项目一 认识变频器 1
任务一 变频的内涵 1
一、变频调速的原理 1
二、变频器的构成框图 3
任务二 变频器的主电路 4
一、变频器的分类 4
二、交—直—交变频器的主电路 5
三、逆变原理 7
四、变频器中的半导体开关器件 8
任务三 变频器操作实验 10
一、变频器面板及工作模式介绍 11
二、变频器的面板操作及运行 14
三、变频器的外部运行、组合运行 16
任务四 变频器相关内容拓展 17
一、变频器的应用 17
二、变频器的外接主电路、各元器件的作用及选择 18
三、实物变频器的内部构成解析 20
项目小结 21
思考题 21
项目二 变频与变压 23
任务一 变频与变压概述 23
一、异步电动机的平衡方程 23
二、变频也需变压 26
三、变频变压的实现方法 27
任务二 变频器主电路参数的测量 30
一、输出电压的测量 31
二、输入电流的测量 32
三、功率的测量 33
项目小结 33
思考题 34
项目三 变频调速时电动机的机械 特性 35
任务一 异步电动机及各类负载的机械特性 35
一、异步电动机的机械特性 35
二、电动机的稳定运行 36
三、异步电动机的起动和制动 37
四、负载的机械特性 37
任务二 电动机变频后的机械特性 39
一、调频、调压比 39
二、变频后电动机的机械特性 39
三、变频后电动机的有效转矩线 41
四、对额定频率fN以下变频调速特性的修正 42
五、变频调速时理想有效转矩线的特点 43
项目小结 45
思考题 46
项目四 提高转矩的方法 47
任务一 V/F控制 47
一、V/F控制的程度 47
二、V/F控制功能的选择 48
三、转矩补偿时U/f值的验证 49
四、补偿不当举例 50
任务二 矢量控制 50
一、直流电动机与异步电动机调速上的差异 51
二、矢量控制中的等效变换 51
三、变频器矢量控制的基本思想及反馈 53
四、V/F控制与矢量控制的区别 54
五、使用矢量控制的要求 54
任务三 传动机构的作用 55
一、拖动系统的组成 55
二、传动机构的作用及系统参数折算 56
任务四 基本频率、电动机磁极对转矩的影响 58
一、基本频率对转矩的影响 58
二、不同磁极的电动机有效转矩的差别 59
三、转矩提高的综合思考 60
项目小结 61
思考题 62
项目五 变频器的各种频率参数 63
任务一 各种频率参数的意义及验证 63
一、各种频率参数的意义 63
二、常见频率参数的功能验证 64
任务二 多挡转速频率的控制和验证 65
一、多挡转速频率的控制 65
二、多挡转速运行验证 66
三、多挡转速的PLC控制验证 68
任务三 程序控制 69
一、程序控制概述 69
二、程序运行方式验证 70
项目小结 74
思考题 74
项目六 变频器的加速与减速 76
任务一 加速及起动 76
一、工频起动与变频起动 76
二、加速时间 77
三、加速模式 79
任务二 减速与停机 80
一、减速时电动机工作在发电状态 80
二、减速时的泵升电压 81
三、制动电阻和制动单元的作用 82
四、制动电阻的选择 82
任务三 变频器的保护功能 83
一、过载和过电流保护 83
二、电压保护 85
三、自动重合闸 85
项目小结 86
思考题 87
项目七 变频器的控制端子及外接控制电路 88
任务一 变频器的控制端子 88
一、变频器的输入控制端子 88
二、变频器的输出控制端子 94
任务二 变频器控制端子功能验证 97
一、监视器输出信号的应用验证 97
二、自锁、加减速端子和封锁输出的应用验证 99
三、模拟量输入端子的应用实验 100
四、实现电动机正反转的几种方法 102
五、多功能端子的应用 103
任务三 变频／工频切换控制电路 105
一、继电器控制电路 105
二、变频器自带的切换功能 106
项目小结 108
思考题 109
项目八 变频调速系统闭环控制 111
任务一 PID控制的基本知识 111
一、闭环控制 111
二、PID调节 112
三、传感器接线及目标值的设置方式 115
任务二 PID闭环调节实验 117
一、反馈值取自电位器时的操作 117
二、有实验设备时的操作 118
项目小结 120
思考题 121
项目九 变频器的安装、调试及干扰防范 122
任务一 变频器的安装及布线 122
一、变频器的设置环境 122
二、变频器的安装 123
三、变频器的布线 124
任务二 变频器的功率因数和改善措施 126
一、变频器输入电流中的高次谐波 126
二、高次谐波对功率因数的影响 127
任务三 变频器的抗干扰措施 128
一、外界对变频器的干扰 129
二、变频器对周边设备的干扰和对策 129
任务四 变频调速系统的调试及常见故障 132
一、变频调速系统的调试 132
二、变频调速系统故障原因分析 133
项目小结 134
思考题 135
项目十 变频调速拖动系统的设计 136
任务一 变频调速系统设计的基本知识 136
一、变频调速系统设计的基本要求 136
二、变频调速系统中电动机的有效转矩线和有效功率线 138
任务二 恒转矩负载变频调速系统的设计 139
一、恒转矩负载的基本特点 139
二、系统设计的主要问题 140
三、电动机和变频器的选择 143
任务三 恒功率负载变频调速系统的设计 144
一、恒功率负载的基本特点 144
二、系统设计的主要问题 145
三、电动机和变频器的选择 148
任务四 二次方律负载变频调速系统的设计 149
一、二次方律负载的基本特点 149
二、系统设计的主要问题 149
三、电动机与变频器的选择 150
项目小结 151
思考题 152
项目十一 风机、水泵类负载变频调速应用实例 153
任务一 变频调速的节能 153
一、节能的几种情况 153
二、节能的计算 156
任务二 风机和空气压缩机的变频调速 157
一、风机的变频调速 157
二、空气压缩机的变频调速 159
任务三 恒压供水系统 162
一、单机的恒压供水系统 162
二、PLC控制的1控3的恒压供水系统 164
三、变频器自带的恒压供水控制 165
任务四 水泵的变频调速 168
一、中央空调冷却水的变频调速系统 168
二、水位控制的变频调速系统 171
项目小结 173
思考题 174
项目十二 其他各类负载变频调速应用实例 175
任务一 多单元同步的变频调速系统 175
一、概述 175
二、手动微调的同步控制 175
三、自动微调的同步控制 176
任务二 起重机械的变频调速 178
一、起重机械中的电动机运行状态 178
二、再生电能的处理 179
三、溜钩的防止 180
任务三 车床主轴的变频调速 182
一、普通车床的大致构造 182
二、普通车床主运动的负载性质 182
三、计算实例 183
任务四 龙门刨床的变频调速 186
一、龙门刨床的构造与工作特点 186
二、刨台运动的变频调速 187
项目小结 189
思考题 190
项目十三 变频器与其他设备的通信 191
任务一 通信的基础知识 191
一、数据通信方式 191
二、数据传送方向 193
三、传送介质 193
四、串行通信接口标准 193
任务二 三菱系列变频器的RS-485通信 194
一、数据格式 194
二、数据定义 196
三、三菱PLC串行数据通信 196
四、变频器通信设置 198
任务三 变频器与其他自动化设备通信实验 199
一、触摸屏与变频器的通信 199
二、PLC与变频器的通信 203
项目小结 208
思考题 209
项目十四 高压变频及其应用 211
任务一 高压变频器的组成原理 211
一、高压变频器的分类 211
二、单元串联高压变频器的构成 214
三、高压变频器的应用领域 216
任务二 高压变频器的操作及常见功能 216
一、常见产品界面介绍 216
二、高压变频器的操作 218
任务三 应用举例 220
一、发电厂引风机变频改造 220
二、高压变频器在冶金企业中的应用 222
项目小结 224
思考题 225
附录 226
附录A 简易实验台的制作 226
一、需要的材料和元器件 226
二、实验台的制作 226
附录B 三菱FR-A700变频器简介 227
一、三菱FR-A700变频器端子图 227
二、三菱FR-A700变频器端子说明 227
三、三菱FR-A700变频器主要功能说明 230
附录C 森兰变频器简介 243
一、森兰SB60G系列变频器端子图 243
二、森兰SB60G系列变频器控制回路端子说明 243
三、森兰SB60G系列变频器主要功能说明 244
参考文献 248