绪论 1
一、历史沧桑话调速 1
二、一枝独秀——变频调速 2
三、变频调速系统概述 5
四、变频调速的发展过程 7
五、变频调速技术的主要内容 8
第一章 变频器的基本结构和工作原理 10
一、交-直-交电压型变频器 10
（一）工作原理 10
（二）电压型三相变频器分类 14
二、PWM变频器 17
（一）谐波的影响 17
（二）PWM变频器 17
（三）SPWM波形成的方法 20
（四）SPWM的优点 21
（五）采用SPWM应注意的问题 22
三、SVPWM逆变器 23
（一）定义与调制原理 23
（二）电压矢量切换方式与磁链轨迹 23
四、交-直-交电流型变频器 28
（一）强迫换相式逆变器 28
（二）输出滤波器换相式逆变器 30
（三）自换相式逆变器 31
五、交-交变频器 31
（一）概述 31
（二）交-交变频器的基本结构 32
（三）交-交变频器的工作原理 33
（四）交-交变频器的运行方式 36
（五）换相及触发脉冲产生原理 38
第二章 电力电子器件 43
一、概述 43
二、变频器对电力电子器件的要求 45
三、二极管 46
四、开关器件及其驱动、保护电路 46
（一）晶闸管（SCR） 46
（二）门极关断（GTO）晶闸管 47
（三）大功率晶体管（GTR、BJT） 50
（四）功率MOS场效应晶体管（MOSFET） 52
（五）绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 53
（六）智能功率模块（IPM） 56
（七）集成门极换流晶闸管（IGCT） 57
（八）MOS控制晶闸管（MCT） 60
（九）注入增强栅晶体管（IECT） 61
（十）静电感应晶体管（SIT） 61
（十一）静电感应晶闸管（SITH） 61
（十二）碳化硅（SiC）功率器件 62
五、开关器件串并联技术 62
（一）晶闸管的串并联 62
（二）GTO晶闸管的串并联 64
（三）MOSFET的串并联 65
（四）GTR的串并联 66
（五）IGBT的串并联 66
（六）IGCT的串联 68
第三章 电动机的运行和负载 69
一、异步电动机的运转状态与控制 69
（一）起动 69
（二）升速和调速 71
（三）降速和制动 72
（四）反转、四象限运行 73
二、变频调速电动机的机械特性 74
（一）恒U1／f1运行方式的机械特性 74
（二）恒最大转矩Mm运行方式的机械特性 76
三、电动机的负载 76
（一）恒转矩负载 78
（二）降转矩负载 78
（三）恒功率负载 79
四、主要负载的特征与变频传动 80
（一）风机泵类 80
（二）机床 82
（三）卷取机 84
（四）注塑机 85
（五）轧钢系统 86
（六）机车牵引 87
（七）提升机械 89
（八）家用电器 90
第四章 变频调速系统的控制与数字化 92
一、变频调速的主要技术指标 92
二、开环控制 93
三、闭环控制 94
（一）转差频率控制 94
（二）矢量变换控制 97
（三）直接转矩控制（DTC） 103
四、数字控制 107
（一）大规模集成电路与应用 107
（二）计算机的应用 109
第五章 变频器对周边电气设备的影响及对策 118
一、输入侧谐波的影响和对策 118
（一）产生的原因及影响 118
（二）消除污染的对策 120
（三）功率因数问题 125
二、输出侧谐波影响的对策 125
（一）输出波形的谐波分量 126
（二）谐波等效电路与谐波电流计算 126
（三）谐波损耗与电动机效率 127
（四）谐波转矩 129
（五）消除输出谐波影响的对策 131
三、电波噪声的产生及电磁兼容（EMC） 132
（一）传导噪声及其对策 133
（二）辐射噪声及其对策 133
（三）感应噪声及其对策 134
四、共模电压及对策 134
五、变频器的可靠性 135
第六章 通用变频器及其应用 138
一、通用变频器概述 138
二、通用变频器的功能与使用 139
（一）结构与功能 139
（二）主要功能的设定 142
（三）保护、自诊断、显示及报警系统 146
（四）选用件功能与使用 147
三、通用变频器应用实例 149
（一）变频器在水泵和风机传动中的应用 149
（二）变频器在机车牵引中的应用 154
（三）变频器在陶瓷生产中的应用 155
（四）在冶金起重设备中的应用 158
四、变频传动电气系统的配电与控制设备 163
（一）变压器 163
（二）高压断路器及选择 164
（三）熔断路 166
（四）低压断路器 167
（五）电磁接触器 167
（六）过载继电器 168
（七）可编程序控制器（PLC）简介 169
第七章 高压变频器及其应用 173
一、概述 173
二、高-低-高方式高压变频器 174
三、高-高方式高压变频器 177
（一）开关器件串联高压变频器 177
（二）钳位式多电平高压变频器 180
四、高-低方式高压变频器——功率单元串联高压变频器 194
（一）功率单元串联变频器的结构与原理 194
（二）功率单元串联变频器分类 196
（三）故障处理技术 202
（四）功率单元串联变频器的优点 204
（五）功率单元串联变频器的应用实例——水泥行业中的典型应用 205
第八章 同步电动机的变频调速 208
一、概述 208
二、同步电动机的起动 209
三、同步电动机的调速 212
（一）他控式变频调速系统 213
（二）自控式变频调速系统 214
四、同步电动机调速的控制 219
（一）转速电流双闭环反馈控制 219
（二）同步电动机调速系统的矢量控制 221
参考文献 225