电动机控制与变频调速

《电动机控制与变频调速》是《电气自动化技能型人才实训系列》之一。交流电力拖动技术广泛应用于现代自动控制工程、机械工程等领域中，并逐步成为电力拖动的主流。全书共6个学习情境，内容包括：交流电动机的基本知识、交流电动机的起动控制、运行控制、制动控制、传统调速控制和变频调速控制。《电动机控制与变频调速》旨在通过工程案例引领广大读者掌握各种交流电动机控制技术的知识和技能，提高其综合应用能力。《电动机控制与变频调速》可作为高职高专类院校机电一体化、工业自动控制、机械工程及自动化等专业的一体化教学用书，也可以作为相关工程技术人员的学习和参考用书。 

前言
情境1 交流电动机的基本知识
任务1 电机学理论基本知识
任务2 三相异步电动机的结构和工作原理
任务3 三相异步电动机的运行原理
任务4 三相异步电动机的机械特性

情境2 交流电动机的起动控制
任务1 小型台钻直接起动控制
任务2 鼓风机降压起动控制
任务3 胶带运输机降压起动控制
任务4 起重机串电阻起动控制
任务5 大型空气压缩机软起动控制

情境3 交流电动机的运行控制
任务1 X62w型万能铣床电动机异地控制
任务2 传送带运输机顺序控制
任务3 运料小车自动往返控制

情境4 交流电动机的制动控制
任务1 卷扬机机械抱闸制动控制
任务2 T68型卧式镗床主轴电动机反接制动控制
任务3 X射线管旋转阳极能耗制动控制
任务4 起重机回馈制动控制
情境5 交流电动机的传统调速控制
任务1 T68型卧式镗床主轴双速电动机控制
任务2 拉丝机电磁调速电动机控制

情境6 交流电动机的变频调速控制
任务1 大楼恒压供水变频调速控制
任务2 加热炉鼓风机变频调速控制
任务3 带式输煤机变频调速控制
任务4 起重机械变频调速控制
任务5 薄膜卷绕机械变频调速控制
任务6 数控车床主轴变频调速控制
附录A CVF-S1CVF-P3系列变频器的接线图和操作面板
附录B 富士变频器基本接线图和操作面板
附录C 三菱FRE500系列变频器的接线图和操作面板
附录D ABBACS800系列变频器的接线图
参考文献 

    887年，特斯拉发明了三相异步电动机。此后，其他各种类型的电机相继问世。各类电机无论在结构材料上、特性上，还是在运行原理上都存在较大差异。应该讲，各类电机的采用，标志着以煤和石油为主要能源体系的电气化时代的开始，从而为现代工业奠定了基础。作为机电能量转换装置，电机既可以用于电气传动，也可以作为发电机用于发电。事实上，迄今为止世界上几乎所有的电能都是通过同步发电机发出的，而所发出的大部分电能都是通过电动机消耗的。
    1.电动机制造业的发展趋势
    （1）大型化。单机容量越来越大，如60万千瓦及以上的汽轮发电机。
    （2）微型化。为适应设备小型化的要求，电动机的体积越来越小，重量越来越轻。
    （3）新原理、新工艺、新材料的电动机不断涌现；如无刷直流电动机、开关磁阻电动机、直线电动机、超声波电动机等。
    随着电力电子技术、控制理论，可以实现各种软算法的微处理器技术、电气与机械信号的检测技术与数字信号处理技术以及永磁材料等方面的迅猛发展，电机领域也面临着靠前的机遇与挑战。一方面，这些技术和理论对电机领域的渗透和综合改变了传统电机采用固定频率、固定电压的供电模式，从而为各类电机提供了更加灵活的供电电源和控制方式，大大提高了电力拖动系统的动、静态性能；另一方面，也使得以符号法（仅处理正弦波）为基础的传统电机学理论受到挑战。于是，能够建立各类电机数学模型的电机统一理论便应运而生。以此为基础，采用统一矢量变换理论的矢量控制技术在伺服系统和变频调速系统中得到广泛应用。这一迹象表明，电机学理论与技术进入了一个全新的发展阶段。
    2.电力拖动系统的发展概况
    从结构上看，电力拖动系统经历了很初的“成组拖动”（即单台电动机拖动一组机械）、“单电动机拖动”（即单台电动机拖动单台机械）到“多电动机拖动”（即单台设备中采用多台电动机）几个阶段。每一阶段生产机械所采用电动机的数量有所不同。
    从系统上看，电力拖动系统经历了很初仅采用继电器一接触器组成的断续控制系统，到后来普遍采用由电力电子变流器供电的连续控制系统两大阶段。连续控制系统包括由相控变流器或斩波器供电的直流电力拖动系统，以及由变频器或伺服驱动器供电的交流调速系统两大类。后者包括由绕线式异步电动机组成的双馈调速系统、由异步与同步电动机组成的变频调速与伺服系统等。 ……