正版新書--變頻器應用基礎 第2版 石鞦潔 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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石鞦潔 著

圖書標籤:

• 變頻器
• 電機控製
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• 機械工業齣版社
• 第二版
• 應用基礎
• 驅動技術
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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111402435

商品編碼：29489256922

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-08-01

基本信息

書名：變頻器應用基礎 第2版

定價：39.50元

作者：石鞦潔

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2017-08-01

ISBN：9787111402435

字數：395000

頁碼：256

版次：2

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

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內容提要

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本書主要內容包括：認識變頻器，變頻與變壓，變頻調速時電動機的機械特性，提高轉矩的方法，變頻器的各種頻率參數，變頻器的加速與減速，變頻器的控製端子及外接控製電路，變頻調速係統閉環控製，變頻器的安裝、調試及乾擾防範，變頻調速拖動係統的設計，風機、水泵類負載變頻調速應用實例，其他各類負載變頻調速應用實例，變頻器與其他設備的通信，高壓變頻及其應用，以及附錄。本書的特點是：將實驗、實操融入到各項目中，在實驗中提齣問題、驗證問題。本教材從實用、實操的角度分析講解，淡化理論，便於理解和接受。應用部分邀請變頻專傢編寫，內容既新穎實用，又避免瞭理論計算。

目錄

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前言
項目一認識變頻器1
任務一變頻的內涵1
一、變頻調速的原理1
二、變頻器的構成框圖3
任務二變頻器的主電路4
一、變頻器的分類4
二、交—直—交變頻器的主電路5
三、逆變原理7
四、變頻器中的半導體開關器件8
任務三變頻器操作實驗10
一、變頻器麵闆及工作模式介紹11
二、變頻器的麵闆操作及運行14
三、變頻器的外部運行、組閤運行16
任務四變頻器相關內容拓展17
一、變頻器的應用17
二、變頻器的外接主電路、各元器
件的作用及選擇18
三、實物變頻器的內部構成解析20
項目小結21
思考題21
項目二變頻與變壓23
任務一變頻與變壓概述23
一、異步電動機的平衡方程23
二、變頻也需變壓26
三、變頻變壓的實現方法27
任務二變頻器主電路參數的測量30
一、輸齣電壓的測量31
二、輸入電流的測量32
三、功率的測量33
項目小結33
思考題34
項目三變頻調速時電動機的機械
特性35
任務一異步電動機及各類負載的機械
特性35
一、異步電動機的機械特性35
二、 電動機的穩定運行36
三、異步電動機的起動和製動37
四、負載的機械特性37
任務二電動機變頻後的機械特性39
一、調頻、調壓比39
二、變頻後電動機的機械特性39
三、變頻後電動機的有效轉矩綫41
四、對額定頻率fN以下變頻調速特
性的修正42
五、變頻調速時理想有效轉矩綫的
特點43
項目小結45
思考題46
項目四提高轉矩的方法47
任務一V/F控製47
一、V/F控製的程度47
二、V/F控製功能的選擇48
三、轉矩補償時U/f值的驗證49
四、補償不當舉例50
任務二矢量控製50
一、直流電動機與異步電動機調速上
的差異51
二、矢量控製中的等效變換51
三、變頻器矢量控製的基本思想及反
饋53
四、V/F控製與矢量控製的區彆54
五、 使用矢量控製的要求54
任務三傳動機構的作用55
一、拖動係統的組成55
二、傳動機構的作用及係統參數摺算56
任務四基本頻率、電動機磁極對轉矩
的影響58
一、基本頻率對轉矩的影響58
二、不同磁極的電動機有效轉矩的差
彆59
三、轉矩提高的綜閤思考60
項目小結61
思考題62
項目五變頻器的各種頻率參數63
任務一各種頻率參數的意義及驗證63
一、各種頻率參數的意義63
二、常見頻率參數的功能驗證64
任務二多擋轉速頻率的控製和驗證65
一、多擋轉速頻率的控製65
二、多擋轉速運行驗證66
目錄變頻器應用基礎第２版三、多擋轉速的PLC控製驗證68
任務三程序控製69
一、程序控製概述69
二、程序運行方式驗證70
項目小結74
思考題74
項目六變頻器的加速與減速76
任務一加速及起動76
一、工頻起動與變頻起動76
二、 加速時間77
三、 加速模式79
任務二減速與停機80
一、減速時電動機工作在發電狀態80
二、減速時的泵升電壓81
三、製動電阻和製動單元的作用82
四、製動電阻的選擇82
任務三變頻器的保護功能83
一、過載和過電流保護83
二、電壓保護85
三、自動重閤閘85
項目小結86
思考題87
項目七變頻器的控製端子及外接
控製電路88
任務一變頻器的控製端子88
一、變頻器的輸入控製端子88
二、變頻器的輸齣控製端子94
任務二變頻器控製端子功能驗證97
一、監視器輸齣信號的應用驗證97
二、自鎖、加減速端子和封鎖輸齣的
應用驗證99
三、模擬量輸入端子的應用實驗100
四、實現電動機正反轉的幾種方法102
五、多功能端子的應用103
任務三變頻/工頻切換控製電路105
一、繼電器控製電路105
二、變頻器自帶的切換功能106
項目小結108
思考題109
項目八變頻調速係統閉環控製111
任務一PID控製的基本知識111
一、閉環控製111
二、PID調節112
三、傳感器接綫及目標值的設置
方式115
任務二PID閉環調節實驗117
一、反饋值取自電位器時的操作117
二、有實驗設備時的操作118
項目小結120
思考題121
項目九變頻器的安裝、調試及乾擾
防範122
任務一變頻器的安裝及布綫122
一、變頻器的設置環境122
二、變頻器的安裝123
三、變頻器的布綫124
任務二變頻器的功率因數和改善措施126
一、變頻器輸入電流中的高次諧波126
二、高次諧波對功率因數的影響127
任務三變頻器的抗乾擾措施128
一、外界對變頻器的乾擾129
二、變頻器對周邊設備的乾擾和對策129
任務四變頻調速係統的調試及常見
故障132
一、變頻調速係統的調試132
二、變頻調速係統故障原因分析133
項目小結134
思考題135
項目十變頻調速拖動係統的設計136
任務一變頻調速係統設計的基本知識136
一、變頻調速係統設計的基本要求136
二、變頻調速係統中電動機的有效轉
矩綫和有效功率綫138
任務二恒轉矩負載變頻調速係統的
設計139
一、恒轉矩負載的基本特點139
二、係統設計的主要問題140
三、電動機和變頻器的選擇143
任務三恒功率負載變頻調速係統的
設計144
一、恒功率負載的基本特點144
二、係統設計的主要問題145
三、電動機和變頻器的選擇148
任務四二次方律負載變頻調速係統的
設計149
一、二次方律負載的基本特點149
二、係統設計的主要問題149
三、電動機與變頻器的選擇150
項目小結151
思考題152
項目十一風機、水泵類負

作者介紹

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文摘

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序言

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電器設備的節能控製藝術：深入解析變頻器技術與應用 在這個日新月異的工業時代，能源的有效利用和生産效率的提升是企業可持續發展的關鍵。而變頻器，作為現代電器設備中不可或缺的核心部件，正以其卓越的調速控製能力，深刻地改變著製造業、交通運輸、水利工程乃至日常生活的方方麵麵。它不僅僅是一個簡單的“開關”，更是一種精妙的“藝術傢”，能夠根據實際需求，精確地調節電機的轉速，從而實現節能、降噪、平穩啓停等多重效益。 本書並非直接介紹某一本特定書籍的內容，而是旨在嚮您全麵、深入地呈現變頻器技術的核心原理、廣泛應用以及實際操作中的關鍵知識。我們將帶領您走進一個充滿電能變換與控製的奇妙世界，讓您深刻理解變頻器如何成為驅動現代化工業進程的強大引擎。 第一章：認識變頻器——電器控製的革命性技術 在開始深入探討變頻器的奧秘之前，我們有必要先對其有一個清晰而全麵的認識。變頻器，顧名思義，是一種能夠改變交流電頻率的電力電子裝置。傳統的三相異步電動機，其轉速與電源的頻率和極數直接相關。一旦固定瞭電源頻率（例如中國的50Hz），電機的轉速也就基本固定瞭，難以適應各種工況下對轉速變化的實時需求。而變頻器的齣現，徹底打破瞭這一僵局。 它通過一係列復雜的電力電子器件（如整流器、直流環節、逆變器等）將輸入的固定頻率、固定電壓的交流電，轉化為頻率和電壓均可調的交流電，再輸送給電機。這樣一來，我們就可以根據負載的實際要求，靈活地調整電機的運行速度，從而實現精準控製。 在本章，我們將著重介紹變頻器的基本構成，包括： 整流單元： 將輸入的交流電轉換為直流電。常見的有二極管整流橋和晶閘管（可控整流）等。 濾波環節： 消除整流後直流電中的紋波，使其更加平滑，為後續逆變提供穩定的直流電源。 逆變單元： 將直流電重新轉換為頻率、電壓均可調的交流電。IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）和MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）是目前最主流的功率器件。 控製單元： 變頻器的“大腦”，負責接收外部控製信號（如頻率指令、啓停信號等），並根據預設的控製算法，輸齣控製信號給逆變單元，實現對電機轉速的精準調節。 我們將還會探討不同類型的變頻器，例如 V/f 控製、矢量控製（磁場定嚮控製）等，並初步闡述它們的工作原理和各自的優勢，為後續更深入的理解打下基礎。 第二章：變頻器的工作原理——從電能轉換到精準調速 理解瞭變頻器的基本構成，下一步就是深入剖析其精妙的工作原理。變頻器之所以能夠實現對電機轉速的精確控製，其核心在於對輸齣電壓和頻率的動態調整。 V/f 控製（恒壓頻比控製）： 這是最基礎也是最普遍的變頻器控製方式。它遵循一個簡單的原則：在一定範圍內，保持輸齣電壓與輸齣頻率的比例恒定。這樣做的目的是為瞭保證電機在不同轉速下，其産生的電磁轉矩的大小基本保持不變，從而避免電機齣現過載或脫磁等現象。我們將詳細講解 V/f 控製的數學模型，以及它在各種應用中的適用性，並分析其可能存在的不足之處，例如在低速運行時轉矩不足的問題。 矢量控製（磁場定嚮控製）： 隨著對電機控製精度要求的不斷提高，矢量控製應運而生。與 V/f 控製不同，矢量控製將電機的定子電流分解為兩個相互垂直的分量：磁場分量（勵磁電流）和轉矩分量（轉矩電流）。通過獨立地控製這兩個分量，可以精確地控製電機的磁場強度和輸齣轉矩，從而實現比 V/f 控製更優越的轉速響應和動態性能。我們將深入探討矢量控製的原理，包括坐標變換、磁場觀測器等關鍵技術，並解析其在要求嚴苛的應用場景下的強大優勢。 其他先進控製技術： 除瞭 V/f 控製和矢量控製，現代變頻器還集成瞭更多先進的控製算法，如直接轉矩控製（DTC）、無傳感器矢量控製等。我們將對這些技術進行概覽性的介紹，讓您對變頻器技術的發展趨勢有一個初步的瞭解。 第三章：變頻器的核心功能與優勢——節能、高效、智能化 變頻器的價值體現在其強大的功能和由此帶來的諸多顯著優勢。理解這些優勢，有助於我們更好地認識變頻器在工業升級中的重要地位。 節能降耗： 這是變頻器最顯著的優勢之一。通過根據負載需求調節電機轉速，變頻器可以避免電機在“大馬拉小車”的狀態下運行，從而大幅降低能源消耗。例如，在風機、水泵等離心式負載中，轉速降低一半，其消耗的功率可降低到原來的1/8。我們將通過實際算例，量化分析變頻器在不同應用場景下的節能效果。 改善工藝與提升産品質量： 許多生産過程需要精確的轉速控製來保證産品質量。變頻器能夠實現平穩的加減速，避免瞭傳統直接啓停帶來的衝擊，減少瞭對機械設備的磨損，並能保證生産過程的連續性和穩定性。例如，在紡織、造紙、印刷等行業，精確的轉速同步控製至關重要。 軟啓動與軟停止： 傳統電機直接啓動時，會産生巨大的啓動電流（通常是額定電流的5-7倍），對電網和電機本身都會造成衝擊，並可能引發電壓驟降。變頻器的軟啓動功能，可以將啓動電流控製在較低的範圍內（例如額定電流的1-2倍），同時平緩地提升轉速，有效保護電機和電網。同樣，軟停止功能也能避免負載慣性帶來的衝擊。 提高設備使用壽命： 變頻器的平穩啓停和精確的速度控製，減少瞭對電機和機械傳動部件的機械衝擊和磨損，從而延長瞭設備的使用壽命。 智能化與自動化： 現代變頻器集成瞭豐富的通訊接口和控製邏輯，可以方便地接入自動化控製係統（如PLC、DCS等），實現遠程監控、故障診斷、參數設置等智能化功能，大大提高瞭生産管理的效率和靈活性。 第四章：變頻器的應用領域——無處不在的驅動力 變頻器的應用範圍極其廣泛，幾乎滲透到所有需要電機驅動的行業。在本章，我們將精選一些典型的應用場景，進行詳細的介紹和分析。 工業製造： 通用機械： 如輸送帶、起重機、攪拌設備、壓縮機等，實現節能和工藝優化。 冶金行業： 軋鋼機、煉鋼爐等，實現大功率電機的精確調速和工藝控製。 化工行業： 泵、風機、攪拌器等，實現精確的流量和壓力控製，並保證生産安全。 紡織行業： 紡紗機、織布機等，實現高速、高精度的轉速同步控製，提高産品質量。 造紙行業： 捲紙機、切紙機等，實現紙張張力和速度的精確控製。 能源與動力： 水泵與風機： 在供水、供暖、通風係統中的廣泛應用，實現按需供水/供氣，大幅節能。 電力係統： 輔助設備驅動，如鍋爐給水泵、引風機等。 交通運輸： 電動汽車： 變頻器是電動汽車驅動電機控製的核心。 軌道交通： 如電力機車、地鐵列車的牽引電機控製。 建築與樓宇： 電梯： 實現平穩、舒適的乘坐體驗，並優化能源利用。 中央空調係統： 調節風機和水泵的轉速，精確控製室內溫度和濕度，實現節能。 其他領域： 還可以涉及石油、礦山、橡塑、包裝、印刷等諸多行業。 第五章：變頻器的選型與安裝——為您的設備量身定製 選擇一颱閤適的變頻器，是確保其正常運行和發揮最佳性能的關鍵。本章將為您提供實用的選型指導。 確定電機參數： 首先需要瞭解被驅動電機的額定功率、額定電壓、額定電流、額定轉速、極數等關鍵參數。 分析負載特性： 不同的負載有不同的特性。例如，是恒轉矩負載（如輸送帶）、平方反比轉矩負載（如風機、水泵）還是恒功率負載。這將影響變頻器的容量選擇和控製方式。 考慮工作環境： 工作溫度、濕度、海拔高度、是否有腐蝕性氣體或粉塵等，都會影響變頻器的選擇和防護等級。 確定控製要求： 需要實現的功能，例如簡單的啓停控製，還是需要更復雜的PID閉環控製、多段速控製、同步控製等。 考慮經濟性與可靠性： 在滿足功能要求的前提下，權衡不同品牌和型號的性價比。 在安裝方麵，我們將強調以下幾點： 安裝位置： 應選擇通風良好、乾燥、無灰塵、遠離強電磁乾擾的場所。 接綫規範： 嚴格按照變頻器說明書的要求進行接綫，注意區分電源側、電機側、控製側等。 接地保護： 必須做好可靠的接地，以保證人身安全和設備穩定運行。 散熱考慮： 確保變頻器有足夠的散熱空間，必要時需要安裝風扇或空調。 第六章：變頻器的調試與維護——保障穩定運行的基石 變頻器安裝完成後，需要進行細緻的調試，並定期進行維護，纔能確保其長期穩定可靠地運行。 參數設置： 變頻器擁有大量的可設置參數，例如電機參數、V/f 麯綫參數、PID參數、保護參數等。我們將講解如何根據實際應用場景，閤理設置這些參數。 功能測試： 完成參數設置後，需要進行各種功能的測試，包括啓停功能、速度調節功能、正反轉功能、故障報警功能等。 定期檢查： 定期檢查變頻器的運行指示燈、風扇運轉情況、接綫是否鬆動、外殼是否清潔等。 故障排除： 變頻器在運行過程中可能會齣現各種故障報警。我們將提供一些常見的故障現象及分析方法，幫助用戶快速定位和解決問題。 維護保養： 根據變頻器使用環境和運行時間，進行必要的清潔、緊固、部件更換等維護保養工作。 結語： 變頻器技術的發展與應用，正在深刻地推動著工業的智能化、自動化和綠色化進程。掌握變頻器的基本原理、應用方法和維護技巧，對於提高生産效率、降低運行成本、保障設備安全具有至關重要的意義。本書旨在為您提供一個全麵而深入的知識框架，幫助您更好地理解和應用這一強大的驅動技術。希望通過本次詳盡的闡述，您能夠對變頻器有一個更加深刻和全麵的認識，並將其巧妙地應用於您的實際工作中，實現能源的優化利用和生産效率的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

如果說一本好書的價值在於它能激發齣讀者的探索欲，那麼這本書無疑是成功的。它在介紹完“是什麼”和“怎麼做”之後，還會巧妙地留下一些“為什麼”和“未來會怎樣”的懸念和思考空間。我讀完關於某一特定控製模式的章節後，總是忍不住會去思考其背後的物理限製、軟件實現的效率瓶頸，甚至是對下一代硬件平颱可能帶來的性能提升的展望。作者的高明之處在於，他沒有把所有答案都喂給你，而是搭建瞭一個堅實的知識框架，然後鼓勵讀者在這個框架上去自主搭建屬於自己的知識大廈。這種引導式的教學方法，對於培養具有獨立思考能力的工程師至關重要。在完成瞭全書的學習後，我感覺自己不僅僅是學會瞭一套操作流程，更重要的是，我對整個變頻器係統的內在邏輯和設計哲學有瞭更深層次的領悟。這本書絕對不僅僅是一本“工具書”，它更像是一張通往更高階技術殿堂的入場券。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，用一個詞來形容就是“精確到位的樸實”。沒有華麗辭藻的堆砌，每一個句子都像是經過瞭反復的打磨和推敲，直奔主題，高效溝通。我尤其喜歡它在術語定義上的嚴謹態度。在信息爆炸的時代，很多基礎概念的標準定義都在不斷被稀釋和模糊，而這本書則像一座燈塔，為我們重新錨定瞭這些關鍵的技術詞匯的準確含義。當我需要嚮團隊裏的新人解釋某個概念時，我發現直接引用書中的定義和解釋，效果總是齣奇地好，因為它既權威又易於理解。此外，排版上的布局也體現瞭一種匠心。頁邊距的留白處理得非常舒服，使得長時間閱讀眼睛不易疲勞。更重要的是，重要公式、注意事項，甚至是作者的“經驗之談”，都采用瞭不同的字體或加粗來突齣顯示，使得信息層級非常清晰，需要快速檢索特定信息時，效率極高。這種對閱讀體驗的尊重，也間接提升瞭學習的效率和持久性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀真是讓人眼前一亮，厚實又不失質感，翻開扉頁就能感受到齣版社在細節上的用心。我個人對這種偏嚮實用技術類的書籍有一種莫名的偏愛，尤其是封麵設計得如此專業、沉穩，更激發瞭我深入研讀的興趣。初翻閱目錄時，那種清晰的邏輯結構就讓我對後續的學習充滿信心。它不像一些技術書籍那樣晦澀難懂，而是非常注重條理性和層次感。比如，它對一些基礎概念的闡述，即便是初學者也能快速捕捉到核心要點，作者顯然花瞭很多心思去揣摩讀者的認知麯綫。再者，書中的插圖和圖錶繪製得非常精美，綫條流暢，標注清晰，這在理解復雜的工作原理時起到瞭至關重要的作用。我常常發現，有些文字描述起來費勁的概念，通過一張精心設計的圖示，就能豁然開朗。這種圖文並茂的處理方式，極大地提升瞭閱讀體驗，也節省瞭我查閱其他資料的時間。整本書散發著一種嚴謹而又不失親和力的學術氣息，讓人感覺這本書不僅是工具書，更像是一位經驗豐富的前輩在身邊耐心指導。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我買技術書籍嚮來比較謹慎，因為市麵上很多號稱“基礎”的書，實際內容往往跳躍性太大，或者過於偏重理論而忽略瞭實際操作中的疑難雜癥。然而，這本書給我的感覺完全不同。它的深度恰到好處，既沒有陷入深奧的數學公式泥潭，也沒有停留在淺嘗輒止的錶麵介紹。我特彆欣賞它在“應用”這一塊的著墨。書中穿插瞭大量的實際案例分析，這些案例看起來都是從真實的工業現場提煉齣來的，充滿瞭煙火氣。比如，在講解某個特定故障排除流程時，作者不僅給齣瞭標準答案，還探討瞭在不同負載或環境乾擾下，可能齣現的變體情況及應對策略。這種預判性和全麵性，對於我們這些需要將理論快速轉化為生産力的工程技術人員來說，簡直是福音。每一次讀到這些實戰經驗的分享，我都能感覺到自己的技術視野被拓寬瞭一圈，不再局限於書本上的理想模型，而是開始思考如何在“不完美”的現實世界中實現最優控製。這本書真正做到瞭理論指導實踐，實踐反哺理論的良性循環。

評分☆☆☆☆☆

對於一本涉及“第二版”迭代更新的技術書籍來說，最關鍵的考驗在於其內容的更新速度能否跟上行業技術的飛速發展。從我的閱讀感受來看，這次的修訂工作做得非常齣色，幾乎涵蓋瞭近幾年行業內比較熱門的一些技術趨勢和標準變化。例如，在關於新型控製算法的介紹部分，能夠看齣作者明顯加入瞭對最新的數字化、智能化趨勢的考量，使得這本書的生命力得到瞭極大的延續。這錶明作者和齣版社並非隻是簡單地修補上一版的錯誤，而是進行瞭係統性的重構和升級。很多老版本中處理得比較籠統的地方，在新版中都被細化和量化瞭，特彆是那些關於能效優化和電磁兼容性的章節，內容紮實，具有很強的實操指導價值。我記得上次換代産品時，很多工程師都在為尋找可靠的參考資料而頭疼，這本書的齣現，無疑為行業內的技術人員提供瞭一個穩定而可靠的知識源泉，避免瞭我們因為信息滯後而做齣錯誤的工程決策。