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
1.3.4变频电机 23
习题1 25
第2章 常用电力电子器件原理及选择 27
2.1晶闸管的结构原理及测试 27
2.1.1普通晶闸管的结构 27
2.1.2晶闸管的工作原理 27
2.1.3晶闸管的伏安特性 29
2.1.4晶闸管管脚极性的判断和测试 30
2.1.5门极可关断晶闸管 31
2.2功率晶体管 31
2.2.1功率晶体管的结构及工作特点 31
2.2.2功率晶体管的主要参数 32
2.2.3功率晶体管的选择方法 33
2.2.4常用功率晶体管的驱动电路模块 34
2.3功率场效应晶体管的结构、工作特点及测试 34
2.3.1功率场效应晶体管的结构 34
2.3.2功率场效应晶体管的工作特点 34
2.3.3功率场效应晶体管的测试 35
2.4绝缘栅双极型晶体管的结构与工作特点 36
2.4.1绝缘栅双极型晶体管的结构 36
2.4.2绝缘栅双极型晶体管的工作特点 36
2.5集成门极换流晶闸管的结构与工作特点 37
2.5.1集成门极换流晶闸管的结构 37
2.5.2集成门极换流晶闸管的工作特点 37
2.6 MOS控制晶闸管的结构与工作特点 37
2.6.1 MOS控制晶闸管的结构 37
2.6.2 MOS控制晶闸管的工作特点 38
2.7电力半导体器件的应用特点 38
2.8智能电力模块的结构与工作特点 39
习题2 40
第3章 变频调速原理 42
3.1变频调速的基本原理 42
3.1.1变频调速系统的控制方式 42
3.1.2 PWM控制技术 44
3.2通用变频器简介 49
3.2.1通用变频器基本结构 49
3.2.2变频器的主电路 50
3.2.3变频器的其他单元电路 53
3.2.4其他相关电路 59
3.3 U/f控制型通用变频器 60
3.3.1普通控制型U/f通用变频器 60
3.3.2具有恒定磁通功能的U/f通用变频器 64
3.3.3转速闭环控制的转差频率控制系统 65
3.4矢量控制系统通用变频器 66
3.4.1矢量控制的基本思路 66
3.4.2矢量控制通用变频器举例 68
3.5直接转矩控制 68
3.5.1 PWM逆变器输出电压的矢量表示 68
3.5.2磁通轨迹控制 69
3.5.3直接转矩控制系统的实际结构 71
3.6高压变频器主电路结构及其控制特点 71
3.7我国变频调速技术的发展状况 73
3.7.1变频调速技术的发展过程 73
3.7.2目前国内主要的产品状况 74
3.8变频技术的发展方向 75
习题3 76
第4章 变频器的选择 78
4.1变频器的额定值和性能指标 78
4.2变频器的选择 80
4.2.1变频器品牌的选择 81
4.2.2变频器控制方式的选择 81
4.2.3变频器滤波方式的选择 82
4.2.4变频器容量的选择 83
4.3电网与变频器的切换 89
4.4瞬时停电再启动 89
4.5变频器的外围设备及其选择 90
4.5.1常规配件的选择 90
4.5.2专用配件的选择 92
习题4 95
第5章 变频调速拖动系统的构建 97
5.1变频调速拖动系统的组成 97
5.2构建变频调速拖动系统的基本要求 97
5.2.1在机械特性方面的要求 97
5.2.2在运行可靠性方面的要求 98
5.3变频调速时电动机的有效转矩线 99
5.3.1有效转矩线的概念 99
5.3.2 fx≤fN时的有效转矩线 99
5.3.3 fx＞fN时的有效转矩线 100
5.4恒转矩负载变频调速系统的构建 101
5.4.1工作频率范围的选择 101
5.4.2调速范围与传动比 102
5.4.3电动机和变频器的选择 104
5.5恒功率负载变频系统的构建 105
5.5.1恒功率负载系统构建的主要问题 105
5.5.2电动机和变频器的选择 108
5.6平方律负载变频调速系统的构建 108
5.6.1平方律负载系统构建的主要问题 109
5.6.2平方律负载系统电动机与变频器的选择 110
5.7直线律负载变频系统的构建 110
5.7.1直线律负载及其特性 110
5.7.2直线律负载系统变频器的选择 111
5.8对混合特殊性负载变频器的选择 111
5.8.1混合特殊性负载及其特性 111
5.8.2对混合特殊性负载变频器的选择 112
习题5 112
第6章 变频技术应用概述 113
6.1变频技术的应用 113
6.2起升机构的变频调速 115
6.2.1起升机构的特点 115
6.2.2起升机构对拖动系统的要求 117
6.2.3起升机构的变频调速改造 118
6.3箱式电梯设备的变频调速 120
6.3.1箱式电梯与起升机构的异同 120
6.3.2箱式电梯的变频调速 121
6.4水泵、风机的变频调速 126
6.4.1水泵变频调速节能原理 126
6.4.2恒压供水变频调速系统的构成与工作过程 128
6.4.3恒压供水系统的应用实例 130
6.5中央空调的变频调速 131
6.5.1中央空调的构成 131
6.5.2对中央空调变频调速系统的基本考虑 132
6.5.3对中央空调变频调速系统的另一考虑 134
6.6机床的变频调速改造 136
6.6.1变频器的选择 137
6.6.2变频器的频率给定 137
6.6.3变频调速系统的控制电路 139
习题6 140
第7章 变频器的安装、维护与调试 142
7.1三菱FR-A-500系列变频器 142
7.1.1变频器的外形与结构 144
7.1.2变频器的硬件和软件功能编码 148
7.1.3功能预置的几个问题 150
7.2变频器的安装与调试常识 161
7.2.1变频器的安装 161
7.2.2变频器的调试 163
7.3变频器的保养和维护 167
7.3.1变频器保养维护的重要性及注意事项 167
7.3.2变频器的保养维护 169
7.4变频器常见故障诊断 175
7.4.1关于维修变频器要注意的一些问题 175
7.4.2故障报警显示和运行异常处理对策 179
7.4.3变频器主板故障 184
7.5电磁干扰和射频干扰 193
习题7 194
第8章 变频器操作实验 197
实验一 变频器结构认识与接线 197
实验二 变频器的基本操作 206
实验三变频器的PU模式操作 212
实验四 变频器的外部操作 217
实验五 变频器的组合操作 220
实验六 变频器的频率跳变 225
实验七 变频器的多段速运行 227
实验八 变频器的程序运行 231
实验九 变频器与PLC的综合应用 238
附录一 三菱FR-A-500变频调速器常用参数表 242
附录二 三菱变频器故障报警代码表 245
习题解答 248
参考文献 277