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张燕宾著 著

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• 控制工程

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111341307

商品编码：29482537209

包装：平装

出版时间：2011-06-01

基本信息

书名：变频器应用教程

定价：40.00元

作者：张燕宾著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2011-06-01

ISBN：9787111341307

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书介绍了低压变频器的基本原理及其主要功能，讲述了异步电动机的变频调速系统在使用过程中需要注意的问题，并具体分析了变频调速系统在不同类型负载中应用的要点，论述了变频调速的经济效益。除此以外，本书还介绍了变频器内部的控制电路，并且较详细地讲解了变频器维修方面的一些问题。

目录

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前言
章　变频器主电路
　1.1三相交流异步电动机简介
　1.2电动机在能量转换中的平衡关系
　1.3交一直一交变频器
　1.4变频器的输出电压与频率
　1.5交一直一交变频器的主电路
　1.6变频器各环节电流
　1.7变频器的功率因数
　1.8载波频率及其影响
第2章　变频器的常用功能
　2.1变频器的控制方式
　2.2V／F控制方式
　2.3u/f线的选择与调整
　2.4矢量控制和直接转矩控制方式
　2.5变频器频率给定功能
　2.6电动机加速和起动
　2.7变频减速和制动
　2.8制动电阻和制动单元
　2.9预置加、减速时间的依据
第3章　变频器的外部控制
　3.1变频器的外接主电路
　3.2电动机起动和停机控制
　3.3外接数字量加、减速的应用
　3.4多挡转速控制
　3.5输出控制端子及其应用
　3.6多单元拖动系统的同步控制
　3.7变频和工频切换控制
　3.8变频调速系统的闭环控制
　3.9 PID功能的调试
第4章　变频器拖动系统及其应用
　4.1变频后的电动机
　4.2变频器应用的基础知识
　4.3变频拖动系统的基本规律
　4.4恒转矩负载的变频调速
　4.5重力负载的变频调速
　4.6恒功率负载的变频调速
　4.7二次方律负载的变频调速
第5章　变频调速的经济效益
　5.1拖动系统的节能空间
　5.2调速方法与节能效果
　5.3变频调速的节能措施
　5.4从水泵管路的流体功率看节能
　5.5从电动机的轴功率看节能
　5.6从电功率看水泵管路的节能
　5.7风机变频的节能
　5.8全面评价变频调速的经济效益
第6章　变频器的控制电路
　6.1变频器的控制框图
　6.2开关电源概述
　6.3变频器里的开关电源
　6.4 CPU的外围电路
　6.5电流的检测与保护
　6.6电压和温度的检测
　6.7 IGBT的驱动电路
第7章　变频器的故障、检测与调试
　7.1变频器的故障分析
　7.2主电路部件的检查与损坏原因
　7.3主要控制电路的故障分析
　7.4变频调速系统的试验与调试
　……
附录
　　

作者介绍

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文摘

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序言

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深度解析变频器，赋能工业自动化新时代 在现代工业生产领域，效率、节能和精准控制是企业追求的核心目标。而变频器，作为电机调速的核心驱动设备，正是实现这些目标的关键技术之一。它以其卓越的性能和广泛的应用，极大地提升了工业设备的运行效率，降低了能源消耗，并为自动化生产提供了强有力的支持。本书旨在为读者提供一个系统、深入的变频器应用学习平台，从理论基础到实践应用，全方位地解析变频器的奥秘，帮助读者掌握变频器的设计、选型、安装、调试、维护及故障排除等关键技能，从而在工业自动化的浪潮中立于不败之地。 第一章：变频器基础理论与工作原理 本章将带领读者走进变频器的世界，从其基本概念入手，深入剖析变频器的发展历程、分类及其在工业生产中的重要地位。我们将详细讲解变频器的核心组成部分，包括整流环节、滤波环节、逆变环节和控制环节，并用通俗易懂的语言阐述它们各自的功能和工作流程。 变频器的基本概念与历史演进： 了解变频器如何从最初的简单调速装置发展成为如今集成了多种先进控制算法的智能化设备。 变频器的分类： 介绍不同类型的变频器，如电压源型、电流源型、P M 交流伺服驱动器等，并分析它们在不同应用场景下的优劣势。 核心工作原理深度解析： 整流环节： 详细讲解交流电如何被转换为直流电，包括二极管整流、晶闸管整流等技术。 滤波环节： 说明滤波器的作用，如何滤除直流电压中的纹波，保证逆变环节的稳定输入。 逆变环节： 重点讲解IGBT、MOSFET等电力电子器件如何通过PWM（脉宽调制）技术将直流电转换为频率、电压可调的交流电，这是变频器实现调速的关键。 控制环节： 介绍变频器的控制策略，包括V/f控制、矢量控制、直接转矩控制等，并解释不同控制方式的原理和适用范围。 第二章：变频器的选型指南与关键参数解读 正确的变频器选型是保证系统稳定运行和达到预期性能的前提。本章将为您提供一套系统性的选型方法论，帮助您根据具体的负载特性、电源条件和工艺要求，选择最合适的变频器型号。 变频器选型的基本原则： 强调综合考虑功率、电压、电流、过载能力、控制方式、防护等级等因素。 负载特性分析： 详细分析不同类型负载（如风机、水泵、输送带、起重机、注塑机等）的启动转矩、运行转矩、恒转矩、恒功率等特性，以及这些特性对变频器选型的影响。 关键选型参数解读： 额定功率（kW/HP）： 如何根据负载功率计算变频器功率。 额定电压（V）： 选择与电网电压匹配的变频器。 额定电流（A）： 考虑启动电流和运行电流，以及是否需要裕量。 过载能力： 理解变频器的短时过载和持续过载能力，如何应对负载的瞬时冲击。 输出频率范围： 确定满足工艺要求的最高和最低输出频率。 防护等级（IP等级）： 根据工作环境的灰尘、水分等情况选择合适的防护等级。 控制接口与通信协议： 考虑变频器与PLC、HMI等上位设备的连接需求，如Modbus RTU、Profi bus等。 特殊应用选型考量： 如多台电机并联、制动需求、超低频启动等特殊工况下的选型技巧。 第三章：变频器的安装、接线与调试 严谨的安装和准确的接线是变频器安全、可靠运行的基础。本章将提供详细的安装步骤和注意事项，以及实用的调试技巧。 安装环境要求： 通风与散热： 强调变频器散热的重要性，以及避免阳光直射、高温、潮湿、粉尘等不利因素。 空间与布局： 合理安排变频器与其他设备的距离，方便维护。 电磁兼容性（EMC）： 讲解如何通过合理的布线和屏蔽措施，减少电磁干扰。 变频器接线详解： 主电路接线： 详细讲解进线（电源）、出线（电机）、制动单元（如有）、直流电抗器等接线规范。 控制电路接线： 介绍端子功能，如正转、反转、多段速、外部故障、模拟量输入/输出等。 接地规范： 强调变频器良好的接地对于安全和EMC至关重要。 屏蔽线的使用： 讲解控制信号线和编码器线的屏蔽处理。 首次调试流程与技巧： 通电前的检查： 详细列出通电前的各项检查清单，确保接线无误，绝缘良好。 基本参数设置： 介绍电机参数辨识、额定频率、额定电压、最高输出频率、启动方式、停止方式等关键参数的设置。 空载与带载调试： 分别进行空载和带载调试，观察变频器的运行状态，如输出电压、频率、电流、转速等。 PID调节参数整定： 针对闭环控制系统，详细讲解PID参数的整定方法，以达到快速、稳定的控制效果。 故障排除思路： 遇到报警和故障时，如何根据报警代码和现象进行初步判断和处理。 第四章：变频器的主流控制模式深入探讨 不同的控制模式赋予了变频器不同的性能特点，能够满足各种复杂的工业控制需求。本章将对当前主流的控制模式进行深入剖析。 V/f (电压/频率) 控制： 原理： 解释如何通过保持电压与频率之比恒定来实现电机调速。 优点： 结构简单，成本低，适用于对动态性能要求不高的场合。 缺点： 精度不高，动态响应慢，低速时转矩不足。 应用场景： 风机、水泵等恒转矩负载。 矢量控制（SVC - Sensorless Vector Control / FOC - Field Oriented Control）： 原理： 将电机的三相定子电流分解为磁场定向分量和转矩定向分量，独立控制，实现类似直流电机的控制效果。 传感器矢量控制（FOC）： 配合编码器，实现高精度、宽范围的调速，具有优异的动态响应和低速大转矩特性。 无传感器矢量控制（SVC）： 不依赖编码器，通过测量电机端电压和电流来估算电机的转速和磁通，在一定程度上可以实现矢量控制的优点，但精度和低速性能略有不足。 优点： 宽范围调速，高精度，优异的动态响应，低速大转矩。 缺点： 控制算法复杂，对硬件要求较高。 应用场景： 冶金、纺织、化工、印刷、机床等对精度和动态响应要求高的场合。 直接转矩控制（DTC - Direct Torque Control）： 原理： 直接控制电机的转矩和磁链，无需对电机模型进行精确辨识，控制速度快。 优点： 极快的动态响应，优异的低速转矩输出，无需编码器。 缺点： 输出电流谐波较大，控制精度相对矢量控制略低。 应用场景： 对动态响应要求极高，但对转矩精度要求不特别极致的场合，如起重机、卷取机等。 其他控制模式简介： 如多泵恒压供水控制、风机节能控制等。 第五章：变频器的常见应用领域与节能策略 变频器以其强大的功能，在国民经济的各个领域得到了广泛应用。本章将聚焦于变频器的典型应用，并深入探讨如何利用变频器实现节能降耗。 泵类负载的应用： 恒压供水系统： 通过PID控制，根据用水量自动调节泵的转速，实现恒定的供水压力，节约能源。 循环水泵节能： 根据实际流量需求调节泵速，避免“大马拉小车”。 风机类负载的应用： 通风系统节能： 根据室内外温差、CO2浓度等参数，自动调节风机转速，实现精准通风，大幅降低能耗。 排烟风机与送风机联动： 协调控制，保证最佳的空气流动效率。 冶金行业的应用： 轧机、提升机、输送带： 實現精確的速度控制和起停控制，提高生产效率和产品质量。 冷却风机、水泵： 節能運行，降低生產成本。 化工行业的应用： 搅拌器、泵、壓縮機： 精準的流量和壓力控制，確保工藝穩定。 離心機、過濾機： 變速運行，提高分離效率。 纺织、造纸、印刷行业的应用： 卷取机、送布机、染色機： 精準的速度同步和張力控制。 印刷機、包裝機： 高速、精準的定位和運行。 电梯、起重机械的应用： 平稳的启停和加减速： 提升乘坐体验和货物运输的安全性。 再生制动能量回收： 将下行时的势能转化为电能回馈电网，进一步节能。 变频器节能的核心原理： 详细阐述少转一圈，能耗却大大降低的奥秘（对于风机和水泵负载，转速与功耗的关系是立方关系）。 节能案例分析： 通过具体的工业场景，量化展示变频器带来的节能效果。 第六章：变频器的维护、故障诊断与排除 变频器作为精密电子设备，定期的维护和及时的故障排除对于延长其使用寿命，保证生产的连续性至关重要。 日常维护与检查： 清洁： 定期清理变频器散热器和风扇上的灰尘。 外观检查： 检查是否有异味、异响、异常发热等现象。 紧固件检查： 检查端子、螺丝等连接是否松动。 环境检查： 确保运行环境符合要求。 常见故障及原因分析： 过载报警： 分析负载过大、电机故障、参数设置不当等原因。 过压/欠压报警： 检查电网电压波动、滤波电容老化等。 过流报警： 分析启动电流过大、负载突变、电机短路等。 接地故障报警： 检查电机绝缘、接线问题。 散热不良报警： 检查风扇、散热片，以及安装环境。 外部故障报警： 检查外部控制信号。 故障诊断方法： 查看变频器显示屏的报警代码： 结合说明书进行解读。 分析运行波形： 利用示波器等工具。 测量关键参数： 如输入电压、输出电压、电流等。 替换法： 在条件允许的情况下，替换法是快速诊断故障的有效手段。 排除故障的通用步骤： 断电、排查、修复、测试、复位。 预防性维护的重要性： 强调预防胜于治疗的理念。 第七章：变频器的高级应用与发展趋势 随着技术的不断进步，变频器也在不断发展，涌现出更多智能化、集成化的应用。 多机联动与同步控制： 详解如何通过变频器实现多台电机之间的速度同步、位置同步等。 变频器在伺服系统中的应用： 介绍伺服驱动器与变频器的区别与联系，以及部分高性能变频器如何集成伺服控制功能。 变频器与PLC、HMI的集成应用： 构建完整的自动化控制系统。 物联网（IoT）与变频器： 探讨如何通过云平台对变频器进行远程监控、数据分析和故障预警。 人工智能（AI）在变频器中的应用前景： 如自适应控制、故障预测诊断等。 未来变频器发展趋势： 更高的效率、更小的体积、更强的集成度、更智能化的控制算法。 本书力求内容翔实，图文并茂，结合实际应用案例，使读者能够系统地掌握变频器的知识，从理论到实践，都能有所收获。无论您是初学者，还是希望深入了解变频器技术的工程师，本书都将是您宝贵的参考资料，助您在工业自动化的道路上行稳致远，创造更大的价值。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在电子电气领域有着数十年经验的老工程师，虽然接触过各种类型的电气设备，但对于变频器的发展和应用，一直保持着一种学习和探索的态度。我记得早些年，变频器的技术还相对保守，但近些年，随着技术的飞速进步，变频器的功能越来越强大，应用领域也越来越广泛，甚至出现了一些我之前从未接触过的概念和技术。所以，我希望这本《变频器应用教程》能为我提供一个全面的、更新的视角来审视变频器技术。我期待它能够深入剖析变频器在不同行业（如冶金、电力、石化、纺织等）的独特应用案例，并且提供一些关于变频器最新技术趋势的介绍，比如矢量控制、伺服控制的应用，以及它们与传统V/f控制的区别和优势。我特别感兴趣的是，书中是否会涉及到一些高级的控制策略，例如模糊逻辑控制、神经网络控制在变频器中的应用，以及如何利用变频器实现更精密的运动控制。同时，作为一个资深工程师，我也非常关注变频器的安全性和可靠性，希望书中能有关于变频器防爆、防腐蚀等特殊环境下的应用指南，以及一些关于变频器设计的最新标准和规范的解读。这本书的价值，对我来说，是更新我的知识体系，让我能够跟上技术发展的步伐，并且在解决一些复杂问题时，能够有更丰富的技术储备和更开阔的思路。

评分☆☆☆☆☆

作为一个初涉自动化控制领域的在校学生，我拿到这本《变频器应用教程》时，内心的激动是难以言表的。我对变频器这个概念一直很感兴趣，知道它在工业自动化中扮演着举足轻重的角色，但总感觉理论知识有些晦涩难懂，而且与实际应用之间好像隔着一层纱。这本书的出现，仿佛就是为我量身定做的。我希望它能从最基础的概念讲起，比如变频器的工作原理，它是如何通过改变频率来控制电机转速的，以及它和传统的调速方式有什么本质区别。我特别期待书中能有清晰的图示和动画讲解，帮助我理解那些抽象的物理过程。其次，我希望它能在变频器的选型上给予指导，比如在不同的负载、不同的功率需求下，应该如何选择合适的变频器型号，以及需要考虑哪些关键参数。学习过程中，我也很想知道如何进行基本的参数设置，例如如何设置启动电流、过载保护等，以及这些参数的调整对电机性能的影响。如果书中能提供一些简单的实验案例或者仿真场景，让我能够边学边练，那将是再好 উৎকৃষ্ট了。这本书的价值，对我来说，是打通我理论学习与未来实践之间的桥梁，让我能够更自信地面对变频器相关的课程和项目。

评分☆☆☆☆☆

这次拿到这本《变频器应用教程》，说实话，我最看重的是它在“应用”这两个字上的体现。我不是搞理论研究的，我是一名基层电气维修工，每天面对的都是形形色色的设备故障，变频器更是家常便饭。很多时候，教材上讲的那些原理，听起来高大上，但到了现场，面对一台型号不一、品牌各异的变频器，各种指示灯闪烁、报错代码层出不穷，就感觉无从下手。我最希望这本书能给我带来的是那种“一看就懂，一试就灵”的解决思路。比如，它能不能有针对性地梳理出常见变频器故障的类型，并且针对每一种故障，给出清晰的判断流程和维修步骤？是不是能包含一些图文并茂的讲解，比如拆解变频器内部的实际照片，或者清晰的接线图示，让我能直观地理解内部结构和连接方式？我更希望的是，它能提供一些实用的经验分享，例如在调试过程中，有哪些需要特别注意的地方，哪些参数的调整会直接影响设备的性能和寿命，以及一些“疑难杂症”的诊断技巧。我听说有些书会附带一些仿真软件或者演示视频，虽然这本书的书名里没有提到，但我还是抱有一丝期待，如果能有这些辅助资源，那学习效果肯定会事半功倍。总之，这本书的价值，对我而言，体现在它能否真正帮助我提高解决实际问题的能力，减少设备停机时间，提高工作效率。

评分☆☆☆☆☆

我是一名自动化项目的集成商，经常需要为客户设计和实施各种自动化解决方案。在这些方案中，变频器往往是必不可少的组成部分。因此，我对于变频器的选型、配置以及系统集成方面的知识有着持续且深刻的需求。这本书的出现，让我看到了一个深入了解变频器应用的新契机。我希望它能够不仅仅停留在对单一变频器功能的介绍，而是能够更侧重于如何将变频器有效地集成到整个自动化系统中。例如，书中是否会探讨变频器与其他控制设备（如PLC、HMI）的通信协议和集成方式？在复杂的多电机联动控制场景下，如何通过变频器实现精确同步和协同工作？我个人还比较关心变频器在能源管理和系统优化方面的应用，例如如何利用变频器实现电网的谐波治理，或者在分布式能源系统中，如何优化变频器的运行策略以最大化能源利用效率。此外，对于大型工业项目而言，变频器的可靠性和维护也是至关重要的问题，我希望书中能提供关于变频器长期运行的维护建议，以及一些常见的故障诊断和排除的最佳实践。这本书的价值，对我而言，体现在它能否帮助我提升项目的设计水平和集成能力，为客户提供更高效、更可靠的自动化解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于我这个在自动化领域摸爬滚打多年的技术人员来说，简直是及时雨！我一直在寻找一本能够系统性地梳理变频器核心原理，并且能够结合实际应用场景进行深入剖析的书籍。市面上虽然不乏介绍变频器技术的资料，但很多要么过于理论化，要么过于碎片化，真正能够将理论与实践无缝衔接的，确实少之又少。这本书的名字和出版社就让我眼前一亮，特别是“张燕宾著”这几个字，让我对内容的专业性和深度有了初步的信心。我一直觉得，好的技术书籍，不仅要讲清楚“是什么”，更要深入解释“为什么”，并且要给出“怎么做”。从这本书的书名来看，它似乎满足了我的这一期望，强调了“应用教程”，这预示着它不仅仅停留在概念层面，而是会涉及到实际操作和故障排除等关键环节。我非常期待它能在如何选择合适的变频器型号、如何进行参数设置以达到最佳控制效果、以及在面对不同负载类型（例如风机、水泵、卷绕机等）时，如何进行针对性配置等方面，提供详实指导。此外，我个人还非常关注变频器在节能方面的潜力，希望书中能有详细的论述和实例分析，帮助我们更好地理解和利用变频器的节能优势，从而在实际工作中实现成本的节约和效率的提升。总而言之，这本书在我看来，有潜力成为我工具箱里不可或缺的一部分，为我解决实际工作中遇到的各种变频器相关问题提供坚实的理论基础和操作指南。