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付兰芳，张宪 著

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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122116000

商品编码：29691059935

包装：平装

出版时间：2011-10-01

基本信息

书名:变频技术

：29.00元

售价：19.7元,便宜9.3元,折扣67

作者:付兰芳,张宪

出版社：化学工业出版社

出版日期：2011-10-01

ISBN：9787122116000

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.295kg

编辑推荐

内容提要

　　《变频技术》内容包括变频调速技术基础、变频技术基础电路、脉宽调制（PnH）技术、变频器的构成与选定、变频器的控制方式、通用变频器、专用变频器、变频器的应用、变频器与电磁干扰等。通过《变频技术》的学习，读者可较全面地掌握变频技术的基本理论和基本分析方法，并了解变频器的特性和应用。

　　《变频技术》可供广大工程技术人员、电气技师和维修电工使用，也可作为大、院校相关专业的教材使用。

目录

第1章 变频调速技术基础
　1.1 电动机的调速
　　1.1.1 三相异步电动机
　　1.1.2 异步电动机的调速
　1.2 常用电力电子器件
　　1.2.1 晶闸管
　　1.2.2 门极可关断晶闸管
　　1.2.3 双极型功率晶体管（GTR）
　　1.2.4 电力场效应晶体管
　　1.2.5 绝缘门极双极型晶体管
　　1.2.6 新型电力电子器件
第2章 变频技术基础电路
　2.1 整流电路
　　2.1.1 单相整流电路
　　2.1.2 单相桥式整流电路
　　2.1.3 三相整流电路
　2.2 斩波电路
　　2.2.1 基本斩波电路
　　2.2.2 复合斩波电路和多相多重斩波电路
　2.3 逆变电路
　　2.3.1 逆变电路的工作原理和分类
　　2.3.2 电压型逆变电路
　　2.3.3 电流型逆变电路
　　2.3.4 复合型逆变电路
第3章 脉宽调制（PWM）技术
　3.1 PWM技术的基本原理
　　3.1.1 PWM技术的基本原理
　　3.1.2 正弦波脉宽调制（SPWM）
　3.2 SPWM的实现
　　3.2.1 调制法
　　3.2.2 规则采样法
　3.3 SPWM逆变器及其控制
　　3.3.1 SPWM逆变器及其控制模式
　　3.3.2 PWM跟踪控制法
　　3.3.3 PWM专用芯片与微处理器
　3.4 空间电压矢量SVPWM
第4章 变频器的构成与选定
　4.1 变频器的分类
　4.2 变频器的主电路
　　4.2.1 交-直-交变频器
　　4.2.2 交-交变频器
　4.3 变频器控制电路
　　4.3.1 变频器的主控电路
　　4.3.2 变频器的驱动、检测和保护电路
　　4.3.3 操作面板、电源及外部端子
　4.4 变频器的选定
　　4.4.1 变频器型号的选择
　　4.4.2 变频器容量的选择
　4.5 变频器的外围设备的选用
第5章 变频器的控制方式
　5.1 压频V/F控制
　　5.1.1 V/F控制的基本原理
　　5.1.2 恒转矩调速和恒功率调速
　　5.1.3 变压变频实现方式
　　5.1.4 数字控制V/F变压变频调速系统
　5.2 转差频率SF控制
　　5.2.1 转差频率控制的基本原理
　　5.2.2 转差频率控制的变压变频调速系统
　5.3 矢量（VC）控制
　　5.3.1 矢量控制的原理和应用范围
　　5.3.2 基于转差频率控制的矢量控制方式
　　5.3.3 无速度传感器的矢量控制方式
　　5.3.4 矢量控制的特点
　5.4 直接转矩控制
　　5.4.1 直接转矩控制系统的原理和特点
　　5.4.2 直接转矩控制变频调速系统
　　5.4.3 控制方式的比较
第6章 通用变频器
　6.1 通用变频器的标准规格指标
　　6.1.1 通用变频器的型号及公共技术规范
　　6.1.2 额定输入、输出参数
　　6.1.3 通用变频器控制特性
　　6.1.4 通用变频器转矩控制参数
　　6.1.5 运行参数
　　6.1.6 显示功能参数
　　6.1.7 通用变频器的制动转矩、防护及保护
　6.2 通用变频器端子功能及接线
　　6.2.1 总接线图
　　6.2.2 变频器主电路端子
　　6.2.3 变频器控制电路的端子
　6.3 常见通用变频器简介
　　6.3.1 西门子通用变频器
　　6.3.2 ABB通用变频器
　　6.3.3 台安通用变频器
　　6.3.4 富士通用变频器
第7章 专用变频器
　7.1 电梯专用变频器
　　7.1.1 电梯拖动系统的基本构成和工作过程
　　7.1.2 电梯变频调速电路
　　7.1.3 富士FRENICLIFT电梯专用变频器
　7.2 变频空调专用变频器
　　7.2.1 变频空调的特点
　　7.2.2 家用变频空调结构与控制原理
　　7.2.3 变频空调专用功率模块
　7.3 水泵专用变频器
　　7.3.1 泵类负载的特性
　　7.3.2 泵类专用变频器选择要点
　　7.3.3 泵专用（二次方递减转矩负载用）变频器富士FRENICVP系列
　　7.3.4 变频恒压供水
　7.4 注塑机专用变频器
　　7.4.1 注塑机工作原理
　　7.4.2 注塑机变频器控制应用特点及效果
　　7.4.3 注塑机专用变频器SB61Z
第8章 变频器的应用
　8.1 变频器在起重机械中的应用
　　8.1.1 桥式起重机械
　　8.1.2 变频器在起重设备中的应用
　　8.1.3 变频器在起重机中的应用实例分析
　8.2 变频器在风机控制中的应用
　　8.2.1 风机负载的机械特性
　　8.2.2 变频器的设置
　　8.2.3 风机变频调速系统电路组成
第9章 变频器与电磁干扰
　9.1 电磁干扰源
　　9.1.1 变频器主要电磁干扰的类型
　　9.1.2 谐波和电磁辐射的主要危害
　9.2 电磁干扰的途径与传导干扰的机理
　　9.2.1 电磁干扰的途径
　　9.2.2 PWM变频器的传导干扰机理
　9.3 变频器的抗干扰措施
　　9.3.1 抑制干扰源
　　9.3.2 切断干扰途径
　　9.3.3 保护敏感电路
主要参考文献

作者介绍

文摘

序言

变频技术 概述 《变频技术》一书深入探讨了电力电子技术领域的核心内容——变频技术。本书旨在为读者提供一个全面、系统且深入的理论基础和实践指导，涵盖了变频器的工作原理、分类、控制策略、典型应用以及最新的发展趋势。从基础的电力电子器件到复杂的控制算法，再到实际工程中的疑难杂症，本书都进行了细致的讲解，力求让读者能够透彻理解变频技术的精髓，并将其应用于实际工作中。 第一部分：变频技术基础 本部分将从最基础的概念出发，为读者建立起对变频技术的宏观认识。 电力电子器件基础 二极管与晶闸管：详细介绍二极管和晶闸管的基本工作原理、特性参数、触发方式以及在电力电子电路中的基本应用。重点讲解不同类型二极管（如整流二极管、快恢复二极管、肖特基二极管）和晶闸管（如普通晶闸管、双向晶闸管、门极可关断晶闸管 GTO）的结构、导通和关断条件、损耗特性等。 功率晶体管：深入剖析功率MOSFET、IGBT、BJT等功率晶体管的结构、工作原理、驱动电路设计、开关特性、损耗分析以及选择要点。特别强调IGBT在现代变频器中的重要地位，并对比其与MOSFET和BJT的优劣。 电力电子器件的保护：讲解如何对电力电子器件进行过电压、过电流、过热等保护，包括缓冲电路、续流二极管、过流保护电路、散热设计等。 整流与滤波电路 不可控整流：介绍单相和三相不可控整流电路的工作原理、输出电压电流波形、纹波系数以及适用范围。 可控整流：详细讲解可控整流电路（如单相和三相全控桥）的工作原理、触发控制、输出电压电流特性、功率因数以及在变频器中的作用。 滤波电路：阐述滤波电路（如电感滤波、电容滤波、LC滤波、有源滤波）的设计原则、参数选择以及对输出波形的影响。重点分析不同滤波器对降低纹波、提高输出电压质量的作用。 逆变电路基础 SPWM（空间矢量脉宽调制）：详细介绍SPWM的原理，包括载波信号、三角波、空间矢量概念、扇区划分、矢量合成以及如何生成PWM信号。重点分析不同SPWM策略（如标准SPWM、改进SPWM）的优缺点。 SVM（空间矢量调制）：深入讲解SVM的原理，包括电压空间矢量、基本矢量、零矢量、合成矢量以及如何通过矢量组合实现任意输出电压。对比SVM与SPWM的差异，强调SVM在三相逆变器中的优势。 逆变电路的拓扑结构：介绍常见的逆变电路拓扑，如单相桥式逆变器、三相桥式逆变器、多电平逆变器（如NPC、MMC）等，分析其工作原理、优缺点及应用场景。 第二部分：变频器核心技术 本部分将聚焦变频器的核心技术，深入剖析其实现原理和控制策略。 变频器的基本结构与工作原理 主电路：详细解析变频器的主电路组成，包括整流单元、直流中间环节（储能电容/电感）、逆变单元。分析各单元的功能和相互配合。 控制电路：介绍控制电路的功能，包括微处理器、信号处理单元、驱动单元、保护单元等。阐述控制电路如何接收指令、处理信号、生成PWM波并驱动功率器件。 变频器的分类：根据不同的分类标准，如电源类型（电压源型 VSI、电流源型 CSI）、控制方式（V/f控制、矢量控制、直接转矩控制 DTC）、应用领域等，对变频器进行详细分类和介绍。 控制策略详解 V/f（压频）控制：阐述V/f控制的基本原理，即通过保持电压与频率的比例恒定来控制电机的输出转矩。分析其适用范围、优缺点以及在简单应用中的有效性。 矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）： 基本原理：深入讲解矢量控制的核心思想，即将三相交流电机的定子电流矢量解耦，转化为直流分量的磁场电流和转矩电流，从而实现对电机磁场和转矩的独立控制。 坐标变换：详细介绍Clarke变换、Park变换等坐标变换的数学原理，以及如何从三相静止坐标系（abc）变换到两相静止坐标系（αβ）再到两相同步旋转坐标系（dq）。 控制结构：解析矢量控制的闭环控制结构，包括速度环、电流环，以及PI调节器的设计与整定。 滑模控制：介绍滑模控制在矢量控制中的应用，以及其提高系统动态响应和鲁棒性的优势。 传感器反馈：讨论无速度传感器的矢量控制（Sensorless Vector Control）技术，以及其通过模型反推或观测器估计转速的方法。 直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）： 原理：阐述DTC的直接控制思想，即直接根据电机的磁链和转矩误差，选择合适的逆变器开关模式，从而直接控制电机的磁链幅值和转矩。 转矩和磁链估计：讲解如何从电机电压和电流估算电机的磁链和转矩。 滞环比较器：分析滞环比较器在DTC中的作用，以及如何通过调整滞环带宽来平衡动态性能和开关损耗。 开关模式选择：介绍DTC的开关模式表，以及不同模式下逆变器输出电压矢量对电机转矩和磁链的影响。 优势与劣势：对比DTC与矢量控制的优缺点，强调DTC的快速动态响应和结构简单的特点。 变频器的保护与可靠性 过电压、欠电压保护：分析变频器直流母线过压和欠压的原因及保护措施。 过电流保护：讲解变频器内部过电流、电机过载、短路等电流保护机制。 过热保护：阐述变频器内部各部件（如IGBT、散热器）的温度监测与过热保护。 接地保护：分析变频器的接地要求以及接地故障的检测与保护。 其他保护功能：如堵转保护、失速保护、外部故障输入等。 可靠性设计：讨论变频器在元器件选择、散热设计、电磁兼容（EMC）等方面的可靠性设计考虑。 第三部分：变频器的应用与发展 本部分将从实际应用场景出发，探讨变频器的广泛应用以及未来的发展方向。 变频器在各行业的典型应用 工业自动化： 电机调速：详细介绍变频器在风机、水泵、空压机、输送带、起重机等设备上的调速应用，分析其节能效果和性能提升。 位置控制与精密运动：讲解变频器在伺服系统、数控机床、自动化生产线中的应用，以及如何通过闭环控制实现高精度定位和运动控制。 交通运输： 电动汽车与混合动力汽车：介绍变频器在电动车驱动系统中的关键作用，包括电机控制、能量回收等。 轨道交通：分析变频器在地铁、高铁等轨道交通车辆上的牵引与制动应用。 新能源领域： 风力发电：讲解变频器在风力发电机组中的应用，如何将风能转化为电能并网。 太阳能发电：介绍光伏逆变器的工作原理，以及如何将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电。 楼宇自动化： 电梯控制：分析变频器在电梯曳引机控制中的应用，如何实现平稳起停、节能运行。 HVAC系统：讲解变频器在中央空调、新风系统等中的应用，如何根据负荷变化进行精确控制。 变频器的先进技术与发展趋势 新型电力电子器件：介绍SiC（碳化硅）、GaN（氮化镓）等宽禁带半导体器件在变频器中的应用前景，以及其高耐压、高频率、低损耗的优势。 多电平技术：深入探讨多电平逆变器（如NPC、MMC）在提高电压等级、降低谐波、提高输出波形质量方面的优势，以及其在高压大功率变频器中的应用。 智能化与网络化： 故障诊断与预测性维护：介绍利用大数据、人工智能等技术对变频器进行智能故障诊断和预测性维护。 通信接口与远程监控：阐述变频器通信接口（如Modbus、Profinet）的应用，以及如何实现远程监控和参数设置。 集成化与模块化设计：分析变频器集成化、模块化设计的趋势，如何提高产品性能、降低成本和方便维护。 能量回馈与能量管理：介绍变频器的能量回馈功能，如何将电机负载侧产生的能量回馈给电网，实现节能。并探讨变频器在整体能源管理系统中的作用。 高频化与小型化：分析变频器向高频化、小型化发展的趋势，以及如何通过优化设计和新材料实现这一目标。 结论 《变频技术》一书通过系统而深入的讲解，为读者提供了理解和掌握变频技术的完整知识体系。从基础的电力电子器件到复杂的控制算法，再到前沿的应用技术和发展趋势，本书都进行了详尽的阐述。本书适合于电气工程、自动化、电力电子等相关专业的学生、研究人员，以及从事变频器设计、应用、维护的工程师，是他们了解和掌握变频技术不可多得的参考资料。通过阅读本书，读者将能够深刻理解变频器的工作原理，掌握各种控制策略的精髓，并能够将其有效应用于实际工程中，为工业自动化、能源效率提升以及可持续发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源和作者的匠心独运，让我的学习体验达到了一个全新的高度。我本来以为这只是一本纸质书籍，但在书的扉页和后记中，我惊喜地发现作者提供了一个在线的代码库链接，里面包含了书中涉及到的部分关键算法（如SVPWM的查找表和FOC的PI控制器参数整定实例）的MATLAB/Simulink模型和C语言伪代码。这种“知行合一”的教学方式，对于我们这些需要快速将理论转化为可运行代码的专业人士来说，简直是雪中送炭。我下载了其中的一个基于STM32平台的简单方波驱动示例，虽然我还没有时间完全移植到我的目标硬件上，但仅仅是浏览那些结构清晰的函数模块和注释，我就已经能感受到作者在构建这个教学体系时所付出的巨大心力。更令人称道的是，书中几乎没有出现任何排印上的错误，页边距的留白恰到好处，使得阅读时眼睛非常舒适，长时间阅读也不会感到疲劳，这从侧面反映出出版社对这本专业书籍质量控制的严格标准。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计初见便抓住了我的眼球，那是一种沉稳而又不失现代感的蓝灰色调，配上清晰有力的字体，让人立刻联想到精密和专业。我是在一个技术论坛上偶然看到有人推荐这本书的，当时我正在为我手头的一个老旧电机控制项目寻找更优化的解决方案，对传统工频驱动的效率瓶颈感到十分困扰。翻开第一页，作者的序言就如同老友般的坦诚，没有故作高深的术语堆砌，而是直指当前工业界在能耗和控制精度上面临的痛点，让人瞬间产生强烈的阅读欲望。这本书的结构安排得极为巧妙，它没有急于抛出复杂的数学模型，而是先从电机的工作原理和能源效率的基础概念入手，仿佛在为读者铺设一条坚实的知识地基。我特别欣赏作者在介绍基本概念时所用的那些形象的比喻，比如将变频器的脉冲宽度调制（PWM）类比成精确控制水流大小的水龙头，一下子就将原本抽象的电子工程概念具象化了。我花了一个下午的时间研读了前三章，已经对异步电机驱动的基本拓扑结构有了比以往更清晰的认识，这本书的讲解深度和广度都拿捏得恰到好处，绝非那种浮于表面的科普读物，但又避免了纯理论教材的枯燥。

评分☆☆☆☆☆

我是一个习惯从“故障排除”的角度来学习新技术的工程师，所以对于任何技术书籍中“异常处理”和“鲁棒性设计”的讨论都抱有极大的期待。这本书在介绍完理想状态下的变频器控制后，紧接着就进入了一个非常实用的篇章，详细剖析了过压、欠压、电流限制失效以及如何应对电网谐波干扰等实际工况下的对策。作者在这里展现出的不仅仅是理论家的严谨，更是现场工程师的智慧。他用非常口语化但又不失专业性的语言描述了如何通过软件算法来抑制开关器件的dv/dt应力，以及如何设计更稳健的死区时间补偿策略以减少低速运行时输出波形的畸变。其中关于IGBT驱动电路的保护机制那一节，提供了几个不同厂商的实际应用案例的电路截图和参数设置建议，这比任何纯理论的讲解都要来得实在有效。坦白地说，很多其他教材在讲完“如何做”之后就戛然而止了，但这本书却深入探讨了“为什么会失败”以及“如何让它更不容易失败”，这种对可靠性的执着追求，使得这本书的价值倍增，已经超越了单纯的技术参考书的范畴，更像是一本厚重的工程实践手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容密度高得惊人，我通常阅读技术书籍时习惯在关键概念旁做大量的批注，但这本书几乎每一页都有值得标记的重点。特别是在深入到矢量控制（Field-Oriented Control, FOC）的部分时，我感受到了作者深厚的理论功底和丰富的工程实践经验。他没有仅仅停留在经典的D-Q坐标变换的数学推导上，而是花了很大篇幅去讨论实际应用中如何处理磁链观测器的非线性和参数辨识的难题。我记得其中有一章节专门详细对比了基于滑模观测器和基于卡尔曼滤波器的磁链估计方法的优劣，并给出了具体的仿真结果作为佐证，这对于我这种偏向于嵌入式系统实现的人来说，简直是如获至宝。读到这部分时，我不得不放慢速度，反复咀嚼每一个公式和推导步骤，甚至不得不翻出我大学时的控制理论教材来复习一些基础知识点，这说明这本书的起点是相当高的，它要求读者有一定的预备知识，但回报也是巨大的——它能帮你真正跨越理论与实践之间的那道鸿沟。这本书的排版清晰，图表制作精良，尤其是那些复杂的电路拓扑图和控制框图，线条流畅，逻辑一目了然，极大地减轻了阅读的认知负荷。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个准备升级现有生产线控制系统的背景下开始阅读这本《变频技术》的。之前我们使用的是基于传统V/f控制的旧式变频器，性能平平，噪音大，控制响应慢。我的目标是引入先进的闭环控制来提高生产线的柔性和产品一致性。这本书在阐述了PID控制在速度环和电流环中的应用时，特别强调了针对电机惯量变化的自适应整定方法，这正是我目前最头疼的问题之一。作者没有简单地推荐某个固定的整定公式，而是提供了一个基于辨识出电机参数后，通过查表法和经验公式相结合的方式来初步确定PI参数，随后再辅以在线微调的实用流程。这种“先搭框架，后精细打磨”的思路，非常符合复杂工程项目的迭代开发过程。阅读过程中，我发现作者在引用前人研究成果时，标注得非常规范和详尽，这使得我可以很容易地追溯到特定理论的原始出处，体现了学术上的严谨性。这本书的价值不在于提供了一套一成不变的答案，而在于它教会了我如何系统性地、工程化地去解决变频驱动领域内遇到的各种疑难杂症，它更像是一本高级学徒的成长指南，而非一本简单的教科书。