第1章 变频调速技术概述 1
1.1直流电动机及其拖动系统的基础知识回顾 1
1.1.1直流电动机的工作原理 1
1.1.2直流电动机的励磁方式 2
1.1.3直流电动机的机械特性 3
1.1.4直流电动机的调速 4
1.2三相交流异步电动机及其拖动系统的基础知识回顾 5
1.2.1三相异步电动机的基本结构 5
1.2.2三相异步电动机的工作原理 7
1.2.3旋转磁场的极数 9
1.2.4三相异步电动机的运行特点 10
1.2.5三相异步电动机的调速 10
1.2.6三相异步电动机的机械特性 11
1.2.7异步电动机负载的机械特性 12
1.2.8异步电动机拖动系统运行状况的分析 14
1.2.9异步电动机拖动反抗性恒转矩负载系统的制动 15
1.2.10异步电动机拖动位能性恒转矩负载系统的制动 17
1.3交流电动机的变频调速技术概述 19
1.3.1什么是交流电动机的变频调速技术 19
1.3.2交流电动机变频调速技术的主要发展过程 19
1.3.3交流电动机的变频器种类 19
思考题与习题 23
第2章 常用电力电子器件原理及选择 24
2.1晶闸管的结构原理及测试 24
2.1.1普通晶闸管的结构 24
2.1.2晶闸管的工作原理 24
2.1.3晶闸管管脚极性的判断和测试 26
2.1.4门极可关断晶闸管 27
2.2功率晶体管 27
2.2.1功率晶体管的结构及工作特点 27
2.2.2功率晶体管的主要参数 28
2.2.3功率晶体管的选择方法 29
2.2.4常用功率晶体管的驱动电路模块 30
2.3功率场效应晶体管的结构、工作特点及测试 30
2.3.1功率场效应晶体管的结构 30
2.3.2功率场效应晶体管的工作特点 30
2.3.3功率场效应晶体管的测试 31
2.4绝缘栅双极型晶体管的结构与工作特点 31
2.4.1绝缘栅双极型晶体管的结构 31
2.4.2绝缘栅双极型晶体管的工作特点 32
2.5集成门极换流晶闸管的结构与工作特点 33
2.5.1集成门极换流晶闸管的结构 33
2.5.2集成门极换流晶闸管的工作特点 33
2.6 MOS控制晶闸管的结构与工作特点 33
2.6.1 MOS控制晶闸管的结构 33
2.6.2 MOS控制晶闸管的工作特点 34
2.7电力半导体器件的应用特点 34
2.8智能电力模块的结构与工作特点 35
思考题与习题 36
第3章 变频调速原理 37
3.1变频调速的基本原理 37
3.1.1变频调速系统的控制方式 37
3.1.2 PWM控制技术 39
3.2通用变频器简介 43
3.2.1通用变频器基本结构 43
3.2.2变频器的主电路 44
3.2.3变频器的其他单元电路 48
3.2.4其他相关电路 54
3.3 V/f控制型通用变频器 55
3.3.1普通控制型V/f通用变频器 55
3.3.2具有恒定磁通功能的V/f通用变频器 59
3.3.3转速闭环控制的转差频率控制系统 60
3.4矢量控制系统通用变频器 61
3.4.1矢量控制的基本思路 61
3.4.2矢量控制通用变频器举例 63
3.5直接转矩控制 63
3.5.1 PWM逆变器输出电压的矢量表示 63
3.5.2磁通轨迹控制 64
3.5.3直接转矩控制系统的实际结构 66
3.6高压变频器主电路结构及其控制特点 66
3.7我国变频调速技术的发展状况 68
3.7.1变频调速技术的发展过程 68
3.7.2目前国内主要的产品状况 69
3.8变频技术的发展方向 69
思考题与习题 71
第4章 变频器的选择 72
4.1变频器的额定值和性能指标 72
4.2变频器的选择 74
4.2.1变频器品牌的选择 75
4.2.2变频器类型的选择 75
4.2.3变频器容量的选择 76
4.3电网与变频器的切换 82
4.4瞬时停电再启动 82
4.5变频器的外围设备及其选择 83
4.5.1常规配件的选择 83
4.5.2专用配件的选择 85
思考题与习题 88
第5章 变频调速拖动系统的构建 90
5.1变频调速拖动系统的组成 90
5.2构建变频调速拖动系统的基本要求 90
5.2.1在机械特性方面的要求 90
5.2.2在运行可靠性方面的要求 91
5.3变频调速时电动机的有效转矩线 92
5.3.1有效转矩线的概念 92
5.3.2fx≤fN时的有效转矩线 92
5.3.3 fx＞fN时的有效转矩线 93
5.4恒转矩负载变频调速系统的构建 94
5.4.1工作频率范围的选择 94
5.4.2调速范围与传动比 95
5.4.3电动机和变频器的选择 97
5.5恒功率负载变频系统的构建 98
5.5.1恒功率负载系统构建的主要问题 98
5.5.2电动机和变频器的选择 101
5.6平方律负载变频调速系统的构建 101
5.6.1平方律负载系统构建的主要问题 102
5.6.2平方律负载系统电动机与变频器的选择 103
5.7直线律负载变频系统的构建 103
5.7.1直线律负载及其特性 103
5.7.2直线律负载系统变频器的选择 104
5.8对混合特殊性负载变频器的选择 104
5.8.1混合特殊性负载及其特性 104
5.8.2对混合特殊性负载变频器的选择 105
思考题与习题 105
第6章 变频技术应用概述 106
6.1变频技术的应用 106
6.2起升机构的变频调速 108
6.2.1起升机构的特点 108
6.2.2起升机构对拖动系统的要求 110
6.2.3起升机构的变频调速改造 110
6.3箱式电梯设备的变频调速 113
6.3.1箱式电梯与起升机构的异同 113
6.3.2箱式电梯的变频调速 114
6.4水泵、风机的变频调速 119
6.4.1水泵变频调速节能原理 119
6.4.2恒压供水变频调速系统的构成与工作过程 121
6.4.3恒压供水系统的应用实例 123
6.5中央空调的变频调速 124
6.5.1中央空调的构成 124
6.5.2对中央空调变频调速系统的基本考虑 125
6.5.3对中央空调变频调速系统的另一考虑 127
6.6机床的变频调速改造 129
6.6.1变频器的选择 130
6.6.2变频器的频率给定 130
6.6.3变频调速系统的控制电路 132
思考题与习题 133
第7章 变频器的安装、维护与调试 134
7.1三菱FR-A-500系列变频器 134
7.1.1变频器的外形与结构 136
7.1.2变频器的硬件和软件功能编码 140
7.1.3功能预置的几个问题 142
7.2变频器的安装与调试常识 153
7.2.1变频器的安装 153
7.2.2变频器的调试 155
7.3变频器的保养和维护 159
7.3.1变频器保养维护的重要性及注意事项 159
7.3.2变频器的保养维护 161
7.4变频器常见故障诊断 167
7.4.1关于维修变频器要注意的一些问题 167
7.4.2故障报警显示和运行异常处理对策 171
7.4.3变频器主板故障 176
7.5电磁干扰和射频干扰 185
思考题与习题 186
第8章 变频器操作实验 189
实验一 变频器结构认识与接线 189
实验二 变频器的基本操作 198
实验三 变频器的PU模式操作 204
实验四 变频器的外部操作 209
实验五 变频器的组合操作 212
实验六 变频器的频率跳变 217
实验七 变频器的多段速运行 219
实验八 变频器的程序运行 223
实验九 变频器与PLC的综合应用 230
附录一 三菱FR-A-500变频调速器常用参数表 234
附录二 三菱变频器故障报警代码表 236
思考题与习题解答 240
参考文献 269