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第1章 变频调速器的基本原理与构成1

1.1 变频调速的基本原理1

1.1.1 变频器的基础知识1

1.1.2 变频器的工作原理2

1.2 变频器的分类8

1.2.1 按变换的环节分类8

1.2.2 按直流电源性质分类9

1.2.3 按开关方式分类10

1.2.4 按控制方式分类10

1.3 变频器中的逆变器件10

1.3.1 SCR和GTO晶闸管10

1.3 2 双极型功率晶体管（BJT）11

1.3.3 金属氧化物场效应管（MOSFET）12

1.3.4 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）12

1.3.5 其他新型器件14

1.3.6 电力半导体器件的比较14

1.3.7 常见IGBT驱动集成芯片15

1.4 变频器控制方式18

1.4.1 非智能控制方式19

1.4.2 智能控制方式21

1.4.3 变频器控制的展望21

1.5 控制电路的基本构成22

1.5.1 主控板22

1.5.2 键盘与显示板23

1.5.3 电源板与驱动板23

1.5.4 外接控制电路24

1.6 变频器的主要功能24

1.6.1 系统功能24

1.6.2 频率设定功能25

1.6.3 加速时间和减速时间的设定功能26

1.6.4 变频器的保护功能27

1.6.5 变频器U/f控制方式的选择功能28

1.7 变频器的性能指标28

1.7.1 变频器质量性能指标28

1.7.2 变频器质量性能指标简易评定办法29

1.8 通用变频器的基本运行方式29

1.8.1 通用变频器的操作和显示29

1.8.2 通用变频器的基本运行方式31

1.9 常见通用变频器介绍31

1.9.1 常见通用变频器厂商品牌31

1.9.2 几种通用变频器介绍32

第2章 通用变频器调速系统的设计37

2.1 负载的机械特性37

2.1.1 恒转矩负载38

2.1.2 恒功率负载39

2.1.3 二次方律负载41

2.1.4 负载的运行工艺分类41

2.2 变频调速系统的基本要求42

2.2.1 保持U/f恒定43

2.2.2 转差频率控制45

2.2.3 矢量控制48

2.3 恒转矩负载的变频调速49

2.3.1 恒转矩特点49

2.3.2 恒转矩变频控制50

2.4 恒功率负载的变频调速51

2.5 二次方律负载的变频调速52

2.6 变频与工频的切换53

2.6.1 一般方法及存在问题53

2.6.2 改进的方法55

2.7 异步电动机的选择57

2.7.1 异步电动机形式与容量的选择57

2.7.2 变频器专用电机的选择62

2.8 变频器的选择64

2.8.1 不同控制对象时变频器的选择65

2.8.2 变频器容量的计算与选择69

第3章 通用变频器的安装与维护73

3.1 通用变频器的安装与保存73

3.1.1 变频器安装环境要求73

3.1.2 变频器的发热与散热74

3.1.3 变频器安装方法75

3.1.4 变频器的运输、贮存77

3.2 通用变频器的接线77

3.2.1 主电路的接线77

3.2.2 控制电路的接线80

3.2.3 通用变频器的布线82

3.3 变频器功率因数及其改善83

3.3.1 变频器的输入电流与功率因数83

3.3.2 变频器功率因数的改善84

3.4 变频器的抗干扰85

3.4.1 外界对变频器的干扰85

3.4.2 变频器输出侧谐波干扰的产生86

3.4.3 变频器谐波传播与危害87

3.4.4 变频器的抗干扰措施89

3.5 变频器的维护与故障处理91

3.5.1 变频器的维护91

3.5.2 变频器常见故障处理92

3.6 变频器的测量与绝缘测试97

3.6.1 变频器的测量97

3.6.2 变频器绝缘电阻的测试100

3.7 变频器的调试101

3.7.1 变频器的功能预置和空试101

3.7.2 电动机的空载试车101

3.7.3 拖动系统试车101

第4章 通用变频调速器实用控制电路与控制实例103

4.1 变频调速器基本控制电路103

4.1.1 变频调速器正转运行的基本电路103

4.1.2 按钮开关控制变频调速器电路103

4.1.3 继电器控制变频调速器电路104

4.1.4 变频调速器正、反转运行控制电路104

4.1.5 变频调速器外接两地控制电路105

4.1.6 变频与工频切换的控制电路106

4.2 变频调速的PID控制107

4.2.1 反馈信号的接入107

4.2.2 PID控制的工作过程108

4.2.3 变频器PID调节功能108

4.2.4 变频器中PID调节功能的预置和调整109

4.2.5 变频器内置PID功能应用实例112

4.3 PLC控制变频调速系统114

4.3.1 PLC控制变频调速系统的接口类型114

4.3.2 PLC与变频器硬件连接时的注意事项116

4.3.3 PLC控制变频调速系统的软件结构116

4.3.4 PLC控制变频调速系统的应用116

4.4 基于总线的变频调速控制124

4.4.1 现场总线的概念及特点124

4.4.2 总线控制变频调速系统的构成126

4.4.3 ProfiBus-DP控制变频器在连铸机中的应用128

4 4.4 ProfiBus控制变频器在软水处理系统中的应用131

第5章 通用变频器节能改造应用136

5.1 变频调速节能原理与节能改造估算136

5.1.1 风机、泵类平方转矩负载的变频改造节能估算136

5.1.2 恒转矩类负载变频改造节能估算137

5.1.3 电磁调速系统变频改造节能估算138

5.1.4 液力耦合器调速系统变频改造节能估算139

5.1.5 绕线式电机串电阻调速系统变频改造节能估算139

5.2 变频调速节能改造注意事项140

5.2.1 变频调速节能与系统功率因数的关系140

5.2.2 变频器与电动机的匹配141

5.3 变频器在球磨机节能改造中的应用143

5.3.1 球磨机的临界转速和最佳工作转速143

5.3.2 电动机的效率144

5.3.3 电动机的调压节电145

5.3.4 液力耦合器和变频调速节能146

5.4 变频器在自来水厂循环投切恒压供水系统中的应用147

5.4.1 变频恒压供水控制方案147

5.4.2 循环投切的工作过程148

5.4.3 循环投切对变频器和电机的影响149

5.4.4 应用实例149

5.5 暖通空调系统的变频节能改造151

5.5.1 暖通空调系统的变频节能原理151

5.5.2 中央空调系统中的循环泵节流变频控制153

5.5.3 变频器在楼宇集中供热上的应用154

5.6 锅炉系统的变频节能控制155

5.6.1 锅炉系统的变频节能特点155

5.6.2 变频器在链条炉系统中的应用155

5.6.3 变频器在中小型供暖锅炉监控系统中的应用160

5.7 空气压缩机的变频节能改造162

5.7.1 原理162

5.7.2 变频控制恒压供气控制方案的设计162

5.7.3 空气压缩机变频节能改造实例163

5.8 注塑机变频节能改造165

5.8.1 注塑机的变频节能改造165

5.8.2 注塑机变频节能改造应用实例168

参考文献170