工業(yè)變頻器原理及應(yīng)用

前言

　　工業(yè)變頻器經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前已處于普及應(yīng)用階段。但在我國(guó)許多企業(yè)的工程技術(shù)人員對(duì)工業(yè)變頻器的了解還處于非常初級(jí)的階段。作為高職高專的畢業(yè)生，畢業(yè)后即將面對(duì)的是具有相對(duì)高端技術(shù)的企業(yè)環(huán)境，所以對(duì)變頻器技術(shù)及應(yīng)用的掌握是必需的。鑒于此，本書(shū)的第一版邀請(qǐng)了多位具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的“雙師型”作者，從教學(xué)應(yīng)用的角度出發(fā)，以讓學(xué)生掌握必要的知識(shí)和技能為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)變頻器的知識(shí)做了精選和整合，完成了《工業(yè)變頻器原理及應(yīng)用》第一版教材的編寫(xiě)工作。該書(shū)自2006年出版以來(lái)，受到了廣大讀者的歡迎，被很多高職院校作為教材使用?！　‰S著近幾年教學(xué)改革的不斷深入，很多課程都發(fā)生了不同程度的調(diào)整，變頻器課程也不斷發(fā)展變化。　　基于變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)逐漸成為一個(gè)控制元件，變頻器的使用范圍在擴(kuò)大，使用者的知識(shí)層次也有越來(lái)越大的差別。作為使用者來(lái)講，重點(diǎn)是要掌握如何更好地使用它，而對(duì)其細(xì)節(jié)的結(jié)構(gòu)及工作原理可能需要得少一些。作為變頻器入門的參考讀物，本教材在修訂中充分考慮了以上的變化。在內(nèi)容處理上有幾點(diǎn)變化：第一，更注重變頻器的使用參數(shù)的介紹，對(duì)其內(nèi)部電路的介紹作了較大幅度的簡(jiǎn)化。第二，為了更好地讓讀者理解參數(shù)的意義，以任務(wù)的方式針對(duì)性地講解參數(shù)的作用，希望對(duì)讀者的理解有所幫助。改編工作中，由魏召剛完成了對(duì)1～3章的縮編，蘇挺老師完成了第4章的重新編寫(xiě)，劉卓鴻老師完成了5、7章的重新整理，并請(qǐng)山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院李文森老師完成了審稿工作?！　∠Ｍ木幑ぷ鳛樽x者理解本書(shū)內(nèi)容提供幫助，同時(shí)對(duì)原作者劉林山老師、馮麗平老師和原主審劉剛老師表示深深的敬意。感謝他們付出的辛勤勞動(dòng)，并對(duì)他們深厚的專業(yè)知識(shí)表示崇高的敬意?！　∥覀兣Ψ瞰I(xiàn)給讀者一本優(yōu)秀、適用的教材和參考書(shū)，但限于水平，加之時(shí)間緊迫，難免會(huì)有不如意之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)主要內(nèi)容包括：工業(yè)變頻器基本知識(shí)，工業(yè)變頻器結(jié)構(gòu)，工業(yè)變頻器控制方式，富士變頻器介紹，變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，變頻器運(yùn)行與維護(hù)，變頻控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例。全書(shū)分7章，對(duì)以上內(nèi)容做了軟詳細(xì)的分析和介紹。    本書(shū)在內(nèi)容編排上以應(yīng)用為重點(diǎn)?？紤]到讀者對(duì)變頻器維修的要求和知識(shí)連貫性，對(duì)變頻器的工作原理做了適度的介紹。在選型上，以目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率最大和市場(chǎng)定位較高的富士產(chǎn)品為例進(jìn)行介紹，目的是滿足大多數(shù)變頻器用戶的知識(shí)需求。變頻器維護(hù)和應(yīng)用實(shí)例等到方面的內(nèi)容取材于眾多變頻器生產(chǎn)企業(yè)的培訓(xùn)教材，具有專業(yè)的指導(dǎo)作用。    本書(shū)可作為高職高專院校電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、自動(dòng)控制專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為工業(yè)企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員的實(shí)用的參考資料。

書(shū)籍目錄

第1章 變頻技術(shù)概述   1.1 交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式   1.2 工業(yè)變頻器的類型及發(fā)展   1.3 工業(yè)變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域及意義   思考題與習(xí)題 第2章 工業(yè)變頻器的基本結(jié)構(gòu)   2.1 交-直-交工業(yè)變頻器的基本結(jié)構(gòu)   2.2 整流電路   2.3 中間電路   2.4 逆變電路   2.5 工業(yè)變頻器的其他功能部件   2.6 交-交變頻器介紹   思考題與習(xí)題第3章 變頻器的控制方式  3.1 u/f控制方法   3.2 轉(zhuǎn)差頻率控制   3.3 矢量控制   3.4 直接轉(zhuǎn)矩控制   思考題與習(xí)題 第4章 富士frenic 5000系列變頻器應(yīng)用詳解   4.1 富士frenic 5000系列變頻器概述   4.2 任務(wù)1 由操作面板控制的變頻器運(yùn)行   4.3 任務(wù)2 遠(yuǎn)程控制電動(dòng)機(jī)的啟停   4.4 任務(wù)3 外部開(kāi)關(guān)完成電動(dòng)機(jī)的加減速控制   4.5 任務(wù)4 用變頻器完成電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制   4.6 任務(wù)5 外部控制多段速運(yùn)行   4.7 任務(wù)6 按程序自動(dòng)運(yùn)行   4.8 任務(wù)7 一控二運(yùn)行   4.9 任務(wù)8 pid控制   4.10 任務(wù)9 直流制動(dòng)   4.11 任務(wù)10 通信控制 第5章 變頻控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)   5.1 變頻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)   5.2 變頻控制系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)   5.3 變頻控制系統(tǒng)控制方式設(shè)計(jì)   5.4 變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)示例   思考題與習(xí)題 第6章 工業(yè)變頻器的安裝與維護(hù)   6.1 工業(yè)變頻器的環(huán)境要求   6.2 工業(yè)變頻器的安裝與運(yùn)行   6.3 工業(yè)變頻器常見(jiàn)故障及處理   6.4 工業(yè)變頻器的干擾及對(duì)策   思考題與習(xí)題 第7章 工業(yè)變頻器的應(yīng)用實(shí)例   7.1 工業(yè)變頻器在民用方面的應(yīng)用   7.2 工業(yè)變頻器在工業(yè)方面的應(yīng)用   思考題與習(xí)題   參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　能沒(méi)有很嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，以其相對(duì)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品和相對(duì)簡(jiǎn)單的控制方式來(lái)滿足最基本的應(yīng)用。但隨著變頻技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和市場(chǎng)需求的變化，通用變頻器也更進(jìn)一步地發(fā)展為兩個(gè)方向，分別為針對(duì)以節(jié)能運(yùn)行為主要目的的風(fēng)機(jī)、泵類等平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載使用的平方轉(zhuǎn)矩變頻器和以普通恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械為主要控制對(duì)象的恒轉(zhuǎn)矩變頻器?！　、倨椒睫D(zhuǎn)矩變頻器。該類變頻器的主要控制對(duì)象是以風(fēng)機(jī)、水泵為典型代表的平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載。我們對(duì)這類負(fù)載特點(diǎn)的基本理解是：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩不大，對(duì)轉(zhuǎn)速控制的精確性要求不高，低速運(yùn)行可大幅度節(jié)能。從應(yīng)用目的出發(fā)，該類變頻器基本上以采用渺控制方式為主，具有較低的過(guò)載能力，低頻轉(zhuǎn)矩相對(duì)較小，最高輸出頻率較低。但隨著其功能的增強(qiáng)，其實(shí)際控制功能已非常全面，具有了比如：簡(jiǎn)易PLC、閉環(huán)控制、多泵自動(dòng)切換控制等多項(xiàng)針對(duì)該類負(fù)載實(shí)際應(yīng)用的功能，從而使其系統(tǒng)的構(gòu)成更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)。　　在實(shí)際應(yīng)用中，由于該類變頻器與恒轉(zhuǎn)矩變頻器具有較大的價(jià)格差，在許多恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的控制中，如果設(shè)備的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大或者工作過(guò)載倍數(shù)較小時(shí)，從經(jīng)濟(jì)性考慮，也經(jīng)常選擇該類變頻器?！　、诤戕D(zhuǎn)矩變頻器。恒轉(zhuǎn)矩通用型變頻器的主要應(yīng)用對(duì)象是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速精度要求不是非常高的恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械設(shè)備。與平方轉(zhuǎn)矩變頻器比較，它具有以下特點(diǎn)：過(guò)載能力強(qiáng)、調(diào)速范圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等。為了滿足不同控制目的，該類變頻器也內(nèi)置了大量的應(yīng)用軟件，如：簡(jiǎn)易PLC、閉環(huán)控制、多段速控制等非常實(shí)用的控制功能?！　【涂刂品绞蕉裕擃愖冾l器仍然以具有多種可選擇曲線的U／f控制為主，但隨著其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，目前基本上所有的恒轉(zhuǎn)矩變頻器均具有帶自整定功能的無(wú)傳感器矢量控制。對(duì)通用的機(jī)械設(shè)備，即使其調(diào)速精度和過(guò)渡過(guò)程要求較高，基本上也可以使用恒轉(zhuǎn)矩通用型變頻器實(shí)現(xiàn)?！　。?）專用變頻器。專用變頻器是指應(yīng)用于某些特殊場(chǎng)合的具有某種特殊性能的變頻器，其特點(diǎn)是某個(gè)方面的性能指標(biāo)極高，因而可以實(shí)現(xiàn)高控制要求，但價(jià)格相對(duì)也較高?！　、俑咝阅軐Ｓ米冾l器。隨著控制理論、交流調(diào)速理論以及電力電子技術(shù)的發(fā)展，采用vc變頻器和專用變頻電機(jī)構(gòu)成的控制系統(tǒng)其性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)了直流調(diào)速系統(tǒng)。由于交流調(diào)速系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單等直流系統(tǒng)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的直流調(diào)速系統(tǒng)正逐漸被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)取代。如：冶金行業(yè)的可逆軋機(jī)控制；數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)變頻器等?！　、诟哳l變頻器。在超精密機(jī)械加工中常要用到高速電機(jī)。為了滿足其驅(qū)動(dòng)的需要，出現(xiàn)了輸出頻率可達(dá)3kHz的高頻變頻器，從而使異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到要求。

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