第1章 电力拖动基础 1
1.1 电力拖动系统概述 1
1.1.1 电力拖动系统的应用 1
1.1.2 电力拖动系统的组成及特点 1
1.1.3 电力拖动系统的分类 2
1.1.4 电力拖动的历史、现状与发展趋势 2
1.2 典型生产机械的运动形式 3
1.2.1 单轴旋转系统 3
1.2.2 多轴旋转系统 3
1.2.3 多轴旋转系统加平移运动系统 4
1.2.4 多轴旋转系统加升降运动系统 4
1.3 电力拖动系统的动力学 4
1.3.1 单轴电力拖动系统的运动方程式 4
1.3.2 多轴电力拖动系统转矩及飞轮矩的折算 6
1.3.3 生产机械的负载转矩特性 10
1.4 电力拖动控制系统 12
1.4.1 直流电力拖动系统的调速 13
1.4.2 交流电力拖动系统的调速 14
本章小结 15
习题 15
第2章 三相异步电动机 16
2.1 电机概述 16
2.1.1 异步电动机的应用 17
2.1.2 电机的类型 17
2.1.3 电动机发展史 19
2.2 三相交流异步电动机的结构 22
2.2.1 定子 24
2.2.2 转子 25
2.3 三相交流异步电动机的工作原理 27
2.3.1 理论基础 27
2.3.2 旋转磁场 28
2.3.3 电动机转动原理 31
2.3.4 转差率 33
2.4 三相异步电动机的铭牌和技术数据 35
2.4.1 铭牌和技术数据 35
2.4.2 参数测定 38
本章小结 41
习题 41
第3章 异步电动机电力拖动 42
3.1 三相异步电动机的机械特性 42
3.1.1 三相异步电动机的机械特性表达式 42
3.1.2 三相异步电动机的固有机械特性和人为机械特性 46
3.2 三相异步电动机的起动 47
3.2.1 三相异步电动机的起动性能分析 48
3.2.2 三相异步电动机的起动方法 49
3.3 三相异步电动机的制动 61
3.3.1 三相异步电动机的能耗制动 62
3.3.2 三相异步电动机的反接制动 63
3.3.3 三相异步电动机的回馈制动 65
3.4 三相异步电动机的调速 67
3.4.1 变频调速 68
3.4.2 转变极调速 72
3.4.3 变转差率调速 76
3.5 三相异步电动机的选择 80
本章小结 82
习题 82
第4章 变频器技术的发展以及应用 84
4.1 变频器技术的发展历史 84
4.1.1 变频器技术的发展背景 84
4.1.2 变频器技术的快速发展 85
4.1.3 变频器调速控制系统的优势 86
4.2 变频器的发展趋势 88
4.2.1 高水平的控制 89
4.2.2 主电路逐步向集成化、高频化和高效率发展 89
4.2.3 控制量由模拟量向数字量发展 89
4.2.4 向多功能化和高性能化发展 90
4.2.5 向大容量和高压化发展 90
4.3 变频器的分类 91
4.3.1 按原理分类 91
4.3.2 按控制方式分类 92
4.3.3 按用途分类 93
4.4 变频器的应用 94
4.4.1 在风机和泵类方面的应用 94
4.4.2 在自动化系统中的应用 96
4.4.3 在提高工艺水平和产品质量方面的应用 97
本章小结 97
习题 98
第5章 通用型变频器变频技术 99
5.1 交-直-交变频技术 99
5.1.1 整流电路 99
5.1.2 中间电路 103
5.1.3 逆变电路的工作原理及基本形式 105
5.2 SPWM控制技术 107
5.2.1 SPWM控制的基本原理 108
5.2.2 SPWM逆变电路的控制方式 109
5.2.3 SPWM逆变器的调制方式 110
5.2.4 SPWM波形成的方法 111
5.3 交-交变频技术 112
5.3.1 单相输出交-交变频电路 112
5.3.2 三相输出交-交变频电路 116
5.3.3 矩形波交-交变频 117
本章小结 119
习题 120
第6章 变频器的结构和使用 121
6.1 变频器的基本构成和工作原理 121
6.1.1 变频器的基本构成 121
6.1.2 变频器内部电路的基本功能 121
6.1.3 主电路的逆变电路基本工作原理 122
6.1.4 控制电路的结构 123
6.1.5 变频器器外部端子 124
6.2 变频器的控制方式 126
6.2.1 U/f控制 126
6.2.2 矢量控制 131
6.2.3 直接转矩控制 135
6.3 变频器的主要功能参数 136
6.3.1 变频器运行前的功能参数预置 136
6.3.2 变频器的运行功能参数 137
6.3.3 变频器的保护功能及预置 141
6.4 变频器的频率参数 144
6.4.1 各种基本频率参数的意义 144
6.4.2 变频器的其他频率参数 145
6.5 变频器PID闭环控制 147
6.5.1 闭环控制 147
6.5.2 PID调节 148
6.5.3 传感器接线及目标值的设定方式 151
6.5.4 PID参数的整定 153
本章小结 154
习题 155
第7章 变频器驱动系统的设计与选择 156
7.1 变频器驱动系统的设计 156
7.1.1 机械负载与电动机的转矩特性 157
7.1.2 设计变频器驱动系统的要点 158
7.2 变频调速系统中变频器的选择 162
7.2.1 根据电动机的结构形式及容量来选择变频器 162
7.2.2 依据负载类型的选择变频器 164
7.2.3 依据电动机的运行状态选择变频器 164
7.3 变频调速系统的主电路及电器选择 165
7.3.1 断路器 165
7.3.2 电磁接触器 167
7.3.3 传感器 167
7.3.4 输入交流电抗器 169
7.3.5 无线电噪声滤波器 169
7.3.6 制动电阻及制动单元 170
7.3.7 直流电抗器 171
7.3.8 输出交流电抗器 172
7.4 变频调速系统控制线路 172
7.4.1 变频器控制电路的主要组成 172
7.4.2 启停止控制电路 172
7.4.3 正反转控制电路 174
7.4.4 升速与降速控制 175
7.4.5 多段速度控制电路 175
7.4.6 变频与工频切换控制线路 176
本章小结 177
习题 178
第8章 变频器的安装调试和维修保养 179
8.1 变频器的设置环境和安装 179
8.1.1 变频器的设置环境 179
8.1.2 变频器的安装方式 180
8.2 配线 180
8.2.1 主电路配线 180
8.2.2 接地线配线 181
8.2.3 控制电路布线 181
8.3 通电前的检查 182
8.3.1 外观及结构检查 182
8.3.2 绝缘电阻检查 182
8.4 试运行 183
8.4.1 电动机单独运行 183
8.4.2 负载机械的试运行 183
8.5 检查与维修保养 184
8.5.1 维修保养基本准则 184
8.5.2 定期检查和维修保养 184
本章小结 185
习题 186
第9章 变频器常见异常及其对策 187
9.1 变频器自身异常及对策 187
9.1.1 设置环境 187
9.1.2 外部噪声的影响 187
9.1.3 电源异常 189
9.2 变频器对周边设备的影响及对策 190
9.3 变频器驱动系统故障分析 191
本章小结 193
习题 193
参考文献 194