變頻器技術(shù)應(yīng)用

前言

　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中，各類交流變頻器充當(dāng)了極為重要的角色。它是電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，具有調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，運(yùn)行效率高，功率因數(shù)高，操作方便，成本低，節(jié)能顯著等一系列優(yōu)點(diǎn)。它已成為當(dāng)今改造傳統(tǒng)工業(yè)，改善工藝流程，提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一。變頻器控制技術(shù)的重要技術(shù)特征是可以充分地與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮智能控制的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)分布式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，是工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化的重要發(fā)展方向。變頻器應(yīng)用所產(chǎn)生的顯著節(jié)能效果，恰是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域最需要解決“節(jié)能減排”問(wèn)題的最有力措施之一。變頻控制技術(shù)廣泛、迅速地普及，給我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)帶來(lái)了深刻的變革，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。　　當(dāng)前變頻器的應(yīng)用業(yè)已普及到工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)基層環(huán)節(jié)，了解變頻器的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握變頻器基本操作，是每一位電氣工程從業(yè)人員必須掌握的基本職業(yè)技能。變頻器控制系統(tǒng)終究是一個(gè)知識(shí)密集、技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)，本書盡力做到深入淺出，淡化理論，注重實(shí)際應(yīng)用，推薦學(xué)時(shí)為60～80學(xué)時(shí)，打“*”號(hào)的章節(jié)為選修章節(jié)。在重點(diǎn)章節(jié)中選擇了一些生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際事件作為典型“案例”，進(jìn)行細(xì)致分析，幫助讀者積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（積累包括他人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)），增長(zhǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力?！　∪珪卜?章，姚錫祿任主編，并編寫了第1、第5、第6章，于磊編寫了第3、第8章，李志剛編寫了第4、第7章，李文艷編寫了第2章，最后由姚錫祿統(tǒng)稿。在此書編寫過(guò)程中，得到天津海鷗手表集團(tuán)的陳琪高級(jí)工程師、津酒集團(tuán)的趙景田高級(jí)工程師、西門子公司駐津辦事處汪林經(jīng)理等人的大力幫助；在2007年8月于甘肅蘭州召開(kāi)的全國(guó)輕工系統(tǒng)，機(jī)電、電類專業(yè)教材研討會(huì)上，與會(huì)的李乃夫、程周、張穎熙、裴蓓等諸位專家也提出了一些寶貴意見(jiàn)，在此一并表示衷心的感謝。由于時(shí)間匆忙及編者的水平有限，書中難免有一些錯(cuò)誤或不足，懇請(qǐng)大家批評(píng)、指正。

內(nèi)容概要

變頻器技術(shù)應(yīng)用是電氣運(yùn)行與控制專業(yè)的一門主干課程，本書共8章，主要介紹電力電子器件和微處理器的基本知識(shí)；“交-直-交”型變頻器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理；變頻器各種基本運(yùn)行方式；變頻器選擇條件及方法；變頻器可靠性的探討及提高方法；變頻器安裝及使用知識(shí)；由變頻器為核心構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)及其功能；最后介紹幾個(gè)變頻器實(shí)際應(yīng)用的典型事例。在一些章節(jié)中，本書采用“案例分析”的方法，介紹變頻器在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題及解決方法，幫助讀者總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高解決問(wèn)題的能力?！　”緯m合作為中等職業(yè)教育電氣工程類專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為電氣工程從業(yè)人員的參考書?！　榱朔奖憬處熃虒W(xué)，本書還配有電子教學(xué)參考資料包（包括教學(xué)指南、電子教案及習(xí)題答案），詳見(jiàn)前言。

書籍目錄

第1章  變頻器技術(shù)應(yīng)用發(fā)展概況　1.1  概述　　1.1.1  交流變頻技術(shù)的發(fā)展　　1.1.2  變頻器新技術(shù)及其發(fā)展方向　1.2  電力電子器件在變頻器中的應(yīng)用　　1.2.1  電力電子器件發(fā)展概況　　1.2.2  電力電子器件的簡(jiǎn)單分類　　1.2.3  變頻器中常用的電力電子器件　　1.2.4  其他電力電子器件　　1.2.5  各種電力電子器件的比較　1.3  全數(shù)字微機(jī)控制的應(yīng)用　思考題與習(xí)題第2章  變頻器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理　2.1  變頻調(diào)速的基本控制方式　2.2  變頻器的基本構(gòu)成　2.3  變頻器的分類　　2.3.1  按直流電源的性質(zhì)分類　　2.3.2  按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類　　2.3.3  按控制方式分類　　2.3.4  按電壓等級(jí)分類　　2.3.5  按用途分類　2.4  正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變器　　2.4.1  正弦脈寬調(diào)制原理　　2.4.2  同步調(diào)制與異步調(diào)制　　2.4.3  諧波分析與輸出電壓調(diào)節(jié)　　2.4.4  脈寬調(diào)制的控制方法　2.5  變頻器的控制方式與性能　　2.5.1  變頻器的U/f控制　　2.5.2  轉(zhuǎn)差頻率控制　　2.5.3  矢量控制　　2.5.4  直接轉(zhuǎn)矩控制　2.6  高性能通用變頻器　　2.6.1  高性能通用變頻器的類型　　2.6.2  使用高性能變頻器時(shí)的注意事項(xiàng)　2.7  高壓變頻器　　2.7.1  功率開(kāi)關(guān)器件　　2.7.2  主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　　2.7.3  控制方式　　2.7.4  高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)與電機(jī)的影響　思考題與習(xí)題第3章  變頻器的運(yùn)行　3.1  MM440變頻器的面板操作　　3.1.1  MM440變頻器的面板介紹　　3.1.2  操作面板的基本操作方法及功能　3.2  運(yùn)行參數(shù)　　3.2.1  常用頻率參數(shù)　　3.2.2  頻率的給定　3.3  啟動(dòng)　　3.3.1  升速特性　　3.3.2  啟動(dòng)方式　3.4  制動(dòng)　　3.4.1  降速特性　　3.4.2  制動(dòng)方式　3.5  變頻器的運(yùn)行方式　　3.5.1  點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行　　3.5.2  正/反轉(zhuǎn)運(yùn)行　　3.5.3  瞬停再啟動(dòng)運(yùn)行　　3.5.4  MM440變頻器多段速頻率控制　　3.5.5  同步運(yùn)行　　3.5.6  工頻與變頻運(yùn)行　3.6  節(jié)能運(yùn)行　　3.6.1  節(jié)能運(yùn)行分析　　3.6.2  節(jié)能運(yùn)行的具體應(yīng)用　思考題與習(xí)題第4章  變頻器的選擇　4.1  常用變頻器的品牌及主要參數(shù)　　4.1.1  變頻器常見(jiàn)品牌的介紹　　4.1.2  變頻器參數(shù)應(yīng)用知識(shí)　4.2  變頻器類型的選擇　　4.2.1  根據(jù)不同的負(fù)載類型選擇變頻器　　4.2.2  根據(jù)系統(tǒng)的控制方式選擇變頻器　　4.2.3  選擇變頻器應(yīng)滿足的條件　　4.2.4  變頻器的選型依據(jù)和方法　　4.2.5  案例精選　4.3  變頻器容量的計(jì)算　4.4  變頻器選擇注意事項(xiàng)　4.5  變頻器外圍設(shè)備及其選擇　思考題與習(xí)題第5章  變頻器的可靠性第6章  變頻器的安裝與使用第7章  變頻器構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)第8章  變頻器的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　變頻器技術(shù)應(yīng)用發(fā)展概況　　【學(xué)習(xí)任務(wù)】　　了解變頻器發(fā)展概況，認(rèn)識(shí)變頻器在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用?！　×私飧黝愲娏﹄娮悠骷奶匦约皯?yīng)用?！　×私庾冾l器中各類微處理器及其作用?！　”菊轮饕榻B以變頻器控制交流異步電機(jī)為典型的交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況，重點(diǎn)指出正是由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)微處理器技術(shù)的發(fā)展，才促進(jìn)了變頻器技術(shù)的發(fā)展。先進(jìn)控制理論的應(yīng)用，更是為變頻調(diào)速技術(shù)插上了騰飛的翅膀，使之成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的主要手段之一。　　1.1 概述　　【知識(shí)目標(biāo)】 了解變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展概況及其在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要作用。　　1.1.1 交流變頻技術(shù)的發(fā)展　　直流電機(jī)與交流電機(jī)先后誕生于19世紀(jì)后期，它們剛一問(wèn)世，立即引發(fā)工業(yè)生產(chǎn)的“第二次革命”，使世界由“蒸汽機(jī)時(shí)代”邁入“電氣化時(shí)代”。100多年來(lái)各類電機(jī)已經(jīng)成為人類生產(chǎn)、生活中最重要的動(dòng)力機(jī)械，其地位與作用是其他動(dòng)力機(jī)械（如熱機(jī)）不可比擬的。由于結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的原因，在需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動(dòng)系統(tǒng)中基本上采用直流電機(jī)。

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