从校园到职场 变频器应用 专业技能入门与精通PDF电子书下载

第1章 异步电动机与变频调速 1

1.1 变频调速概述 1

1.1.1 变频器概述 1

1.1.2 变频器与电动机的关系 1

1.2 三相异步电动机 2

1.2.1 三相异步电动机的工作原理 2

1.2.2 电动机的发电效应 6

1.2.3 三相异步电动机的电磁特性 7

1.2.4 三相异步电动机变频调速 8

1.2.5 三相异步电动机的机械特性 9

1.2.6 三相异步电动机的功率和机械转矩 11

1.3 变频器配用的电动机 12

1.3.1 普通三相笼型异步电动机 12

1.3.2 三相绕线转子异步电动机 17

1.3.3 变频器专用电动机 19

1.3.4 电动机和变频器容量的选择 20

1.4 三相异步电动机的起动和制动 21

1.4.1 三相异步电动机的起动 21

1.4.2 电动机的制动 22

第2章 变频器PWM控制原理及电路简介 24

2.1 变频器的分类及交-直-交变频器 24

2.1.1 变频器的分类 24

2.1.2 交-交变频器与交-直-交变频器 24

2.1.3 交-直-交变频器的组成 24

2.2 PWM原理 26

2.2.1 PAM和PWM 26

2.2.2 开关电路的输出波形 26

2.2.3 PWM技术的基本原理 27

2.2.4 变频器的三相桥式SPWM逆变电路 29

2.2.5 低压PWM控制变频器主电路 30

2.3 中（高）压PWM变频器 33

2.3.1 中（高）压变频器概述 34

2.3.2 功率单元串联高压变频器 34

2.3.3 三电平IGBT高压变频器 37

2.3.4 直接IGBT串联高压变频器 39

2.3.5 交-交变频器 41

第3章 变频器控制方式及基本功能 43

3.1 基本U/f控制变频器 43

3.1.1 基本U/f控制变频器的转矩特性 43

3.1.2 基本U/f控制变频器的应用范围 44

3.2 转差频率控制变频器（闭环控制） 45

3.2.1 控制原理 45

3.2.2 转差频率控制应用 47

3.3 矢量控制变频器 48

3.3.1 矢量控制原理 48

3.3.2 矢量控制功能的使用 50

3.4 直接转矩控制变频器 51

3.4.1 直接转矩控制的基本概念 51

3.4.2 直接转矩控制方法 52

3.4.3 直接转矩控制功能的应用 53

3.5 变频器的外接功能端子 53

3.5.1 主电路端子 53

3.5.2 输入控制端子 55

3.5.3 输出信号指示端子 57

3.5.4 计算机通信接口RS-485及接地端 59

3.6 操作面板 60

3.6.1 键盘 60

3.6.2 显示屏 61

3.7 频率控制功能 61

3.7.1 极限频率 61

3.7.2 加速时间和减速时间 62

3.7.3 加速曲线和减速曲线 63

3.7.4 回避频率 64

3.7.5 段速频率设置功能 65

3.7.6 频率控制特性线的设置 66

3.7.7 载波频率设置 67

3.8 U/f控制线、转矩补偿线及转差补偿控制的设置 67

3.8.1 U/f控制线的设置 67

3.8.2 转矩补偿线的设置 67

3.8.3 转差补偿控制的设置 68

3.9 电压自动控制功能和节能运行控制功能 68

3.9.1 电压自动控制功能 68

3.9.2 节能运行控制功能 69

3.10 过载保护、瞬时停电再起动及制动功能 69

3.10.1 过载保护功能 69

3.10.2 瞬时停电再起动功能 70

3.10.3 制动功能 70

3.11 变频器的功能预置及功能码的选择 71

3.11.1 变频器的编码方式及功能码的预置 71

3.11.2 变频器功能码的选择 74

第4章 变频器在水泵风机中的应用 76

4.1 变频器在风机水泵中应用节能原理 76

4.1.1 水泵工作原理 76

4.1.2 节能原理 77

4.1.3 风机的控制特性 78

4.1.4 风机的功率流量分析 79

4.1.5 总结 80

4.1.6 功率计算 80

4.2 变频器PID控制 82

4.2.1 变频器PID控制过程 82

4.2.2 PID控制原理 82

4.2.3 变频器PID控制参数的选择 85

4.3 变频器恒压供水系统 87

4.3.1 变频器单机供水系统 87

4.3.2 变频器工频-变频切换控制 90

4.3.3 一拖多变频器恒压供水系统 93

4.3.4 智能控制器恒压供水系统 96

4.4 变频器在风机中的应用 103

4.4.1 风机的类型及工作原理 103

4.4.2 变频器在锅炉引风机中的应用 104

4.5 变频器通信控制 107

4.5.1 并行通信和串行通信 107

4.5.2 RS-232总线 108

4.5.3 RS-485总线 110

4.5.4 Modbus通信协议 113

4.5.5 Modbus协议控制方式 115

4.5.6 西门子变频器USS通信控制 116

第5章 变频器在机械传动中的应用 123

5.1 变频器的低压控制电路 123

5.1.1 电动机的正、反转运行控制电路 123

5.1.2 变频器手动工频-变频切换电路 125

5.1.3 其他控制电路 129

5.2 变频器在翻车机上的应用 131

5.2.1 翻车机运行要求 131

5.2.2 变频器功能选择 132

5.2.3 参数设置 132

5.3 变频器在回转窑中的应用 133

5.3.1 回转窑负载分析 134

5.3.2 应用实例 134

5.4 变频器在起重机中的应用 136

5.4.1 起重机运行系统及特点 136

5.4.2 起重机用变频器的制动及功率要求 138

5.4.3 台达变频器在提升机构中的应用 140

5.4.4 英威腾CHV190变频器在门式起重机中的应用 144

5.5 变频器在注塑机中的应用 146

5.5.1 概述 146

5.5.2 注塑机变频控制原理 147

5.5.3 注塑机油泵特性分析 149

5.5.4 注塑机变频器控制应用特点及效果 149

5.6 变频器在电梯中的应用 150

5.6.1 概述 150

5.6.2 616G5通用变频器调速系统 151

5.6.3 变频器的选择 152

5.6.4 变频器功能的选择 153

5.6.5 变频器用于电梯系统中的预防措施 155

5.6.6 常见问题分析 155

5.7 变频器在提升机中的应用 156

5.7.1 运行控制分析 156

5.7.2 改造方案 157

5.8 变频器在张力控制设备中的应用 158

5.8.1 检测传感装置 159

5.8.2 变频器在拉丝机中的应用 160

5.8.3 三垦SAMCO-vm05变频器在成缆机中的应用 165

5.9 变频器的同速（比例）控制 167

5.9.1 同速控制方法 167

5.9.2 开环同速应用实例 170

第6章 变频器选择与安装调试 175

6.1 典型控制电器 175

6.1.1 主令开关 175

6.1.2 断路器与接触器 178

6.1.3 传感器 180

6.2 变频器选配器件 183

6.2.1 变频器外围主控制电路 183

6.2.2 交流电抗器 185

6.3 变频器输入输出端子的控制方法 188

6.3.1 输入模拟控制端子信号输入方法 188

6.3.2 输入数字控制端子的通断控制 189

6.3.3 输出指示端子的控制方法 190

6.4 变频器容量的选择 191

6.4.1 根据负载的转矩特性选择变频器容量 191

6.4.2 降速机构传动特点 192

6.4.3 根据不同负载特性选择变频器容量 194

6.4.4 根据具体运行场合选择变频器的容量 195

6.5 变频器的功能选择 196

6.5.1 速度型负载变频器的选择 196

6.5.2 张力和位置控制变频器的选择 198

6.5.3 风机、泵类负载变频器的选择 200

6.6 变频器的安装 201

6.6.1 导线的选择 202

6.6.2 导线的排布 202

6.6.3 变频器的安装环境 204

6.7 变频器通电调试 206

6.7.1 检查安装质量 206

6.7.2 系统调试条件 207

6.7.3 变频器测试 209

6.8 变频器维护保养 211

6.8.1 变频器的日常巡视 211

6.8.2 变频器的定期维护与保养 211

第7章 低压变频器故障的排除 213

7.1 变频器功能框图 213

7.1.1 保护电路 214

7.1.2 控制端子 216

7.1.3 DC电源和驱动电路 217

7.1.4 其他功能单元 218

7.2 变频器主电路故障测量与维修 219

7.2.1 整流滤波电路分析 219

7.2.2 整流电路的测量维修 220

7.2.3 整流电路具体损坏器件的测量维修 220

7.2.4 逆变电路的测量维修 222

7.3 变频器过电流故障的排除 224

7.3.1 变频器过电流分类 224

7.3.2 变频器起动过电流跳闸 224

7.3.3 正常工作中负载引起过电流跳闸 225

7.3.4 故障案例分析 227

7.4 变频器过载故障的排除 228

7.4.1 过载故障分类 228

7.4.2 机械负载过重故障的排除 228

7.4.3 负载异常或变频器异常引起过载跳闸 229

7.4.4 过载案例分析 230

7.5 变频器过电压故障的排除 231

7.5.1 过电压分类 231

7.5.2 变频器过电压故障的处理方法 232

7.5.3 变频器过电压案例分析 233

7.6 断相、欠电压故障的原因及处理 234

7.6.1 欠电压分类 234

7.6.2 欠电压分析及故障排除 235

7.6.3 变频器欠电压、断相案例分析 235

7.7 变频器过热故障分析与处理 236

7.7.1 变频器过热原因 236

7.7.2 变频器过热案例分析 237

7.8 电磁干扰故障的排除 237

7.8.1 电磁干扰的三种途径 237

7.8.2 受干扰的原因 238

7.8.3 受到电磁干扰的现象与排除方法 238

7.8.4 故障案例分析 238

7.9 变频器无故停机故障的排除 241

7.9.1 无故停机分析 241

7.9.2 变频器输入控制端子故障案例 241

第8章 高压变频器故障的排除 243

8.1 变频器的硬件结构 243

8.1.1 电气开关柜 243

8.1.2 变压器柜 243

8.1.3 功率柜 244

8.1.4 控制柜 245

8.2 变频器的轻重故障 246

8.2.1 轻故障和重故障的划分 246

8.2.2 轻故障的量值和处理方法 247

8.2.3 重故障的量值和处理方法 247

8.3 功率单元的保护与故障排除 248

8.3.1 功率单元低压控制电源 248

8.3.2 直流母线过电压 248

8.3.3 直流母线欠电压 249

8.3.4 功率单元模块过热 249

8.3.5 功率单元断相故障 250

8.3.6 光纤故障的检修 250

8.3.7 驱动电路故障 251

8.4 变频器故障的处理 252

8.4.1 旁路运行报警 252

8.4.2 变频器过电流故障（三相输出过电流） 253

8.4.3 变压器轻度过热和严重过热故障的处理 253

8.4.4 柜门联锁报警 254

8.4.5 变频器控制系统电源 254

8.5 系统通信故障处理 254

8.5.1 信号流程图 254

8.5.2 控制器（变频器的控制系统）不就绪 256

8.5.3 控制器无反应故障处理 256

8.5.4 PLC通信无响应 257

8.5.5 有故障显示无报警和有报警无显示 257

8.5.6 工控机死机 257

8.5.7 变频器无法起动 257

8.5.8 变频器不能调整运行频率 258

8.5.9 报警故障处理的步骤 258

附录 259

附录A 富士变频器故障代码表 259

附录B 西门子M440变频器故障信息表 260

参考文献 266