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本書針對電氣工程技術人員在使用通用變頻器中遇到的理論與實踐方面的實際問題，闡述了變頻器的原理，論述了結合生產工藝選用變頻器及其外圍設備和電動機的方法，並以最新型變頻器為例就變頻器的使用、維護及應用實例等方面進行了詳細的介紹。本書第1-3版，累計發行7萬多冊，深受讀者歡迎。考慮到該書早已售缺，同時，由於變頻器技術發展很快，第3版的某些內容也已經不能反映這種發展變化，為此對全書進行更新、增補和刪除等，以滿足讀者需要。
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案例新穎，取材豐富，非常實用
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電氣自動化新技術叢書序言
前言
第1章電力電子器件及其應用1
1.1概述1
1.2雙極晶體管(BJT)2
1.2.1BJT的發展3
1.2.2BJT的主要參數3
1.2.3BJT的安全工作區5
1.3電力MOS場效應晶體管(MOSFET)6
1.3.1特性及參數6
1.3.2使用注意事項7
1.3.3新材料碳化矽製成的MOSFET器件8
1.4絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)9
1.4.1IGBT產品簡介9
1.4.2IGBT的原理與符號簡介9
1.4.3IGBT的主要參數10
1.4.4IGBT的基本特性11
1.4.5IGBT的選擇與保護12
1.4.6使用IGBT的注意事項17
1.4.7IGBT安全工作區(SOA)18
1.4.8IGBT的驅動19
1.4.9IGBT的並聯運行20
1.4.10高壓IGBT24
1.5其他電力半導體器件25
1.5.1門極關斷(GTO)晶閘管26
1.5.2場控晶閘管(MCT)27
1.5.3集成門極換向晶閘管(IGCT)28
1.6模塊化器件30
1.6.1三墾公司的SCM127xMF系列30
1.6.2安森美半導體公司的SPM系列36
1.6.3PIM模塊和PFC功能41
1.7基於寬禁帶半導體材料的電力電子器件42
1.7.1碳化矽(SiC)電力電子器件42
1.7.2氮化鎵(GaN)電力電子器件43
1.7.3金剛石電力電子器件44
參考文獻45
第2章通用變頻器的原理47
2.1概述47
2.1.1變頻調速概況47
2.1.2通用變頻器概況50
2.2變頻器的簡單原理54
2.2.1變頻調速的基本控制方式54
2.2.2變頻器的基本構成56
2.3變頻器的分類57
2.3.1按直流電源的性質分類57
2.3.2按輸出電壓調節方式分類59
2.3.3按控制方式分類59
2.3.4按主開關器件分類61
2.4通用變頻器中的逆變器及其PWM控制62
2.4.1PWM逆變器62
2.4.2SPWM控制62
2.4.3同步調製與異步調製65
2.4.4諧波分析與輸出電壓調節66
2.4.5諧波消去法69
2.4.6瞬時電流跟蹤控制71
2.5通用變頻器中的整流器72
2.5.1二極管整流器72
2.5.2斬控式整流器75
2.6變頻器傳動中的制動狀態82
2.6.1動力制動83
2.6.2回饋制動84
2.6.3採用共用直流母線的多逆變器傳動86
2.6.4直流制動88
2.7異步電動機變頻調速時的轉矩特性89
2.7.1以氣隙磁鏈為參變量的轉矩特性90
2.7.2以轉子全磁鏈為參變量的轉矩特性93
2.8通用變頻器的U/f控制94
2.8.1普通功能型U/f控制通用變頻器94
2.8.2高功能型U/f控制通用變頻器96
參考文獻102
第3章通用變頻器構成的調速系統103
3.1使用通用變頻器的目的與效益103
3.1.1節能應用104
3.1.2提高生產率109
3.1.3提高產品質量111
3.1.4設備的合理化112
3.1.5適應或改善環境113
3.2使用通用變頻器的技術優勢113
3.3通用變頻器的功能116
3.3.1概述116
3.3.2變頻器參數功能的類型119
3.3.3功能設定概述120
3.3.4主要功能的說明120
3.4生產機械的驅動122
3.4.1生產機械的轉矩特性124
3.4.2生產機械的起動與制動126
3.5異步電動機的選擇129
3.5.1異步電動機形式與容量的選擇129
3.5.2負載功率的計算133
3.5.3選用異步電動機時的注意事項135
3.6變頻器及其外圍設備的選擇138
3.6.1通用變頻器的標準規格138
3.6.2變頻器類型的選擇139
3.6.3變頻器容量的計算140
3.6.4變頻器的外圍設備及其選擇142
參考文獻148
第4章通用變頻器的使用與維護149
4.1通用變頻器使用的一般知識149
4.1.1通用變頻器的銘牌149
4.1.2變頻器的結構150
4.1.3電磁兼容性150
4.1.4通用變頻器的認證152
4.2通用變頻器的安裝156
4.2.1變頻器的防護等級156
4.2.2變頻器的安裝環境156
4.2.3安裝空間157
4.3通用變頻器標準接線與端子功能159
4.3.1基本原理接線圖159
4.3.2主電路接線159
4.3.3控制電路接線161
4.3.4制動單元和制動電阻的選擇163
4.4變頻器的運行163
4.4.1通電前的檢查163
4.4.2系統功能的設定164
4.4.3試運行165
4.4.4負載運行165
4.5變頻器的某些特殊功能166
4.5.1電動機轉矩提升的設定166
4.5.2跳躍頻率167
4.5.3瞬時停電再起動168
4.5.4第二電動機功能168
4.5.5火災模式168
4.6變頻器的維護與故障處理168
4.6.1日常維護與檢查169
4.6.2變頻器本身的保護功能171
4.6.3常見故障檢查與處理172
4.7使用變頻器時的注意事項176
4.7.1接線與防止噪聲時的注意事項176
4.7.2關於輸入與輸出的注意事項177
4.7.3用於特殊電動機時的注意事項178
4.7.4通用變頻器的可靠性179
4.8變頻器的測量與實驗方法180
4.8.1目前常見的測量儀錶181
4.8.2變頻器的測量與儀錶的選擇181
4.8.3輸入側的測量182
4.8.4輸出側的測量183
參考文獻184
第5章高性能通用變頻器的運行185
5.1高性能通用變頻器的結構類型185
5.2高性能通用變頻器的控制方法188
5.2.1矢量控制基本原理188
5.2.2採用PWM變頻器的矢量控制框圖191
5.2.3矢量控制相關概念193
5.2.4電壓空間矢量PWM控制(SVPWM)196
5.2.5直接轉矩控制(DTC)202
5.3高性能通用變頻器的選型與接線208
5.3.1高性能通用變頻器選型208
5.3.2主電路接線 208
5.3.3控制電路接線209
5.4高性能通用變頻器的系統組態212
5.4.1編程單元212
5.4.2輸入輸出端子功能的設定213
5.4.3變頻器的功能數據組、功能單元塊與控制系統結構216
5.4.4矢量控制的系統組態218
5.5高性能通用變頻器的功能模塊222
電氣自動化新技術叢書序言
前言
第1章電力電子器件及其應用1
1.1概述1
1.2雙極晶體管(BJT)2
1.2.1BJT的發展3
1.2.2BJT的主要參數3
1.2.3BJT的安全工作區5
1.3電力MOS場效應晶體管(MOSFET)6
1.3.1特性及參數6
1.3.2使用注意事項7
1.3.3新材料碳化矽製成的MOSFET器件8
1.4絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)9
1.4.1IGBT產品簡介9
1.4.2IGBT的原理與符號簡介9
1.4.3IGBT的主要參數10
1.4.4IGBT的基本特性11
1.4.5IGBT的選擇與保護12
1.4.6使用IGBT的注意事項17
1.4.7IGBT安全工作區(SOA)18
1.4.8IGBT的驅動19
1.4.9IGBT的並聯運行20
1.4.10高壓IGBT24
1.5其他電力半導體器件25
1.5.1門極關斷(GTO)晶閘管26
1.5.2場控晶閘管(MCT)27
1.5.3集成門極換向晶閘管(IGCT)28
1.6模塊化器件30
1.6.1三墾公司的SCM127xMF系列30
1.6.2安森美半導體公司的SPM系列36
1.6.3PIM模塊和PFC功能41
1.7基於寬禁帶半導體材料的電力電子器件42
1.7.1碳化矽(SiC)電力電子器件42
1.7.2氮化鎵(GaN)電力電子器件43
1.7.3金剛石電力電子器件44
參考文獻45
第2章通用變頻器的原理47
2.1概述47
2.1.1變頻調速概況47
2.1.2通用變頻器概況50
2.2變頻器的簡單原理54
2.2.1變頻調速的基本控制方式54
2.2.2變頻器的基本構成56
2.3變頻器的分類57
2.3.1按直流電源的性質分類57
2.3.2按輸出電壓調節方式分類59
2.3.3按控制方式分類59
2.3.4按主開關器件分類61
2.4通用變頻器中的逆變器及其PWM控制62
2.4.1PWM逆變器62
2.4.2SPWM控制62
2.4.3同步調製與異步調製65
2.4.4諧波分析與輸出電壓調節66
2.4.5諧波消去法69
2.4.6瞬時電流跟蹤控制71
2.5通用變頻器中的整流器72
2.5.1二極管整流器72
2.5.2斬控式整流器75
2.6變頻器傳動中的制動狀態82
2.6.1動力制動83
2.6.2回饋制動84
2.6.3採用共用直流母線的多逆變器傳動86
2.6.4直流制動88
2.7異步電動機變頻調速時的轉矩特性89
2.7.1以氣隙磁鏈為參變量的轉矩特性90
2.7.2以轉子全磁鏈為參變量的轉矩特性93
2.8通用變頻器的U/f控制94
2.8.1普通功能型U/f控制通用變頻器94
2.8.2高功能型U/f控制通用變頻器96
參考文獻102
第3章通用變頻器構成的調速系統103
3.1使用通用變頻器的目的與效益103
3.1.1節能應用104
3.1.2提高生產率109
3.1.3提高產品質量111
3.1.4設備的合理化112
3.1.5適應或改善環境113
3.2使用通用變頻器的技術優勢113
3.3通用變頻器的功能116
3.3.1概述116
3.3.2變頻器參數功能的類型119
3.3.3功能設定概述120
3.3.4主要功能的說明120
3.4生產機械的驅動122
3.4.1生產機械的轉矩特性124
3.4.2生產機械的起動與制動126
3.5異步電動機的選擇129
3.5.1異步電動機形式與容量的選擇129
3.5.2負載功率的計算133
3.5.3選用異步電動機時的注意事項135
3.6變頻器及其外圍設備的選擇138
3.6.1通用變頻器的標準規格138
3.6.2變頻器類型的選擇139
3.6.3變頻器容量的計算140
3.6.4變頻器的外圍設備及其選擇142
參考文獻148
第4章通用變頻器的使用與維護149
4.1通用變頻器使用的一般知識149
4.1.1通用變頻器的銘牌149
4.1.2變頻器的結構150
4.1.3電磁兼容性150
4.1.4通用變頻器的認證152
4.2通用變頻器的安裝156
4.2.1變頻器的防護等級156
4.2.2變頻器的安裝環境156
4.2.3安裝空間157
4.3通用變頻器標準接線與端子功能159
4.3.1基本原理接線圖159
4.3.2主電路接線159
4.3.3控制電路接線161
4.3.4制動單元和制動電阻的選擇163
4.4變頻器的運行163
4.4.1通電前的檢查163
4.4.2系統功能的設定164
4.4.3試運行165
4.4.4負載運行165
4.5變頻器的某些特殊功能166
4.5.1電動機轉矩提升的設定166
4.5.2跳躍頻率167
4.5.3瞬時停電再起動168
4.5.4第二電動機功能168
4.5.5火災模式168
4.6變頻器的維護與故障處理168
4.6.1日常維護與檢查169
4.6.2變頻器本身的保護功能171
4.6.3常見故障檢查與處理172
4.7使用變頻器時的注意事項176
4.7.1接線與防止噪聲時的注意事項176
4.7.2關於輸入與輸出的注意事項177
4.7.3用於特殊電動機時的注意事項178
4.7.4通用變頻器的可靠性179
4.8變頻器的測量與實驗方法180
4.8.1目前常見的測量儀錶181
4.8.2變頻器的測量與儀錶的選擇181
4.8.3輸入側的測量182
4.8.4輸出側的測量183
參考文獻184
第5章高性能通用變頻器的運行185
5.1高性能通用變頻器的結構類型185
5.2高性能通用變頻器的控制方法188
5.2.1矢量控制基本原理188
5.2.2採用PWM變頻器的矢量控制框圖191
5.2.3矢量控制相關概念193
5.2.4電壓空間矢量PWM控制(SVPWM)196
5.2.5直接轉矩控制(DTC)202
5.3高性能通用變頻器的選型與接線208
5.3.1高性能通用變頻器選型208
5.3.2主電路接線 208
5.3.3控制電路接線209
5.4高性能通用變頻器的系統組態212
5.4.1編程單元212
5.4.2輸入輸出端子功能的設定213
5.4.3變頻器的功能數據組、功能單元塊與控制系統結構216
5.4.4矢量控制的系統組態218
5.5高性能通用變頻器的功能模塊222
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