感应电动机传动和变频器应用技术PDF电子书下载

第1章 传动用电动机综述 1

1.1 传动用电动机分类 1

1.2 各种传动电动机的选择 4

1.2.1 从运动形态来选择 4

1.2.2 从速度控制来选择 4

1.2.3 从停止功能来选择 5

1.2.4 从控制性能来选择 5

1.2.5 从可靠性和环境适应性来选择 6

1.3 各种电动机特征 6

1.3.1 直流电动机 6

1.3.2 交流换向器电动机 10

1.3.3 感应电动机 11

1.3.4 同步电动机 14

1.3.5 步进电动机 16

1.3.6 无刷电动机 18

1.3.7 直线电动机 20

第2章 驱动机构的设计 22

2.1 伺服技术和机构的发展 22

2.2 自动控制理论的发展 23

2.3 伺服机构的组成 23

2.4 伺服机构的动作 25

2.5 机械系与控制系的关系 26

2.6 转动惯量的计算 28

2.7 角速度和转动惯量的求法 31

2.8 机械刚性和伺服刚性的计算 32

2.9 回差值的计算 34

2.10 共振频率的计算 35

2.11 电动机的选择 35

第3章 伺服控制 37

3.1 直流伺服电动机的框图 37

3.2 伺服控制的组成 38

3.3 位置指令的给定方法和控制功能 39

3.4 控制器的性能体现 40

3.5 控制的必要性能 42

3.6 多坐标控制中的控制器性能 43

3.6.1 速度控制比 43

3.6.2 频率特性 44

3.7 一阶系统速度环 45

3.8 二阶速度环 46

3.9 速度控制组件的构成 47

3.10 调整用可变电阻和波形观察用端子 49

3.11 速度指令和输出速度的调整 51

3.12 软件伺服的特征 51

第4章 感应电动机的控制技术 54

4.1 感应电动机的基础知识 54

4.1.1 感应电动机的概念 54

4.1.2 笼型与绕线转子异步电动机的区分 57

4.1.3 感应电动机转矩与电压的二次方成比例 58

4.1.4 电动机的机械特性及与负载的配合 59

4.1.5 感应电动机选用上的注意事项 62

4.1.5.1 按负载特性和电动机适应性选择电动机 62

4.1.5.2 按环境要求选择电动机 63

4.1.5.3 按工作制选择电动机 64

4.1.5.4 电动机的功率选择 64

4.1.5.5 变频器驱动下的电动机的功率选择 64

4.2 感应电动机的起动 65

4.2.1 感应电动机的起动方式 65

4.2.1.1 直接起动 65

4.2.1.2 减压起动 65

4.2.1.3 转子串电阻的起动 67

4.2.1.4 变频起动 69

4.2.2 感应电动机起动时的发热 69

4.3 感应电动机的制动 70

4.3.1 电磁制动器 70

4.3.2 电动液压制动器 71

4.3.3 带式制动器 71

4.3.4 圆盘制动器 72

4.3.5 能耗制动 72

4.3.6 回馈制动 72

4.3.7 反接制动 73

4.4 感应电动机的调速 73

4.4.1 极数变换 74

4.4.2 初级侧电压控制 74

4.4.3 绕线转子电动机中的次级侧电阻控制 75

4.4.4 用电磁转差离合器的电磁调速异步电动机 76

4.4.5 使用变频器改变频率的调速 78

4.4.6 绕线转子电动机的双馈调速 79

第5章 感应电动机的变频器控制原理 83

5.1 变频器的工作原理 83

5.2 变频器的分类及电路 87

5.2.1 电压型变频器 87

5.2.2 电流型变频器 87

5.2.3 方波型变频器 87

5.2.4 PWM交-直-交电压型变频器 88

5.2.5 低压变频器 89

5.2.6 中压变频器 89

5.2.7 电压型交-直-交PAM变频器 93

5.2.8 电流型交-直-交变频器 93

5.2.9 交-交变频器 94

5.2.10 矩阵式交-交变频器 95

5.3 变频器的控制 96

5.3.1 压频控制 97

5.3.2 转差频率控制 100

5.3.3 矢量控制 102

5.3.4 直接转矩控制 108

第6章 通用变频器的应用 110

6.1 变频器的选用原则 110

6.1.1 变频器的选用 110

6.1.1.1 变频器容量的选择重点在电流 110

6.1.1.2 变频器与机械变速器存在本质上的区别 111

6.1.1.3 变频器的容量 113

6.1.1.4 基本环境考虑的内容 114

6.1.1.5 根据运行状态的不同选择容量和电流 116

6.1.1.6 使用公共母线时应注意整流回馈单元的容量要足够大 117

6.1.1.7 不是所有使用场合都会节能 117

6.1.1.8 实际使用时充分注意加装外围设备 118

6.1.2 森兰变频器的基本系列、功能及选择 119

6.1.2.1 森兰变频器的系列介绍 119

6.1.2.2 SB50V/F控制通用变频器功能简介 121

6.1.2.3 SB60+/61＋矢量控制功能简介 124

6.1.2.4 SB70矢量控制变频器功能简介 128

6.1.2.5 SB80矢量控制变频器功能简介 135

6.2 通用变频器的使用实例 144

6.2.1 变频器应用的领域和效果 144

6.2.2 变频器驱动的负载转矩特性 145

6.2.3 在恒转矩负载上的使用 147

6.2.3.1 变频器在传送带上的使用 147

6.2.3.2 变频器驱动的转矩特性 150

6.2.3.3 在低频区域的转矩补偿 150

6.2.3.4 在往返传送带上的应用 151

6.2.4 在降转矩负载上的应用 152

6.2.4.1 用转速控制方式，使泵高效率运转 152

6.2.4.2 泵上控制流量使用的实例 153

6.2.4.3 提高连续运转时的可靠性 154

6.3 矢量控制变频器的应用 155

6.3.1 对转矩和速度实现高精度的控制 155

6.3.2 适用于在机床主轴的驱动 157

6.3.3 在电梯上的应用 159

6.3.4 矢量控制变频器选用要点 160

6.3.5 对应低噪声的需要 161

第7章 变频器的附加配套设备和电磁兼容 162

7.1 变频器附加配套设备的选用 162

7.1.1 附加配套设备的作用 162

7.1.2 附加配套设备的选用 163

7.1.3 附加配套设备推荐表 171

7.2 变频器的安装技术和禁忌 173

7.2.1 安装环境 173

7.2.2 变频器的通风散热 173

7.2.3 变频器的外部布线 175

7.2.4 变频器具备工频切换的重要性 177

7.2.5 变频器的电源线一端要接交流接触器（或低压断路器） 177

7.2.6 电动机转向要与变频器指示转向一致 177

7.2.7 变频器的基本连接图 178

7.3 如何正确处理变频器的电磁兼容问题 178

7.3.1 标准要求 178

7.3.1.1 变频器对外干扰允许值 178

7.3.1.2 变频器对外来干扰的抵御能力 179

7.3.2 变频器引起电网波形畸变 181

7.3.3 无线电干扰 182

7.3.3.1 变频器本身对外界无线电干扰的减轻措施 182

7.3.3.2 外界干扰妨碍变频器正常运行时的对策 183

第8章 变频器的安装调试及维护 186

8.1 变频器安装后的调试 186

8.1.1 通电前检查 186

8.1.2 变频器基本参数的调试 188

8.1.3 试运行 193

8.2 变频器的操作使用 195

8.2.1 基本操作要领 195

8.2.2 控制端子的使用 201

8.3 变频器的日常维护和检查 205

8.3.1 日常检查 205

8.3.2 定期检查和维护 206

8.4 变频器常见故障检查、判断及处理 206

8.4.1 修理人员的素质 206

8.4.2 逆变功率模块的损坏 207

8.4.3 整流桥的损坏 210

8.4.4 滤波电解电容器损坏 211

8.4.5 风机的损坏 212

8.4.6 开关电源的损坏 213

8.4.7 接触器的损坏 214

8.4.8 印制板电路的损坏 215

8.4.9 变频器内部打火或燃烧 216

8.4.10 常见运行中的故障 218

8.4.11 典型变频器运行时可能的故障和处理 220

第9章 变频器典型应用详解 229

9.1 变频器代替机械调速 229

9.1.1 机械变速与变频器变速的特性区别 229

9.1.2 变频器调速在低速区转矩不够时的处理 229

9.1.3 变频器调速发生异常振动的处理 230

9.1.4 速度升降时间的调整 231

9.1.5 多段速运行 232

9.1.6 大惯量的处理 233

9.1.7 超速运行的防止 234

9.1.8 起动和制动 235

9.2 驱动传送带 237

9.2.1 负载性质和电动机变频器选择 237

9.2.2 起动时惯量的克服和转矩提升 237

9.2.3 定位和制动 238

9.3 恒压供水供气 239

9.3.1 森兰水泵用变频调速器性能简介 239

9.3.2 恒压供水供气实例 241

9.3.3 恒压供水供气注意事项 242

9.4 变频器调速节能 242

9.4.1 减速直接节能 243

9.4.2 风机水泵类流体负载调速节能 243

9.4.3 最佳转矩提升和自动节能运行 245

9.4.4 最佳工艺流程配合的系统性节能 245

9.4.5 变频器替代损耗大的其他调速器 246

9.5 恒温控制 246

9.6 搅拌调速和球磨机调速 248

9.7 起重运行 248

9.7.1 起重运行的特点 248

9.7.2 能耗制动及制动电阻 251

9.7.3 电梯运行变频器 252

9.8 张力控制 256

9.8.1 张力控制概述 256

9.8.2 张力应用实例 258

9.8.2.1 卷径检测式张力控制 258

9.8.2.2 使用张力传感器的张力控制 262

9.9 同步运行 265

9.9.1 异步电动机同步运行的方法 265

9.9.2 按比例同步运行的方法 266

9.10 纺织摆频运行 267

9.11 洗衣机工况运行 269

9.12 公共直流母线运行 270

9.13 变速恒频发电 272

9.13.1 变速恒频发电原理 272

9.13.2 变速恒频异步风力发电系统电路拓扑 273

9.13.3 斩波调阻结构 273

9.13.4 混合结构 274

9.13.5 典型风力发电用变流器 274

第10章 变频器应用图示列举 276

参考文献 290