变频器原理及应用 第3版

前言
第1章变频器的认识1
1.1变频器概述1
1.1.1变频器的发展1
1.1.2变频器的分类3
1.1.3变频器的应用5
1.2异步电动机变频调速原理6
1.2.1异步电动机变频调速机理6
1.2.2三相异步电动机的机械特性6
1.2.3三相异步电动机的变频起动7
1.2.4三相异步电动机的变频制动7
1.3变频器的结构与主要技术参数8
1.3.1变频器的外形8
1.3.2变频器的基本原理结构9
1.3.3变频器的铭牌12
1.3.4主要技术参数12
本章小结13
习题113
第2章变频器常用电力电子器件l4
2.1功率二极管14
2.1.1功率二极管的结构与伏安特性14
2.1.2功率二极管的主要参数15
2.1.3功率二极管的选用15
2.1.4功率二极管的分类16
2.2晶闸管16
2.2.1晶闸管的结构16
2.2.2晶闸管的导通和阻断控制17
2.2.3晶闸管的阳极伏安特性17
2.2.4晶闸管的参数18
2.2.5晶闸管的门极伏安特性及
主要参数18
2.2.6晶闸管触发电路．．l9
2.2.7晶闸管的保护19
2.3门极可关断(GTO)晶闸管21
2.3.1CTO晶闸管的结构与
工作原理21
2.3.2GTO晶闸管的特性与
主要参数21
2.3.3GTO晶闸管的门极控制22
2.3.4GTO晶闸管的缓冲电路23
2.4电力晶体管(GTR)24
2.4.1GTR的结构24
2.4.2GTR的参数24
2.4.3二次击穿现象25
2.4.4CTR的驱动电路25
2.4.5GTR的缓冲电路26
2.5功率MOS场效应
晶体管(P-MOSFET)27
2.5.1P-MOSFET的结构27
2.5.2P-MOSFET的工作原理27
2.5.3P-MOSFET的特性27
2.5.4P-MOSFET的主要参数29
2.5.5P-MOSFET的栅极驱动29
2.5.6P-MOSFET的保护30
2.6绝缘栅双极型晶体管(IGBT)31
2.6.1IGBT的结构与基本
工作原理31
2.6.2IGBT的基本特性31
2.6.3IGBT的主要参数32
2.6.4IGBT的驱动电路33
2.7集成门极换流晶闸管(ICCT)33
2.7.1IGCT的结构与工作原理33
2.7.2IGCT的特点一34
2.7.3ICCT变频器一35
2.8智能功率模块(IPM)36
2.8.1IPM的结构一36
2.8.2IPM的主要特点36
2.8.3IPM选择的注意事项36
本章小结一38
习题)'38
第3章交直交变频技术39
3.1整流电路一39
3.1.1不可控整流电路39
3.1.2可控整流电路40
3.2中间电路42
3.2.1滤波电路42
3.2.2制动电路43
3.3逆变电路44
3.3.1逆变电路的工作原理44
3.3.2逆变电路的基本形式45
3.4SPWM控制技术46
3.4.1概述46
3.4.2SPWM控制的基本原理46
3.4.3SPWM逆变电路的控制方式48
3.4.4SPWM逆变器的调制方式49
本章小结49
习题350
第4章交一交变频技术51
4.1单相输出交交变频电路51
4.1.1电路组成及基本工作原理51
4.1.2感阻性负载时的相控调制52
4.1.3输入输出特性53
4.2三相输出交交变频电路54
4.2.1公共交流母线进线方式54
4.2.2输出星形联结方式54
本章小结"55
习题4一55
第5章高（中）压变频器56
5.1高（中）压变频器概述56
5.1.1高（中）压变频器的分类56
5.1.2高（中）压变频调速系统的
基本形式一57
5.1.3高（中）压变频器的应用57
5.1.4高（中）压变频器的技术要求58
5.2高（中）压变频器的主电路结构59
5.2.1晶闸管电流型变频器59
5.2.2GTO晶闸管电流型变频器60
5.2.3IGBT并联多重化PWM
电压型变频器一61
5.2.4ICBT三电平高（中）
压变频器一61
5.2.5五电平高（中）压变频器63
5.3风光JD-BP37/38系列高压
变频器简介一64
5.3.1JD-BP37/38系列高压
变频器的系统结构64
5.3.2JD-BP37/38系列高压
变频器的柜体结构66
5.3.3高压变频器的运行操作方式67
5.4高压变频器对电动机的
影响及防治措施一68
5.4.1输出谐波对电动机的
影响及防治措施68
5.4.2输出电压变化率对电动机的
影响及防治措施68
5.4.3共模电压对电动机的
影响及防治措施69
本章小结一69
习题5.一69
第6章变频器的接线
端子与功能参数71
6.1变频器的外部连接端子71
6.1.1主电路端子72
6.1.2控制板端子及跳线72
6.1.3控制端子的配线74
6.2变频器的主要功能参数及预置75
6.2.1变频器运行模式功能参数75
6.2.2变频器的运行功能参数76
6.2.3优化特性功能参数79
6.2.4变频器的保护功能参数82
6.3变频器的频率参数及预置83
6.3.1各种基本频率参数84
6.3.2变频器的其他频率参数85
本章小结86
习题687
第7章变频器的控制方式88
7.1U/控制88
7.1.1U/f控制原理88
7.1.2恒U/f控制方式的机械特性89
7.1.3对额定频率fN以下
变频调速特性的修正91
7.1.4U/f控制的功能92
7.2转差频率控制94
7.2.1转差频率控制原理94
7.2.2转差频率控制的系统构成94
7.3矢量控制95
7.3.1直流电动机与异步电动机
调速上的差异一95
7.3.2矢量控制中的等效变换96
7.3.3直角坐标／极坐标变换98
7.3.4变频器矢量控制的基本思想98
7.3.5使用矢量控制的要求99
7.3.6矢量控制系统的优点和
应用范围100
7.4直接转矩控制100
7.4.1直接转矩控制系统101
7.4.2直接转矩控制的优势101
本章小结1叭
习题7102
第8章变频调速系统的
选择与操作103
8.1变频器的选择103
8.1.1变频器电压等级的选择103
8.1.2变频器容量的选择103
8.1.3依据电动机的类型
选用变频器104
8.1.4依据电动机的运行
方式选择变频器107
8.1.5依据负载的机械特性
选择变频器108
8.1.6变频器控制方式的选择113
8.2变频调速系统的主电路及
电器选择113
8.2.1断路器114
8.2.2接触器115
8.2.3传感器116
8.2.4输入交流电抗器117
8.2.5电源滤波器118
8.2.6制动电阻及制动单元l19
8.2.7直流电抗器120
8.2.8输出交流电抗器120
8.3变频调速系统的控制电路121
8.3.1变频器控制电路的主要组成121
8.3.2正转控制电路121
8.3.3正、反转控制123
8.3.4升速与降速控制124
8.3.5变频与工频切换的控制电路124
8.4变频器的程序控制125
8.4.1利用变频器的编程
功能进行程序控制l25
8.4.2多挡转速控制电路l26
8.4.3简易PLC运行功能126
8.5外接给定信号127
8.5.1频率给定信号的种类127
8.5.2选择给定方法的一般原则128
8.5.3频率给定线128
8.6变频器与PLC的连接129
8.6.1PLC概述129
8.6.2PLC与变频器连接时
要注意的问题131
8.6.3PLC与变频器连接实现
多挡转速控制133
8.7变频器"1控X"切换技术135
8.7.1"1控X"工作过程135
8.7.2"1控3"供水电路原理图135
8.8变频器与PC的通信136
8.8.1计算机与变频器的通信连接136
8.8.2SB70变频器的通信协议137
8.8.3变频器的数据格式137
8.8.4变频器的波特率l37
8.8.5变频器参数编址137
8.8.6通信中的数据类型138
8.8.7通信举例'138
本章小结'139
习题8"'139
第9章变频器的安装与维护141
9.1变频器的储存与安装141
9.1.1变频器的储存。l41
9.1.2装设场所141
9.1.3使用环境141
9.1.4变频器安装对电源的要求142
9.1.5安装方向与空间142
9.1.6安装方法'143
9.1.7接线'143
9.2变频器的抗干扰'147
9.2.1变频器运行对电网的影响147
9.2.2变频器对电网影响的抑制149
9.2.3变频器对其他设备的
干扰及抑制149
9.2.4电网对变频器干扰的防止150
9.3变频器的接地与防雷151
9.3.1变频器的接地'151
9.3.2变频器的防雷'152
9.4变频器系统的调试'152
9.4.1通电前的检查'152
9.4.2通电检查'153
9.4.3空载试验'153
9.4.4带负载测试'154
9.5变频器的维护与检查155
9.5.1维护注意事项155
9.5.2日常检查与维护155
9.5.3定期检查155
9.5.4零部件更换156
9.5.5变频器基本检测和测量方法156
9.5.6测量仪表简介157
9.5.7变频器主电路的测量158
9.6变频器的常见故障与处理160
9.6.1变频器常见故障诊断160
9.6.2变频器故障的处理163
本章小结'164
习题9-'164
第10章变频器应用实例165
10.1变频调速技术在风机上的应用165
10.1.1风机变频调速驱动机理165
10.1.2风机变频调速系统设计166
10.1.3节能计算。169
10.2空气压缩机的变频调速及应用169
10.2.1空气压缩机变频调速机理169
10.2.2空气压缩机加、卸载供气控制
方式存在的问题170
10.2.3空气压缩机变频调速
控制方式的设计171
10.2.4空气压缩机变频调速控制
方式的安装调试174
10.2.5空气压缩机变频
调速后的效益l75
10.3变频器在供水系统
节能中的应用"175
10.3.1恒压供水的控制目的175
10.3.2水泵调速节能原理176
10.3.3变频调速恒压供水系统176
10.3.4变频调速恒压
供水系统设计l78
10.3.5经济效益分析183
10.4中央空调系统的变频
技术及应用一184
10.4.1中央空调系统的组成184
10.4.2水泵节能改造的方案185
10.4.3节能分析一187
10.5中压变频器在潜油
电泵中的应用一188
10.5.1潜油电泵传统供电
方式的不足。188
10.5.2潜油电泵改为变频
调速的优点188
10.5.3潜油电泵变频调速
改造方案。189
10.6矿用提升机变频调速系统191
10.6.1使用矿用提升机系列
变频器的优点l91
10.6.2矿用提升机变频调速
系统的原理191
10.6.3变频调速系统对原
调速系统的改造192
10.6.4现场应用情况及运行效果l92
10.7变频器在液态物料
传输中的应用192
10.7.1液态物料上下传输系统组成
及其传输程序l93
10.7.2变频器控制液态物料
上下传输系统l93
10.7.3应用范围及效果195
本章小结195
习题10一195
第11章变频器技术实训l97
11.1变频器的基本操作197
11.2变频器运行操作模式及
基本参数设置201
11.3U/f控制曲线测试202
11.4外端子控制正、反转及
点动运行操作203
11.5变频器正、反转运行控制
电路安装与调试205
11.6变频一工频切换电路
安装与调试206
11.7变频器-PLC控制电路
安装与调试207
11.8综合实训209
附录一210
附录A森兰变频器210
附录B风光变频器224
参考文献232