基础知识篇 2
第1章 初识变频器 2
1.1 变频调速技术 2
1.1.1 电动机 2
1.1.2 交流电动机的调速 3
1.1.3 交流电动机的调速方式 10
1.1.4 变频调速 13
1.1.5 PWM技术 15
1.2 变频器的基本工作原理 35
1.2.1 变频器的基本工作原理 35
1.2.2 变频器的电路结构及工作原理 35
1.3 变频器的分类 37
1.3.1 按照主电路结构进行分类 37
1.3.2 按照主电路工作方式进行分类 38
1.3.3 按照控制方式分类 38
1.3.4 按照逆变器的工作方式分类 39
1.3.5 按照用途分类 40
1.4 变频器的应用 41
1.4.1 在节能方面的应用 41
1.4.2 在工业自动化方面的应用 42
1.4.3 在其他方面的应用 42
应用实战篇 44
第2章 变频器的应用 44
2.1 变频器应用基础 44
2.1.1 面板功能 44
2.1.2 外部接口功能 44
2.1.3 变频器的常用参数及设定 46
2.1.4 变频器的通信与组网 51
2.2 三菱FR-A540型变频器的应用 62
2.2.1 外观结构 62
2.2.2 拆卸面板 63
2.2.3 端子功能 64
2.2.4 应用接线 67
2.2.5 操作面板的应用 73
2.2.6 运行操作 76
2.2.7 常用功能及参数设置 79
2.3 变频器的典型控制及应用电路 87
2.3.1 电动机正转控制电路 87
2.3.2 电动机正、反转控制电路 88
2.3.3 工频与变频切换电路 90
2.3.4 多挡速控制电路 93
2.3.5 程序控制 95
2.3.6 PID控制应用 97
2.4 变频器与PLC综合应用 100
2.4.1 变频器与PLC的连接 100
2.4.2 变频器与PLC联机工作时的注意事项 103
2.4.3 变频器与PLC组合实现电动机正反转控制 104
2.4.4 变频器与PLC组合实现多挡转速控制 106
2.4.5 变频器与PLC组合电梯控制工程应用 109
第3章 变频调速系统设计 114
3.1 变频器的选用 114
3.1.1 变频器的选择 114
3.1.2 负载转矩特性 116
3.1.3 变频器的容量选择与计算 118
3.2 变频器外围设备的选用 124
3.2.1 变频器外围设备 124
3.2.2 输入断路器的选用 126
3.2.3 交流电抗器的选用 127
3.2.4 输入接触器的选用 128
3.2.5 EMI电源滤波器的选用 128
3.2.6 输出接触器的选用 130
3.2.7 直流电抗器的选用 130
3.2.8 制动电阻及制动单元的选用 131
3.2.9 电网电源切换装置 133
3.3 变频器的安装 133
3.3.1 变频器的安装环境 133
3.3.2 变频器的安装方法 135
3.3.3 变频器的接线 137
3.3.4 变频调速系统的布线 141
3.4 变频器的调试 144
3.4.1 检查 145
3.4.2 熟悉变频器操作面板 145
3.4.3 空载试验 145
3.4.4 带载试验 146
3.4.5 变频器通电试机 146
3.5 变频器的负载适应 147
3.6 变频器的维护 151
第4章 变频器的工程应用实例 156
4.1 西门子MM440系列变频器的工程应用 156
4.1.1 MM440系列变频器的应用 156
4.1.2 MM440系列变频器的基本控制 173
4.1.3 MM440系列变频器的可选件 181
4.1.4 配套编码器模块 182
4.1.5 MM440系列变频器的高级应用 184
4.1.6 MM440系列变频器在给水泵上的工程应用 189
4.1.7 MM440系列变频器在风机系统中的工程应用 193
4.1.8 MM440系列变频器在料车卷扬调速系统中的工程应用 196
4.2 ABB系列变频器的工程应用 200
4.2.1 概述 200
4.2.2 ACS510系列变频器的应用 205
4.2.3 ACS550系列变频器的应用 212
4.2.4 ACS800系列变频器的应用 215
4.2.5 ACS550系列变频器在控制水泵出水口压力工程中的应用 229
4.3 台安N2系列变频器的工程应用 230
4.3.1 台安N2系列变频器概述 230
4.3.2 功能及参数设定 235
4.3.3 台安N2系列变频器的安装及其应用电路 251
4.3.4 台安N2系列变频器在内圆磨床上的工程应用 253
4.4 安川L1000A系列变频器的工程应用 254
4.4.1 安川L1000A系列变频器概述 254
4.4.2 电梯的变频控制 256
4.4.3 安川L1000A系列变频器在电梯中的工程应用 259
4.5 英威腾CHV190系列变频器在起重机中的工程应用 267
4.5.1 CHV190系列变频器的功能及特点 267
4.5.2 变频器在起重机中的应用 269
4.5.3 CHV190系列变频器在门式起重机中的工程应用实例 273
维修原理篇 278
第5章 电力电子器件 278
5.1 电力电子器件的种类 278
5.1.1 按控制信号的特性分类 278
5.1.2 按开关控制特性分类 278
5.2 电力二极管 279
5.2.1 电力二极管的主要类型 279
5.2.2 电力二极管的主要特性 280
5.2.3 电力二极管的主要参数 280
5.3 单向晶闸管 281
5.3.1 单向晶闸管的结构与工作原理 281
5.3.2 单向晶闸管的工作特点 283
5.3.3 单向晶闸管的主要参数 285
5.3.4 单向晶体管的检测 286
5.3.5 单向晶闸管的驱动电路 286
5.3.6 单向晶闸管的串并联 290
5.4 其他类型晶闸管 291
5.4.1 可关断晶闸管 292
5.4.2 双向晶闸管 294
5.4.3 逆导晶闸管和光控晶闸管 297
5.5 电力晶体管 297
5.5.1 基本特点 297
5.5.2 电力晶体管的驱动 299
5.5.3 电力晶体管的保护 300
5.5.4 电力晶体管式变频器的特点 301
5.5.5 电力晶体管的串并联 302
5.6 电力场效应晶体管（MOS管） 302
5.6.1 电力MOS管的类型和特点 303
5.6.2 增强型MOS管 303
5.6.3 耗尽型MOS管 304
5.6.4 电力MOS管的主要参数 305
5.6.5 电力MOS管的检测 306
5.6.6 电力MOS管的驱动 307
5.7 绝缘栅双极晶体管（IGBT） 309
5.7.1 IGBT的外形、结构及图形符号 310
5.7.2 工作原理及特点 310
5.7.3 IGBT的主要特性 310
5.7.4 IGBT的主要参数 311
5.7.5 IGBT的开通与关断 312
5.7.6 IGBT的结电容 313
5.7.7 IGBT的检测 314
5.8 其他电力电子器件 314
5.8.1 静电感应晶体管 314
5.8.2 MOS控制晶闸管 314
5.8.3 集成门极换流晶闸管 315
5.8.4 功率模块 315
5.8.5 IGBT智能模块 315
5.9 IGBT驱动电路 316
5.9.1 IGBT驱动电路基本原理 316
5.9.2 IGBT对驱动电路的要求 317
5.9.3 分立件式驱动电路 320
5.9.4 IGBT驱动模块 321
5.10 电力电子器件的保护电路 326
5.10.1 过电流保护电路 326
5.10.2 过电压保护电路 326
5.10.3 缓冲电路 327
第6章 变频器的工作原理 328
6.1 变频器的电路结构 328
6.1.1 变频器的主电路 328
6.1.2 变频器的控制电路 329
6.2 电力电子电路详解 329
6.2.1 整流电路 330
6.2.2 斩波电路 337
6.2.3 逆变电路 343
6.2.4 PWM控制 351
6.2.5 交流调压电路 358
6.2.6 交—交变频电路 362
6.3 变频器主电路详解 366
6.3.1 单元电路分析 366
6.3.2 实际电路分析 371
6.4 变频器的控制系统 374
6.4.1 主控电路 374
6.4.2 开关电源 375
6.4.3 采样处理电路 375
6.5 开关电源和驱动电路详解 376
6.5.1 开关电源基础 376
6.5.2 分立件式自励振荡电路分析 381
6.5.3 集成芯片式他励振荡电路 384
6.5.4 开关电源实际电路分析 390
6.5.5 驱动电路详解 395
6.6 变频器检测电路详解 404
6.6.1 电压检测电路 404
6.6.2 电流检测电路 408
6.6.3 接地判断电路 410
6.6.4 温度检测电路 411
6.7 变频器CPU电路详解 412
6.7.1 CPU电路概述 412
6.7.2 实际CPU基本电路分析 418
6.7.3 外部端子接口电路 419
6.7.4 内部接口电路 421
6.8 变频器制动电路详解 423
维修实战篇 428
第7章 变频器的维修 428
7.1 常用仪器和工具 428
7.1.1 常用测量仪器仪表 428
7.1.2 常用工具 434
7.2 维修基本技能 442
7.2.1 手工焊接技术 442
7.2.2 电路识图基础 446
7.3 变频器主电路的维修 449
7.3.1 变频器主电路的基本结构 449
7.3.2 主电路常见故障 450
7.3.3 一体化IGBT模块的检测 451
7.3.4 充电限流、滤波和制动电路的检测 453
7.3.5 主电路通电检修 454
7.3.6 主电路主要元器件的故障与检测 460
7.4 变频器开关电源电路维修 465
7.4.1 自制维修电源 466
7.4.2 开关电源主要器件与维修要点 467
7.4.3 开关电源的维修方法 473
7.4.4 自励式开关电源的维修 476
7.4.5 他励式开关电源的维修 477
7.5 变频器驱动电路的维修 479
7.5.1 驱动电路的基本类型 479
7.5.2 常用驱动芯片的维修资料 480
7.5.3 PC923、PC929驱动芯片驱动电路的维修 485
7.5.4 HCPL361J驱动电路的维修 488
7.5.5 装机前试验 490
7.5.6 IPM信号隔离电路的维修 493
7.6 变频器检测电路的维修 494
7.6.1 电压检测电路的维修 494
7.6.2 电流检测电路的维修 498
7.6.3 基准电压形成电路的维修 500
7.6.4 电流检测电路的故障代码 501
7.6.5 温度检测电路的维修 504
7.7 变频器CPU电路的维修 504
7.7.1 CPU基本电路的维修 504
7.7.2 CPU外部接口电路的维修 515
7.7.3 CPU驱动脉冲输出电路的维修 516
第8章 变频器故障维修实例与常见故障代码 517
8.1 变频器故障维修实例 517
8.1.1 变频器主电路故障维修实例 517
8.1.2 变频器开关电源电路故障维修实例 518
8.1.3 变频器驱动电路故障维修实例 521
8.1.4 变频器检测电路的故障维修实例 527
8.1.5 CPU电路故障维修实例 527
8.2 变频器的故障代码 530
8.2.1 西门子MM440系列变频器故障代码 530
8.2.2 LG系列变频器故障代码 534
8.2.3 艾默生系列变频器故障代码 536
8.2.4 德力西系列变频器故障代码 539
8.2.5 富士系列变频器故障代码 544
8.2.6 安川系列变频器故障代码 544