电气自动化通用设备应用系列：西门子变频器入门与典型应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王建，杨秀双 著，王建，杨秀双 编

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• 西门子变频器
• 变频器应用
• 电气自动化
• 工业控制
• PLC
• 驱动技术
• 电机控制
• 入门教程
• 自动化设备
• 西门子

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512321083

版次：1

商品编码：10891694

包装：平装

丛书名： 电气自动化通用设备应用系列

开本：16开

出版时间：2012-01-01

用纸：胶版纸

页数：216

字数：251000

正文语种：中文

内容简介

变频器被国外称为“新近国家工业三大支柱”之一的工业自动化理想控制装置，近年来已广泛应用于自动化的各个领域。
《电气自动化通用设备应用系列：西门子变频器入门与典型应用》以西门子MM420系列变频器为例，系统地介绍了变频器的基本使用方法及实训操作，并介绍了十余种典型应用线路等。全书共分3章：第1章介绍西门子MM420变频器的基础知识，主要讲述了变频器的选用、安装维护与基本操作等；第2章介绍变频器基本控制线路，主要讲述了变频器的点动、正反转、PID及多段速控制；第3章介绍变频器与PLC在典型控制系统中的应用，主要讲述了变频器与眦的综合应用，包括恒压供水系统，锅炉鼓风机、离心机、刨床、卷扬机控制系统，以及注塑机PLC、变频器改造等。本书章节内容按照“基本知识”、“实战演练”。“自我训练”模块划分，对理论知识点到为止，适当简化对“是什么”的陈述，尽量压缩对“为什么”的解释，在可允许的篇幅内充分放大对“怎么办”的具体说明，以提升技能操作为目的。
本书可作为工矿企业电气技术人员，中、高级电工，设备操作人员的读物，也可供专业院校电气自动化专业高技能人才培训和相关人员自学。

目录

前言
绪论
0.1 概述
0.2 电力电子器件
0.3 电力电子器件的分类
0.4 当前电力电子器件的发展方向

第1章西门子MM420变频器基础知识
1.1 变频器的认识
1.2 变频器的选用
1.3 变频器的安装
1.4 MM420变频器的调试

第2章变频器基本控制线路
2.1 点动运行控制线路
2.2 正转连续控制线路
2.3 正反转控制线路
2.4 外接两地控制线路
2.5 PID控制电路系统
2.6 多段速控制线路

第3章变频器与PLC在典型控制系统中的应用
3.1 恒压供水变频控制系统
3.2 锅炉鼓风机变频控制系统
3.3 离心机变频控制系统
3.4 刨床变频控制系统
3.5 卷扬机变频控制系统
3.6 PLC+变频器控制线路的设计、安装与调试
3.7 注塑机PLC、变频器改造
3.8 中央空调控制系统

附录MM420参数表
参考文献

前言/序言

《工业动力传输的基石：电动机控制技术概览》 导论：现代工业的脉搏——动力传输与控制 在当今高度发达的工业社会中，动力传输与控制系统如同企业的神经网络，支撑着生产线的平稳运行，优化着能源的利用效率。从庞大的钢铁厂到精密的电子制造，再到无处不在的楼宇自动化，电动机作为最基础的动力源，其运行的精准性、可靠性和能效直接关乎着整个工业体系的生命力。而实现这一切的关键，则在于对电动机的精细化控制。本系列丛书，将带领读者深入探索电动机控制技术的广阔天地，从基础原理到前沿应用，层层剥茧，揭示工业动力传输的奥秘，为广大工程师、技术人员及相关领域的学习者提供一套全面、深入的学习资源。 第一篇：电动机控制的理论基石 本篇旨在为读者构建坚实的理论基础，理解电动机工作的本质以及控制的必要性。 第一章：电动机工作原理深度解析 交流电动机与直流电动机的结构与原理： 交流感应电动机： 重点介绍三相异步电动机的定子绕组、转子结构（笼型和绕线型），以及电磁感应原理，分析其转速与频率、转差的关系。深入讲解电磁转矩的产生机制，以及不同运行模式（如起动、制动、反向运行）下的电磁特性。 直流电动机： 阐述直流电动机的基本组成，包括电枢、励磁绕组（串励、并励、复励），以及换向器和电刷的作用。分析直流电动机的电压、电流与转矩、转速之间的线性关系，理解其调速的原理。 同步电动机： 介绍同步电动机的励磁方式（永磁和电励磁），及其与电网同步运行的特点。分析其在功率因数补偿等方面的特殊应用。 电动机的主要电气参数与特性曲线： 详细解读额定电压、额定电流、额定功率、功率因数、效率、转速等关键参数的意义。分析不同类型电动机的典型转矩-转速特性曲线，理解其在不同负荷下的性能表现。 电动机的损耗分析： 深入剖析电动机在运行过程中产生的各项损耗，包括铜损、铁损（磁滞损耗和涡流损耗）、机械损耗（风磨损耗和轴承摩擦损耗）和杂散损耗。理解这些损耗对电动机效率的影响，为后续的节能控制奠定基础。 第二章：电动机控制的基本方法 直接起动（DOL - Direct On-Line）： 阐述直接起动的工作原理、电路接线方式，以及其优缺点。分析直接起动对电网和电动机的冲击。 电阻起动与电抗起动： 详细介绍通过串联电阻或电抗器来限制起动电流的原理，分析不同起动级数的控制方法。讨论其在不同功率等级电动机起动中的适用性。 星三角（Y-Δ）降压起动： 深入讲解星三角起动的工作原理，包括绕组的连接方式、起动过程中的电流和转矩变化。分析其适用范围和局限性。 自耦变压器降压起动： 介绍利用自耦变压器实现降压起动的方法，分析其起动特性和对电网的影响。 软起动器（Soft Starter）原理： 概述软起动器的基本功能，介绍其通过控制晶闸管（SCR）导通角来平滑起动电动机的原理。分析软起动器在实现平滑起动、减小起动冲击方面的优势。 变频调速（VFD - Variable Frequency Drive）原理： 交-直-交（V/f）控制： 详细介绍变频器将交流电转换为直流电，再通过逆变器生成可变频率和电压的交流电，从而实现电动机转速控制的原理。理解恒定V/f比的意义以及其在不同应用中的效果。 矢量控制（Vector Control）： 深入讲解矢量控制的核心思想，即将定子电流分解为磁场电流分量和转矩电流分量，并分别进行独立控制，从而实现对电动机转矩的精确控制。介绍其对电动机动态响应和低速性能的显著提升。 直接转矩控制（DTC - Direct Torque Control）： 阐述DTC的基本原理，即通过直接控制电动机的磁链和转矩，实现快速、精确的转矩响应，而无需复杂的坐标变换。 第三章：电动机保护与安全运行 过载保护： 介绍热继电器、电子式过载保护的原理及选型。 短路保护： 阐述断路器、熔断器在短路保护中的作用。 欠电压与过电压保护： 分析电压异常对电动机的影响，以及相应的保护措施。 缺相保护与三相不平衡保护： 解释相序错误和三相电压不平衡对三相异步电动机的危害，介绍相关的保护方法。 接地保护： 强调接地的重要性，以及接地故障的危害。 堵转保护： 分析电动机堵转时产生的过大电流和热量，以及相应的保护方式。 温度保护： 介绍热敏电阻、热电偶等温度传感器在监测电动机温度中的应用。 第二篇：现代电动机控制技术精要 本篇聚焦于当前工业界广泛应用的主流电动机控制技术，深入解析其工作机制、性能特点及应用场景。 第四章：变频器的核心技术与工作模式 变频器的基本构成： 详细介绍变频器的主要组成部分，包括整流单元（AC/DC）、滤波单元、逆变单元（DC/AC）、控制单元（微处理器）、键盘/显示单元及通信接口。 功率器件的选择与应用： 介绍IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等功率半导体器件在变频器中的作用，分析其性能特点和发展趋势。 散热技术与设计： 讨论变频器在高功率运行时产生的热量，以及有效的散热方案（如风冷、水冷）的重要性。 控制算法详解： V/f控制的精细化： 探讨如何通过调整V/f曲线的斜率、基频、最大频率等参数，优化电动机在不同负载下的运行。 矢量控制的进阶： 深入剖析空间矢量脉宽调制（SVPWM）、磁场定向控制（FOC）等矢量控制的具体实现方式，以及其在转矩输出、动态响应上的优势。 无感矢量控制与直接转矩控制： 介绍在不使用速度编码器的情况下实现精确控制的方法，以及DTC如何通过快速的转矩响应满足苛刻的应用需求。 变频器的运行模式： 经济运行模式： 如何通过变频器调整输出频率，在保证基本运行需求的同时，最大化节能效果。 恒压恒频模式： 在特定应用场景下，如何模拟传统的工频运行。 恒转矩模式： 适用于对转矩输出有严格要求的应用。 恒功率模式： 在高转速下保持恒定功率输出。 PID闭环控制模式： 变频器如何集成PID控制器，实现对压力、流量、速度等工艺参数的精确闭环控制。 第五章：电动机驱动与伺服系统的比较与选择 伺服驱动器的原理与特点： 介绍伺服驱动器的工作原理，通常采用闭环控制，配合编码器实现高精度定位和速度控制。分析其在动态响应、过载能力、抗干扰能力等方面的优势。 伺服电机类型： 介绍同步伺服电机（永磁同步伺服电机PMSM）、异步伺服电机等。 驱动器与伺服的协同工作： 阐述伺服驱动器如何与伺服电机协同，实现精确的运动控制。 变频器与伺服系统的选择依据： 精度要求： 对定位精度、速度稳定性要求高的应用，通常选择伺服系统。 动态响应： 快速加减速、频繁启停的应用，伺服系统更具优势。 成本考量： 变频器在成本上通常低于伺服系统，适用于对成本敏感的应用。 控制复杂度： 简单的启停、调速需求，变频器即可满足。 应用场景： 泵、风机、风道类恒定或缓慢变化的负载，变频器是理想选择；机器人、CNC机床、自动化生产线上的精密运动，则需要伺服系统。 混合式伺服系统（Hybrid Servo）： 介绍集成驱动器和电机的混合式伺服系统，以及其在简化布线、优化空间利用方面的优势。 第三篇：变频器在工业领域的典型应用 本篇将深入探讨变频器在不同工业领域中的具体应用实例，展示其如何解决实际生产中的难题，提高效率，降低能耗。 第六章：泵与风机类应用 恒压供水系统： 详细讲解变频器如何通过监测系统压力，自动调节水泵转速，实现恒定的供水压力，并大幅降低能耗。分析多泵联动控制的策略。 恒温恒湿控制： 变频器在空调、新风系统中的应用，通过调节风机转速，实现精确的温度和湿度控制。 锅炉送风/引风机控制： 变频器如何根据锅炉负荷变化，调节送风和引风机的转速，优化燃烧效率，减少污染物排放。 工业通风系统： 根据车间内环境监测数据（如CO2浓度、温度），自动调节通风机的转速，确保良好的工作环境，并节省能源。 空压机变频节能： 分析空压机在不同负荷下的运行特点，变频器如何通过调节转速，匹配气压需求，实现显著的节能效果。 第七章：生产制造与物料输送 输送带与流水线速度调节： 变频器如何实现对输送带速度的精确控制，以适应不同生产环节的需求，提高生产效率。 起重设备（行车、电动葫芦）的平稳运行： 变频器如何实现起重设备的平稳起升、下降、运行，减少冲击，提高安全性。 机床主轴调速： 变频器如何为机床主轴提供宽范围、高精度的速度控制，以适应不同的加工工艺和刀具。 包装机械： 在包装机的封切、充填、缠绕等环节，变频器如何实现精确的动作同步和速度控制。 搅拌与混合设备： 变频器如何根据物料特性和工艺要求，精确控制搅拌器的转速，保证混合效果。 第八章：楼宇自动化与新能源领域 电梯控制： 变频器在电梯运行中的应用，实现平稳的加减速、精确的停层，并提高能源利用效率。 自动扶梯速度调节： 根据人流量变化，自动调节扶梯运行速度，实现节能。 水处理设备： 在污水处理厂、净水厂中，变频器如何控制水泵、曝气风机等设备，优化处理过程。 风力发电机控制： 变频器在风力发电机中的作用，实现对风轮转速的调节，最大化捕捉风能，并与电网同步。 太阳能光伏逆变器： （简要提及）变频器技术是光伏逆变器核心，将直流电转换为交流电并入电网。 第四篇：变频器的选型、安装与维护 本篇旨在为读者提供实际操作指导，确保变频器能够安全、可靠、高效地运行。 第九章：变频器的选型原则 功率匹配： 如何根据电动机的额定功率、负载特性，选择合适额定功率的变频器。 电压等级： 根据电源电压选择合适的变频器。 控制方式： 根据应用需求选择V/f控制、矢量控制或DTC控制。 环境要求： 考虑工作环境的温度、湿度、污染等级、振动等因素，选择具有相应防护等级（IP等级）的变频器。 特殊功能需求： 如制动单元、制动电阻、通信模块、内置PLC等。 品牌与质量： 知名品牌通常提供更稳定的性能和完善的售后服务。 第十章：变频器的安装与布线 安装位置： 选择通风良好、远离热源、腐蚀性气体和强电磁干扰的场所。 安装方式： 盘柜安装、壁挂安装等。 进线与出线电缆： 强调屏蔽电缆的使用，以及电缆的敷设方式，减少电磁干扰。 接地要求： 详细讲解变频器、电动机、电源等的正确接地方法。 安全规范： 强调断电操作、绝缘保护等安全事项。 第十一章：变频器的调试与参数设置 基本参数设置： 电动机额定参数、运行模式、加减速时间等。 高级参数设置： 载波频率、过载能力、制动方式、频率源选择等。 PID参数整定： 如何通过手动或自动方式整定PID参数，以达到最优的控制效果。 故障诊断与排除： 常见故障代码的含义及处理方法。 第十二章：变频器的日常维护与故障分析 定期检查： 清洁散热风扇、检查电缆连接、测量电源电压等。 环境维护： 保持变频器工作环境的清洁和稳定。 常见故障分析： 过载报警： 分析原因（负载过大、散热不良、电动机故障等）。 过压/欠压报警： 检查电源质量、电网波动。 接地故障报警： 检查电缆绝缘、接地线。 输出缺相/短路： 检查电动机绕组、输出电缆。 通信故障： 检查通信线路、设置。 延长变频器寿命的建议： 合理使用、定期维护。 结语：拥抱智能驱动，赋能工业未来 电动机控制技术的发展日新月异，变频器作为其中的核心技术之一，正以前所未有的速度改变着工业生产的面貌。从提升效率、降低能耗，到实现智能化、柔性化生产，变频器的应用范围不断拓展，其重要性日益凸显。本系列丛书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，帮助大家理解变频器的原理，掌握其应用方法，并在实际工作中游刃有余。我们相信，通过对这些先进技术的学习和掌握，广大技术工作者将能更好地驾驭工业动力，为推动工业的智能化转型和可持续发展贡献力量。

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从“心”理解，驭“芯”而动 要真正掌握一项技术，不仅仅在于了解其“术”，更在于理解其“道”。《西门子变频器入门与典型应用》这本书，给了我一种从“心”理解变频器的感觉，让我不再仅仅是机械地操作，而是能够真正地“驭‘芯’而动”。书中在介绍变频器各项功能时，并没有停留在表面，而是试图去解释这些功能背后的“逻辑”。例如，在讲解“PID控制”时，作者并没有简单地给出PID参数的公式，而是通过模拟一个实际的控制过程，形象地解释了比例、积分、微分这三个参数各自的作用，以及它们如何协同工作来实现精确的闭环控制。这种“化繁为简”的讲解方式，让我豁然开朗。我曾经在尝试调整PID参数时，总是感到无从下手，这本书的讲解，让我明白了不同参数对系统响应速度、超调量等关键性能指标的影响，从而能够更有针对性地进行优化。同样，在讲解“矢量控制”时，作者也没有回避其复杂的数学模型，而是通过类比和图示，让读者能够直观地理解矢量控制的核心思想——将电机的磁场定向与转矩控制解耦。这种从“心”出发的讲解，让我不再畏惧复杂的理论，而是能够主动去探索和理解。这本书让我感觉，变频器不再是一个冰冷的电子设备，而是一个能够被我“理解”并“驾驭”的智能体，我能够更加自信地去应用它，解决实际问题。

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细节之处，彰显匠心 我一直认为，一本优秀的技术书籍，其价值体现在对细节的把握上。而《西门子变频器入门与典型应用》这本书，无疑在这方面做得非常出色。《西门子变频器入门与典型应用》这本书，就像一位严谨的工匠，在每一个细微之处都力求完美。从变频器的选型指导，到具体的接线细节，再到复杂的参数设置，书中都给予了细致入微的阐述。举个例子，在讲解“端子控制”时，作者不仅列出了常用的端子功能代码，还特别强调了不同型号变频器在端子定义上的细微差异，并提供了相应的查询方法。这避免了初学者因为混淆端子定义而导致接线错误的尴尬。更让我感到惊喜的是，书中对于某些关键参数的讲解，不仅仅是简单地给出数值范围，而是深入地分析了这些参数对电机运行性能的影响，以及在不同应用场景下如何进行权衡和调整。例如，在讲解“加减速时间”时，作者不仅给出了建议值，还详细解释了过短或过长的加减速时间可能带来的负面影响，并提供了相应的优化策略。此外，书中还包含了对“故障代码”的详细解读，以及针对不同故障的排除步骤，这对于提高现场故障处理的效率至关重要。总而言之，这本书在细节之处展现出的匠心独运，让我对其专业性和实用性深感信服。

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初窥门径，惊喜连连 一直以来，电气自动化领域对我来说就像一座深邃而神秘的殿堂，而变频器更是其中最核心的“器械”之一。我曾尝试阅读过一些晦涩难懂的专业书籍，但往往在术语的海洋中迷失方向，对实际操作的理解更是云里雾里。偶然间，我翻开了这本《西门子变频器入门与典型应用》，原本抱着“死马当活马医”的心态，却意外地被书中清晰的脉络和生动的讲解所吸引。作者没有一开始就抛出令人望而生畏的理论公式，而是从变频器的基本工作原理入手，用通俗易懂的语言解释了它为何能够实现“变频”。更令我惊喜的是，书中大量的插图和图示，将抽象的概念具象化，让我仿佛能亲手触摸到变频器内部的奥秘。比如，在讲解“频率设定”时，作者不仅给出了理论说明，还配上了直观的示波器波形图，让我瞬间明白了不同频率下电机转速的变化关系。此外，书中对常见故障的分析和排除方法也写得详尽入微，这对于我这样初学者来说，无疑是“雪中送炭”。我曾经在实际操作中遇到过一些小问题，但苦于没有明确的指导，只能束手失策，而这本书的出现，让我看到了解决问题的希望。总而言之，这本书就像一位耐心而又博学的老师，循循善诱地引导我一步步走进了电气自动化的世界，让我对这个领域产生了浓厚的兴趣，也增强了我进一步学习的信心。

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不止于“入门”，更具“参考”价值 对于许多技术书籍而言，“入门”往往意味着浅尝辄止，仅仅是触及了皮毛。然而，《西门子变频器入门与典型应用》这本书却打破了这一惯例，它在“入门”的同时，也展现出了相当的“参考”价值。即使我已经对变频器有了一定的了解，在阅读这本书时，仍然能从中获得不少新的启发和印证。书中关于变频器工作原理的讲解，虽然是为初学者设计的，但其逻辑严谨、条理清晰，也足以让有经验的读者重新审视和巩固基础知识。而其“典型应用”部分，则涵盖了相当广泛的场景，其中不乏一些我之前未曾接触或不甚了解的应用。比如，书中关于“伺服控制”与变频器结合的章节，就为我打开了新的思路。我曾经在一些对精度要求很高的场合，为选择合适的控制方案而困扰，而这本书提供的思路，让我看到了将变频器与伺服驱动器有机结合的可能性。此外，书中在讲解某些高级功能时，虽然没有深入到非常底层的代码层面，但其原理性的阐述和应用上的指导，也为我提供了宝贵的参考。这本书就像一个“工具箱”，基础的工具应有尽有，同时还包含了一些特殊用途的“配件”，能够满足不同层次读者的需求。

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实战为王，疑难尽解 作为一名在生产一线摸爬滚打多年的电气工程师，我深知理论知识的局限性，真正解决实际问题的，往往是丰富的实践经验。而《西门子变频器入门与典型应用》这本书，恰恰抓住了这一点，将大量的篇幅投入到了“典型应用”的讲解中。它不仅仅是罗列几个应用场景，而是深入剖析了在各种不同工况下，如何选择合适的西门子变频器型号，如何进行参数设置，以及在实际运行过程中需要注意的细节。书中详细列举了恒压供水、风机水泵节能、卷绕机械、起重运输等多个行业的应用案例，每一个案例都配有详细的接线图、参数配置表以及操作步骤，简直就像一本“宝典”。我尤其欣赏书中对某个应用场景可能遇到的各种“坑”进行了预警和指导，例如在水泵恒压应用中，如何避免水锤现象，以及如何通过参数调整来优化系统的稳定性。这对于我这类经常需要为老旧设备进行自动化改造的人来说，简直是“救命稻草”。我曾在一个食品生产线上遇到过一个棘手的变频器控制问题，尝试了各种方法都无法彻底解决，后来翻阅了这本书中关于“物料输送”的章节，找到了关键的思路，并最终成功地优化了生产效率。这本书的价值在于，它不仅仅是教你“怎么做”，更是告诉你“为什么这样做”，以及“这样做可能会出现什么问题”。

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入门用的教材，与学校实验室对应

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不错还可以 快递挺快的

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物美价廉，京东的货越来越好了

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物美价廉，京东的货越来越好了

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非常实用给我很多启发

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挺适合初学者用的，还可以。

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