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商品簡介
變頻器是利用電力電子器件把工頻電變換成各種頻率的交流電以實現電動機的變速運行的設備，是運動控制系統中的功率變換器。當今的運動控制系統包含多種學科的技術領域，總的發展趨勢是驅動的交流化，功率變換器的高頻化，控制的數字化、智能化和網絡化。隨著現代電力電子技術與控制理論的發展，變頻器廣泛應用于冶金、化工、紡織、電力等各個行業，在生產中發揮著越來越大的作用。 孟曉芳、辛紅等編著的《變頻器應用與維修》從實際工程應用出發，詳細介紹了變頻器的原理、選用、安裝調試、維護、故障診斷、具體應用等內容。本書強調物理概念，注重與實際工程相結合，通俗易懂，對快速掌握變頻器應用技術將會有很大的幫助。 《變頻器應用與維修》既可以作為電氣傳動、自動控制領域從事變頻器調試與維修的工程技術人員的參考書或自學教材，同時也可作為高等學校相關專業的參考書。
目次
前言
第1章 緒論1
1.1 變頻器簡介1
1.1.1 變頻器的產生背景1
1.1.2 使用變頻器的目的及效果2
1.2 變頻器調速控制系統的優勢2
1.3 變頻器的分類4
1.4 變頻器的應用范圍及市場需求5
1.5 變頻器的性能質量與可靠性9
1.5.1 變頻器的基本功能9
1.5.2 變頻器的質量標準10
1.5.3 變頻器可靠性指標的分配11
1.6 變頻器的發展趨勢13
第2章 變頻器的工作原理及控制方式17
2.1 異步電動機基本工作原理與控制17
2.1.1 異步電動機基本工作原理17
2.1.2 異步電動機的等效電路17
2.1.3 三相異步電動機的變頻調速原理17
2.1.4 異步電動機調速的基本方法18
2.2 變頻器的基本構成和工作原理25
2.2.1 變頻器的基本構成25
2.2.2 變頻器的工作原理27
2.3 變頻器對異步電動機的控制方式28
2.3.1 恆U/f控制29
2.3.2 轉差頻率控制32
2.3.3 矢量控制33
2.3.4 直接轉矩控制35
2.3.5 直接轉速控制35
2.3.6 矩陣式控制36
2.4 變頻器的頻率給定方式37
第3章 變頻器的選擇40
3.1 負載與電動機的轉矩特性40
3.1.1 恆轉矩負載40
3.1.2 恆功率負載41
3.1.3 二次方律負載41
3.1.4 其他類型的負載42
3.1.5 電動機的轉矩特性43
3.2 負載的飛輪力矩44
3.3 電動機的選擇44
3.3.1 電動機類型的選定45
3.3.2 電動機額定電壓及額定轉速的選定46
3.3.3 電動機額定功率的選定46
3.3.4 電動機型式的選定48
3.3.5 電動機外殼防護的選定48
3.3.6 選定電動機時的注意事項48
3.4 根據負載特性選擇變頻器53
3.4.1 變頻器電壓和電流的選擇55
3.4.2 變頻器容量的選擇55
3.4.3 恆轉矩負載變頻器的選擇56
3.4.4 恆功率負載變頻器的選擇57
3.4.5 二次方律負載變頻器的選擇58
3.5 變頻器外圍設備的選擇58
3.5.1 輸入變壓器的選擇60
3.5.2 低壓斷路器的選擇60
3.5.3 交流接觸器的選擇60
3.5.4 制動電阻的選擇60
3.5.5 電抗器的選擇62
3.5.6 EMI濾波器的選擇64
第4章 變頻器的電路結構及功能66
4.1 變頻器的主電路構成66
4.1.1 變頻器的外接主電路66
4.1.2 變頻器的內部主電路68
4.2 變頻器控制電路的基本構成74
4.2.1 主控制電路74
4.2.2 主電路驅動電路75
4.2.3 信號檢測電路77
4.2.4 保護電路77
4.2.5 外部接口電路79
4.2.6 數字操作顯示盒81
4.3 變頻器的電氣制動83
4.3.1 能耗制動83
4.3.2 直流制動85
4.3.3 回饋制動86
4.4 變頻調速的常用控制原理圖89
4.5 變頻器的故障切換控制91
4.5.1 切換控制的主電路91
4.5.2 切換控制電路舉例91
4.6 變頻器的主要功能92
4.6.1 系統所具有的功能93
4.6.2 頻率設定功能95
4.6.3 與保護功能有關的功能97
4.6.4 與運行方式有關的功能98
4.6.5 與狀態檢測有關的功能99
4.6.6 其他功能100
第5章 變頻器的安裝、布線、接地及調試102
5.1 變頻器的安裝102
5.1.1 變頻器的設備環境及安裝102
5.1.2 變頻器的接線104
5.2 變頻器系統的布線設計106
5.2.1 變頻調速系統的布線設計106
5.2.2 變頻調速系統布線的抗干擾設計109
5.3 地線與接地技術114
5.3.1 地線的定義及接地的目的114
5.3.2 接地的分類116
5.4 通電前的檢查與功能設定117
5.4.1 通電前的檢查117
5.4.2 系統功能的設定118
5.4.3 特殊功能的設定119
5.5 變頻器的試運行120
5.5.1 變頻器空載試運行120
5.5.2 外部控制方式下的試運行120
5.5.3 負載機械的試運行120
第6章 使用變頻器時的注意事項及異常對策121
6.1 變頻器的使用要點121
6.2 常規注意事項122
6.2.1 物理環境注意事項122
6.2.2 電氣環境注意事項122
6.2.3 參數設置中的注意事項123
6.2.4 接線過程中的注意事項123
6.2.5 變頻器的接地123
6.2.6 變頻器的防雷123
6.2.7 變頻器運行中的注意事項123
6.2.8 變頻器的使用壽命及功率因數123
6.2.9 變頻器與負載的配置124
6.3 變頻器的異常對策128
6.3.1 高溫環境的對策128
6.3.2 氣體腐蝕環境的對策128
6.3.3 灰塵與潮氣環境的對策128
6.3.4 嚴重惡劣環境的對策129
6.3.5 防止外來干擾的對策129
6.3.6 變頻器漏電的對策129
6.3.7 防止數字電路干擾的對策131
6.3.8 防止諧波干擾的對策132
6.3.9 防止振動干擾的對策135
6.3.10 防止噪聲干擾的對策135
第7章 變頻器的維護、故障診斷及案例分析137
7.1 變頻器的維護與檢修137
7.1.1 變頻器的日常維護和檢查137
7.1.2 變頻器的定期維護和檢查138
7.1.3 變頻器的大修139
7.1.4 零部件的更換141
7.2 變頻器的測量141
7.2.1 變頻器的測量方法141
7.2.2 測量位置和測量儀表143
7.3 變頻器故障的處理方法及維修步驟144
7.3.1 變頻器故障的處理方法144
7.3.2 變頻器故障的維修步驟145
7.3.3 變頻器故障的維修經驗147
7.4 變頻器的故障診斷148
7.4.1 故障內容148
7.4.2 故障診斷149
7.5 變頻器的常見故障判斷及處理154
7.5.1 常用變頻器參數設置故障155
7.5.2 過電壓故障155
7.5.3 過電流故障156
7.5.4 過載故障156
7.5.5 欠電壓故障157
7.5.6 過熱故障158
7.5.7 輸出不平衡故障158
7.5.8 開關電源損壞故障158
7.5.9 印制板電路損壞故障161
7.5.10 CPU主板故障163
7.5.11 監控鍵盤故障163
7.5.12 接插件故障163
7.5.13 傳感器故障163
7.6 變頻器的主電路故障及處理方法164
7.6.1 變頻器主電路結構164
7.6.2 變頻器主電路故障及處理方法165
7.7 變頻器控制電路的保護及抗干擾措施167
7.7.1 變頻器控制電路結構167
7.7.2 變頻器控制電路的保護168
7.7.3 變頻器控制電路的抗干擾措施169
7.8 變頻器驅動電路常見問題及解決方法170
7.9 變頻器故障診斷實例173
第8章 三菱FR-A700系列變頻器的操作與運行179
8.1 FR-A700系列變頻器的特點179
8.2 FR-A700系列變頻器的電路結構與控制方式180
8.3 FR-A700系列變頻器的安裝182
8.3.1 變頻器的配線182
8.3.2 主電路的配線184
8.3.3 控制電路的配線186
8.3.4 接線時的注意事項186
8.4 FR-A700系列變頻器的參數設置193
8.5 FR-A700系列變頻器的顯示及保護199
8.6 FR-A700系列變頻器的維護及檢查204
8.6.1 逆變器模塊及整流橋模塊的檢查方法204
8.6.2 主電路的電壓、電流及功率測量法205
第9章 西門子MM4系列變頻器的操作及運行210
9.1 MM440變頻器的特點211
9.2 MM440變頻器的外形尺寸與電路結構212
9.2.1 MM440變頻器的外形尺寸212
9.2.2 MM440變頻器的電路結構213
9.3 MM440變頻器的參數、技術規格及可選件215
9.3.1 MM440變頻器的參數215
9.3.2 MM440變頻器的技術規格216
9.3.3 MM440變頻器的可選件218
9.4 MM440變頻器的調試219
9.4.1 調試方法219
9.4.2 常規操作226
9.5 MM440變頻器的顯示及保護227
9.6 MM440變頻調速系統在銑床中的應用236
第10章 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的操作及運行238
10.1 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的特點238
10.2 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的結構及監控功能240
10.2.1 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的結構240
10.2.2 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的監控功能241
10.3 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的安裝246
10.3.1 變頻器的配線247
10.3.2 主電路的配線250
10.3.3 控制電路的配線254
10.4 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的顯示及保護256
參考文獻265
第1章 緒論1
1.1 變頻器簡介1
1.1.1 變頻器的產生背景1
1.1.2 使用變頻器的目的及效果2
1.2 變頻器調速控制系統的優勢2
1.3 變頻器的分類4
1.4 變頻器的應用范圍及市場需求5
1.5 變頻器的性能質量與可靠性9
1.5.1 變頻器的基本功能9
1.5.2 變頻器的質量標準10
1.5.3 變頻器可靠性指標的分配11
1.6 變頻器的發展趨勢13
第2章 變頻器的工作原理及控制方式17
2.1 異步電動機基本工作原理與控制17
2.1.1 異步電動機基本工作原理17
2.1.2 異步電動機的等效電路17
2.1.3 三相異步電動機的變頻調速原理17
2.1.4 異步電動機調速的基本方法18
2.2 變頻器的基本構成和工作原理25
2.2.1 變頻器的基本構成25
2.2.2 變頻器的工作原理27
2.3 變頻器對異步電動機的控制方式28
2.3.1 恆U/f控制29
2.3.2 轉差頻率控制32
2.3.3 矢量控制33
2.3.4 直接轉矩控制35
2.3.5 直接轉速控制35
2.3.6 矩陣式控制36
2.4 變頻器的頻率給定方式37
第3章 變頻器的選擇40
3.1 負載與電動機的轉矩特性40
3.1.1 恆轉矩負載40
3.1.2 恆功率負載41
3.1.3 二次方律負載41
3.1.4 其他類型的負載42
3.1.5 電動機的轉矩特性43
3.2 負載的飛輪力矩44
3.3 電動機的選擇44
3.3.1 電動機類型的選定45
3.3.2 電動機額定電壓及額定轉速的選定46
3.3.3 電動機額定功率的選定46
3.3.4 電動機型式的選定48
3.3.5 電動機外殼防護的選定48
3.3.6 選定電動機時的注意事項48
3.4 根據負載特性選擇變頻器53
3.4.1 變頻器電壓和電流的選擇55
3.4.2 變頻器容量的選擇55
3.4.3 恆轉矩負載變頻器的選擇56
3.4.4 恆功率負載變頻器的選擇57
3.4.5 二次方律負載變頻器的選擇58
3.5 變頻器外圍設備的選擇58
3.5.1 輸入變壓器的選擇60
3.5.2 低壓斷路器的選擇60
3.5.3 交流接觸器的選擇60
3.5.4 制動電阻的選擇60
3.5.5 電抗器的選擇62
3.5.6 EMI濾波器的選擇64
第4章 變頻器的電路結構及功能66
4.1 變頻器的主電路構成66
4.1.1 變頻器的外接主電路66
4.1.2 變頻器的內部主電路68
4.2 變頻器控制電路的基本構成74
4.2.1 主控制電路74
4.2.2 主電路驅動電路75
4.2.3 信號檢測電路77
4.2.4 保護電路77
4.2.5 外部接口電路79
4.2.6 數字操作顯示盒81
4.3 變頻器的電氣制動83
4.3.1 能耗制動83
4.3.2 直流制動85
4.3.3 回饋制動86
4.4 變頻調速的常用控制原理圖89
4.5 變頻器的故障切換控制91
4.5.1 切換控制的主電路91
4.5.2 切換控制電路舉例91
4.6 變頻器的主要功能92
4.6.1 系統所具有的功能93
4.6.2 頻率設定功能95
4.6.3 與保護功能有關的功能97
4.6.4 與運行方式有關的功能98
4.6.5 與狀態檢測有關的功能99
4.6.6 其他功能100
第5章 變頻器的安裝、布線、接地及調試102
5.1 變頻器的安裝102
5.1.1 變頻器的設備環境及安裝102
5.1.2 變頻器的接線104
5.2 變頻器系統的布線設計106
5.2.1 變頻調速系統的布線設計106
5.2.2 變頻調速系統布線的抗干擾設計109
5.3 地線與接地技術114
5.3.1 地線的定義及接地的目的114
5.3.2 接地的分類116
5.4 通電前的檢查與功能設定117
5.4.1 通電前的檢查117
5.4.2 系統功能的設定118
5.4.3 特殊功能的設定119
5.5 變頻器的試運行120
5.5.1 變頻器空載試運行120
5.5.2 外部控制方式下的試運行120
5.5.3 負載機械的試運行120
第6章 使用變頻器時的注意事項及異常對策121
6.1 變頻器的使用要點121
6.2 常規注意事項122
6.2.1 物理環境注意事項122
6.2.2 電氣環境注意事項122
6.2.3 參數設置中的注意事項123
6.2.4 接線過程中的注意事項123
6.2.5 變頻器的接地123
6.2.6 變頻器的防雷123
6.2.7 變頻器運行中的注意事項123
6.2.8 變頻器的使用壽命及功率因數123
6.2.9 變頻器與負載的配置124
6.3 變頻器的異常對策128
6.3.1 高溫環境的對策128
6.3.2 氣體腐蝕環境的對策128
6.3.3 灰塵與潮氣環境的對策128
6.3.4 嚴重惡劣環境的對策129
6.3.5 防止外來干擾的對策129
6.3.6 變頻器漏電的對策129
6.3.7 防止數字電路干擾的對策131
6.3.8 防止諧波干擾的對策132
6.3.9 防止振動干擾的對策135
6.3.10 防止噪聲干擾的對策135
第7章 變頻器的維護、故障診斷及案例分析137
7.1 變頻器的維護與檢修137
7.1.1 變頻器的日常維護和檢查137
7.1.2 變頻器的定期維護和檢查138
7.1.3 變頻器的大修139
7.1.4 零部件的更換141
7.2 變頻器的測量141
7.2.1 變頻器的測量方法141
7.2.2 測量位置和測量儀表143
7.3 變頻器故障的處理方法及維修步驟144
7.3.1 變頻器故障的處理方法144
7.3.2 變頻器故障的維修步驟145
7.3.3 變頻器故障的維修經驗147
7.4 變頻器的故障診斷148
7.4.1 故障內容148
7.4.2 故障診斷149
7.5 變頻器的常見故障判斷及處理154
7.5.1 常用變頻器參數設置故障155
7.5.2 過電壓故障155
7.5.3 過電流故障156
7.5.4 過載故障156
7.5.5 欠電壓故障157
7.5.6 過熱故障158
7.5.7 輸出不平衡故障158
7.5.8 開關電源損壞故障158
7.5.9 印制板電路損壞故障161
7.5.10 CPU主板故障163
7.5.11 監控鍵盤故障163
7.5.12 接插件故障163
7.5.13 傳感器故障163
7.6 變頻器的主電路故障及處理方法164
7.6.1 變頻器主電路結構164
7.6.2 變頻器主電路故障及處理方法165
7.7 變頻器控制電路的保護及抗干擾措施167
7.7.1 變頻器控制電路結構167
7.7.2 變頻器控制電路的保護168
7.7.3 變頻器控制電路的抗干擾措施169
7.8 變頻器驅動電路常見問題及解決方法170
7.9 變頻器故障診斷實例173
第8章 三菱FR-A700系列變頻器的操作與運行179
8.1 FR-A700系列變頻器的特點179
8.2 FR-A700系列變頻器的電路結構與控制方式180
8.3 FR-A700系列變頻器的安裝182
8.3.1 變頻器的配線182
8.3.2 主電路的配線184
8.3.3 控制電路的配線186
8.3.4 接線時的注意事項186
8.4 FR-A700系列變頻器的參數設置193
8.5 FR-A700系列變頻器的顯示及保護199
8.6 FR-A700系列變頻器的維護及檢查204
8.6.1 逆變器模塊及整流橋模塊的檢查方法204
8.6.2 主電路的電壓、電流及功率測量法205
第9章 西門子MM4系列變頻器的操作及運行210
9.1 MM440變頻器的特點211
9.2 MM440變頻器的外形尺寸與電路結構212
9.2.1 MM440變頻器的外形尺寸212
9.2.2 MM440變頻器的電路結構213
9.3 MM440變頻器的參數、技術規格及可選件215
9.3.1 MM440變頻器的參數215
9.3.2 MM440變頻器的技術規格216
9.3.3 MM440變頻器的可選件218
9.4 MM440變頻器的調試219
9.4.1 調試方法219
9.4.2 常規操作226
9.5 MM440變頻器的顯示及保護227
9.6 MM440變頻調速系統在銑床中的應用236
第10章 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的操作及運行238
10.1 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的特點238
10.2 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的結構及監控功能240
10.2.1 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的結構240
10.2.2 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的監控功能241
10.3 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的安裝246
10.3.1 變頻器的配線247
10.3.2 主電路的配線250
10.3.3 控制電路的配線254
10.4 歐姆龍3G3MZ系列變頻器的顯示及保護256
參考文獻265
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