即使是相對抽象的數學模型，也通過圖形化的方式呈現齣來，大大降低瞭學習難度。我非常期待書中關於變頻器保護功能的部分，比如過載保護、過壓保護、欠壓保護等，瞭解這些保護機製的原理，對於我們在實際使用中，如何正確設置參數，保障設備安全運行至關重要。這本書為我打開瞭通往變頻器技術殿堂的大門。

評分☆☆☆☆☆

作為一名多年從事設備維護工作的技術人員，我對變頻器的實際應用和故障排除有著切身的體會。這本書的內容，特彆是關於變頻器選型、安裝調試以及常見故障分析的部分，確實非常貼閤我們的工作需求。我之前在處理一颱老舊變頻器時，遇到瞭一些棘手的故障，走瞭不少彎路。如果當時有這本書，我想很多問題都可以迎刃而解。書中對於不同品牌變頻器的通用性問題，以及一些在實際應用中容易被忽略的細節，比如散熱、防塵、防潮等方麵，都給齣瞭詳細的指導。讓我印象深刻的是，書中不僅列舉瞭常見的故障現象，還深入分析瞭故障原因，並給齣瞭相應的解決步驟，這對於提高我們的故障診斷效率和維修成功率非常有幫助。此外，書中關於變頻器節能改造的案例分析，也為我們提供瞭不少思路，如何通過閤理的設置，最大限度地發揮變頻器的節能潛力，為企業降低運營成本。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度都恰到好處，尤其適閤我們這類在校學習或者剛入職不久的工程師。我一直對變頻器的控製算法比較好奇，比如矢量控製到底是如何實現的，與傳統的V/f控製有什麼本質區彆，在哪些場景下選擇矢量控製更有優勢。這本書裏就對這些內容做瞭非常詳盡的闡述，並且配有清晰的公式推導和流程圖，讓我能夠一步步地理解其中的奧秘。此外，書中還涉及瞭一些高級的應用，比如變頻器與PLC的通信控製，以及如何構建基於變頻器的自動化生産綫。這讓我看到瞭變頻器在現代工業自動化中的重要作用，以及它與PLC、SCADA等係統的集成能力。我特彆期待的章節是關於變頻器的電磁兼容性（EMC）設計和安裝，這在實際工程中是常常被忽視但又至關重要的一環，處理不好很容易引發係統乾擾，影響設備正常運行。這本書能從原理上講解這些問題，並給齣相應的解決方案，對我來說非常有價值。