通用变频器及其应用 第3版

本书针对电气工程技术人员在使用通用通用变频器中遇到的理论与实践方面的实际问题，阐述了变频器的原理，论述了结合生产工艺选用读卡器及其外围设备和电动机的方法，并以新型变频器为例就变频器的使用、维护及应用实例等方面进行了详细的介绍。

电气自动化新技术丛书序言第5届电气自动化新技术丛书编辑委员会的话第3版前言第2版前言第1版前言第1章电力电子器件及其应用111概述112双极型晶体管（BJT）3121BJT的发展3122BJT的主要参数4123BJT的安全工作区6124BJT的驱动713电力场效应晶体管（MOSFET）9131基本结构及原理10132特性及参数11133使用注意事项12134MOSFET的派生器件1214绝缘栅双极型晶体管（IGBT）13141IGBT产品介绍13142IGBT的结构14143IGBT的主要参数15144IGBT的基本特性16145IGBT的选择与保护18146使用IGBT时注意事项22147IGBT安全工作区（SOA）23148IGBT的驱动23149IGBT的并联运行291410高压IGBT3315其他电力电子器件34151门极关断（GTO）晶闸管34152场控晶闸管（MCT）36153集成门极换向晶闸管(IGCT)37154电子注入增强栅晶体管(IEGT)4016模块化器件41161智能电力模块（IPM）42162PIM5017基于宽禁带半导体材料的电力电子器件51171碳化硅（SiC）电力电子器件51172氮化镓（GaN）电力电子器件52173金刚石电力电子器件52参考文献53第2章通用变频器的原理5521概述55211变频调速概况55212通用变频器概况5922变频器的简单原理63221变频调速的基本控制方式63222变频器的基本构成6523变频器的分类67231按直流电源的性质分类67232按输出电压调节方式分类68233按控制方式分类70234按主开关器件分类7224通用变频器中的逆变器及其PWM控制742416脉波方波逆变器74242PWM逆变器74243SPWM控制76244同步调制与异步调制79245谐波分析与输出电压调节80246谐波消去法84247瞬时电流跟踪控制8525通用变频器中的整流器86251二极管整流器86252斩控式整流器8926变频器传动中的制动状态96261动力制动97262回馈制动98263采用共用直流母线的多逆变器传动101264直流制动10127异步电动机变频调速时的转矩特性104271以气隙磁链为参变量的转矩特性104272以转子全磁链为参变量的转矩特性10828通用变频器的Ｕ／f控制108281普通功能型U/f控制通用变频器109282高功能型U/f控制通用变频器11029高动态性能型矢量控制通用变频器117291矢量控制的概念117292采用PWM变频器的矢量控制框图120293矢量控制通用变频器实际装置例122210电压空间矢量PWM控制1262101电压空间矢量1262102SVPWM控制的概念129211直接转矩控制高动态性能变频器133参考文献138第3章通用变频器构成的调速系统13931使用通用变频器的目的与效益139311节能应用140312提高生产率144313提高产品质量147314设备的合理化147315适应或改善环境14932使用通用变频器的技术优势14933通用变频器的功能152331概述152332变频器功能的类型163333功能设定概述167334主要功能的说明17334生产机械的驱动188341生产机械的转矩特性189342生产机械的起动与制动19235异步电动机的选择195351异步电动机形式与容量的选择195352负载功率的计算199353选用异步电动机时的注意事项20136变频器及其外围设备的选择204361通用变频器的标准规格204362变频器类型的选择222363变频器容量的计算222364变频器的外围设备及其选择229参考文献234第4章通用变频器的使用与维护23541通用变频器使用的一般知识235411通用变频器的铭牌235412变频器的结构236413电磁兼容性237414通用变频器的认证23942通用变频器的安装242421变频器的防护等级242422变频器的安装环境244423安装空间24543通用变频器标准接线与端子功能247431基本原理接线图247432主电路接线247433控制电路接线248434控制电源和辅助电源的连接249435制动单元和制动电阻的连接25144变频器功能单元操作251441功能单元251442变频器的功能设定和运行显示252443变频器的参数(功能码)25345变频器的运行265451通电前的检查265452系统功能的设定266453试运行267454负载运行26746变频器的某些特殊功能268461电动机转矩提升的设定268462跳跃频率269463瞬时停电再起动269464第二电动机功能269465燃火模式26947变频器的维护与故障处理270471日常维护与检查270472变频器本身的保护功能271473常见故障检查与处理273474变频器的故障代码27348使用变频器时的注意事项275481接线与防止噪声时的注意事项275482关于输入与输出的注意事项276483用于特殊电动机时的注意事项277484通用变频器的可靠性27849变频器的测量与实验方法279491目前常见的测量仪表279492变频器的测量与仪表的选择280493输入侧的测量280494输出侧的测量282参考文献282第5章高性能通用变频器的运行28351高性能通用变频器的类型283511高性能通用变频器结构283512有速度传感器的矢量控制变频器285513无速度传感器的矢量控制变频器285514直接转矩控制变频器28652高性能通用变频器的接线287521主电路接线287522控制电路接线288523辅助控制端子接线29053高性能通用变频器的系统组态290531编程单元290532输入输出端子功能的设定292533变频器运行功能设定297534变频器的功能数据组、功能单元块与控制系统结构303535具有U/f控制模式的系统组态304536矢量控制的系统组态307537矢量控制模式变频器的运行30954高性能通用变频器的功能模板311541通信模板311542输入输出接口模板315543工艺模板31755使用高性能变频器时的注意事项318551变频器选型时的注意事项318552变频器系统组态时的注意事项320553使用变频器功能模板时的注意事项32156ABB公司ACS800系列变频器32157三菱系列变频器326参考文献328第6章高压变频器32961高压变频器的结构329611高低高方式变频器329612高高方式变频器33062电流源型高压变频器331621晶闸管电流源型变频器332622PWM式电流源型变频器33363三电平电压源型高压变频器335631三电平高压变频调速系统主电路337632三电平高压变频器基本原理339633三电平空间电压矢量控制算法344634二极管箝位三电平电路的软开关技术350635三电平变频器的派生方案351636PWM整流器35264单元串联多电平电压源型高压变频器355641单元串联多电平变频器原理355642多重化整流电路358643多电平移相式PWM控制361644其他派生的单元串联式多电平技术方案36465高压变频器的节能应用366651泵与风机的主要特性及工作点367652泵与风机的变频调速节能原理368653泵与风机的变频节能计算370654高压变频器调速的意义374参考文献374第7章通用变频器的应用37671通用变频器在泵类负载与风机中的应用376711泵的特性分析与节能原理377712变频器恒压供水系统377713工业锅炉燃烧过程的变频调速系统37972通用变频器在电梯中的应用382721安川H1000通用变频器电梯调速系统383722安川H1000通用变频器电梯调速系统电路原理384723电梯变频调速系统现场调试中的几个问题38873变频器在辊道传动中的应用389731辊道传输389732交流辊道变频传动389733辊道变频器的选用390734应用实例一：无缝钢管热处理线变频调速传动控制系统392735应用实例二：宽厚板热处理生产线变频器调速传动控制系统39474变频调速技术在炼钢厂20t转炉倾动和氧枪升降中的应用396741原转炉直流拖动系统简介396742转炉倾动负载与氧枪升降负载特性及电动机运转状态分析396743变频调速的原理与用于转炉倾动和氧枪升降负载的可行性分析39874420t转炉倾动与氧枪升降应用变频调速技术情况介绍40175PWM交流开环反串匹配变频系统在拉丝机中的应用402751活塞式拉丝机采用开环调速的条件403752富士PWM变频调速系统405753同步设计405754运行效果406755经济效益计算408ⅩⅤⅡ76位置控制器与通用变频器构成的APC系统408761概述408762系统的构成409763位置控制环节410764变频调速环节41277高炉上料系统的变频调速改造414771概述414772改造的必要性414773改造方案415774主要技术参数417775运行效果41778采用通用型PWM变频器改造螺杆挤压机调速系统417781概述417782原系统情况418783新系统方案419784系统调试420785运行结果分析42379焦化桥式起重机变频调速控制系统424791原桥式抓斗起重机传动系统存在的问题424792变频调速控制系统工作原理425793变频调速传动系统的优点431710变频器在抽油机上的应用4327101变频器在螺杆泵抽油机上的应用4327102变频器在游梁式抽油机上的应用437参考文献441第8章变频器的通信与网络44281概述44282变频器调速系统通信网络基础442821通信网络模型与通信方式442822串行通信接口445823变频调速系统通信抗干扰技术44983现场总线技术451831现场总线的标准451832现场总线控制系统的特点45984总线控制变频系统460841总线控制变频系统的构成460842由变频器与Profibus组成的总线控制系统462843由变频器与CCLink组成的总线控制系统464844由变频器与DeviceNet组成的总线控制系统468845由变频器与总线桥组成的总线控制系统47085PLC控制变频系统471851由变频器与西门子PLC组成的控制系统472852由变频器与施耐德PLC组成的控制系统477853由变频器与台达PLC组成的控制系统481854由变频器与欧姆龙PLC组成的控制系统48586变频器的通信与网络方案举例490861三菱变频器、PLC和CCLink总线控制系统举例490862西门子S7300 PLC和变频器的液位控制系统举例494863西门子PLC与变频器间的Profibus现场总线通信举例495参考文献498