變頻器原理與實訓（簡體書）

《高等院校電子信息應用型規劃教材：變頻器原理與實訓》主要介紹了變頻器原理和實訓兩大部分，主要內容有變頻器技術應用及發展概況、變頻器的工作原理及結構、變頻器的基本功能、變頻器運行方式、變頻器的選擇、變頻器的可靠性、變頻器的安裝與故障處理、變頻器應用舉例、通用變頻器操作實訓及應用。
通過對《高等院校電子信息應用型規劃教材：變頻器原理與實訓》的學習，讀者可瞭解變頻器的原理和基本功能，並通過實訓指導可達到對變頻器的熟練操作和使用。對想掌握變頻器應用的學生和工作技術人員會有很大幫助。
《高等院校電子信息應用型規劃教材：變頻器原理與實訓》可作為數控技術專業及機電類專業的本科和高職高專教學用書，也可作為有關行業的崗位培訓教材。本書封面貼有清華大學出版社防偽標簽，無標簽者不得銷售。·

諾瓦克是SoftwArt公司（一家小型的匈牙利IT諮詢公司）的合夥人，也是主要的技術顧問。他是軟件架構師，也是社區宣傳員。在過去的20年裡，他參與了50多家企業的軟件開發項目。2002年，與他人合著了關於.NET開發的第一本著作。2007年，被Microsoft授予MVP頭銜。2011年，他成為Microsoft公司的一名區域主任。他作為主要的作者，參與撰寫了Visual Studio 2010 and .NET 4 Six-In-One一書（Wiley，2010）。他從匈牙利布達佩斯技術大學獲得碩士學位，而後又獲得了軟件技術方面的博士學位。·

《高等院校電子信息應用型規劃教材:變頻器原理與實訓》中，讀者可了解變頻器的原理和基本功能，并通過實訓指導可達到對變頻器的熟練操作和使用。對想掌握變頻器應用的學生和工作技術人員會有很大幫助。《高等院校電子信息應用型規劃教材:變頻器原理與實訓》可作為數控技術專業及機電類專業的本科和高職高專教學用書，也可作為有關行業的崗位培訓教材。

第1章 變頻器技術應用及發展概況
1.1 概述
1.1.1 變頻技術的發展
1.1.2 變頻器新技術的發展方向
1.1.3 國外變頻調速技術現狀
1.2 電力電子器件在變頻器中的應用
1.2.1 變頻器中常用的電力電子器件
1.2.2 其他電力電子器件
1.3 變頻器調速控制系統的優勢
小結
思考題與習題

第2章 變頻器的工作原理及結構
2.1 變頻器的基本工作原理
2.2 變頻調速的控制方式
2.3 變頻器的構成
2.3.1 變頻器的結構圖
2.3.2 變頻器內部電路的基本功能
2.4 正弦波脈寬調製（SPWM）逆變器
2.4.1 SPWM逆變器的基本原理
2.4.2 SPWM逆變器的調製方式
2.4.3 SPWM波的實現
2.5 變頻器的控制方式
2.5.1 變頻器的U/f控制
2.5.2 轉差頻率控制
2.5.3 矢量控制
2.5.4 直接轉矩控制
2.6 變頻器的分類
2.6.1 按主電路工作方式分類
2.6.2 按輸出電壓調節方式分類
2.6.3 按控制方式分類
2.6.4 按電壓等級分類
2.6.5 按用途分類
小結
思考題與習題

第3章 變頻器的基本功能
3.1 系統功能
3.1.1 全速度範圍轉矩補償
3.1.2 防失速功能
3.1.3 過載限定運行
3.1.4 無速度傳感器簡易速度控制功能
3.1.5 帶勵磁釋放型制動器電動機的變頻運行
3.1.6 減少機械振動、降低衝擊功能
3.1.7 運行狀態的檢測信號功能
3.2 頻率設定功能
3.2.1 極限頻率設定功能
3.2.2 加速、減速時間設定功能
3.2.3 加速、減速曲線設定功能
3.2.4 跳躍頻率功能
3.2.5 指令丟失時的自動運行功能
3.2.6 段速頻率設置功能
3.2.7 頻率增益與頻率偏置功能
3.3 變頻器保護功能
小結
思考題與習題

第4章 變頻器運行方式
4.1 變頻器輸入端子的控制方法
4.1.1 模擬控制端子信號輸入方法
4.1.2 接點控制端子的控制方法
4.2 變頻器與PLC的連接
4.2.1 PLC與變頻器的接口電路
4.2.2 變頻器與PLC連接的注意事項
4.2.3 接地和電源系統
4.3 變頻器的基本運行方式
4.3.1 變頻器點動運行
4.3.2 變頻器正/反轉運行
4.3.3 變頻器並聯運行
4.3.4 變頻器多段速運行
4.3.5 工頻-變頻切換運行
4.3.6 瞬時停電再啟動運行
4.3.7 遠距離操作運行
4.4 節能運行
4.4.1 節能運行分析
4.4.2 節能運行的具體應用
小結
思考題與習題

第5章 變頻器的選擇
5.1 常用變頻器的品牌及主要參數
5.1.1 變頻器常見品牌介紹
5.1.2 變頻器常用參數
5.2 變頻器的選擇
5.2.1 負載特性
5.2.2 負載的機械特性
5.2.3 變頻器類型選擇
5.2.4 變頻器容量的計算
小結
思考題與習題

第6章 變頻器的可靠性
6.1 變頻器諧波干擾
6.1.1 變頻器諧波的產生
6.1.2 高次諧波干擾的途徑及防止對策
6.1.3 高次諧波對電網及其他設備的干擾
6.1.4 高次諧波對電動機的危害
6.1.5 高次諧波對計算機控制板的危害
6.1.6 抑制諧波干擾實例
6.2 變頻器常用電磁選件
6.2.1 變壓器
6.2.2 交流輸入電抗器806.2.3 交流輸出電抗器
6.2.4 直流電抗器
6.2.5 電磁濾波器
6.2.6 制動電阻
6.2.7 電源噪聲濾波器
小結
思考題與習題

第7章 變頻器的安裝與故障處理
7.1 變頻器的安裝
7.1.1 變頻器的安裝環境
7.1.2 變頻器安裝方向與空間
7.1.3 主電路控制開關及導線線徑選擇
7.1.4 變頻器的安裝佈線
7.1.5 變頻器在多粉塵現場的安裝
7.1.6 變頻器的防塵
7.1.7 變頻器的防雷
7.2 變頻器的常見故障及處理
7.2.1 變頻器的定期維護和保養
7.2.2 變頻器常見故障診斷
7.2.3 變頻器的事故處理
小結
思考題與習題

第8章 變頻器應用舉例
8.1 變頻器在恒壓供水系統中的應用
8.1.1 恒壓供水概述
8.1.2 變頻恒壓供水的控制原理
8.1.3 恒壓供水的變頻應用方式
8.1.4 變頻恒壓供水的特點
8.1.5 變頻恒壓供水設備的系統組成
8.1.6 Altivar31變頻供水的參數設置
8.1.7 變頻器的應用場合
8.2 變頻器在中央空調中的應用
8.2.1 中央空調概述
8.2.2 中央空調的系統構成
8.2.3 中央空調的工作原理1028.2.4 中央空調的節能運行
8.2.5 中央空調變頻控制的模式
8.2.6 綜合效益預測
8.3 變頻器在電梯中的應用
8.3.1 概述
8.3.2 安川VS-616G5通用變頻器電梯調速系統
8.3.3 變頻器功率及制動電阻的選擇
8.3.4 變頻器用在電梯中的功能
8.3.5 變頻器在電梯系統中的預防措施
8.3.6 常見問題分析
8.4 變頻器在造紙設備中的應用
8.4.1 概述
8.4.2 造紙機傳動系統的構成
8.4.3 造紙系統中的變頻控制
8.4.4 運行維護
8.5 變頻器在塑料薄膜機械中的應用
8.5.1 概述
8.5.2 變頻器在吹膜機中的應用
8.5.3 變頻器在薄膜制袋機中的應用
8.5.4 變頻器在塑料複合機中的應用
8.5.5 結束語
8.6 變頻器在風機上的應用
8.6.1 風機變頻調速驅動機理
8.6.2 風機變頻調速系統的設計
8.6.3 變頻器的參數預置
8.6.4 風機變頻調速系統的電路原理圖
8.6.5 高壓變頻器對電動機的影響及改善措施
8.6.6 節能計算
小結
思考題與習題

第9章 通用變頻器操作實訓及應用
實訓一 通用變頻器的基本知識
實訓二 變頻器的端子功能
實訓三 變頻器的鍵盤面板及功能參數的預置
實訓四 變頻器U/f線繪製
實訓五 變頻器的頻率設定命令功能及操作方法功能
實訓六 與工作頻率有關的功能及頻率給定預置
實訓七 變頻器控制電動機正反轉調速
實訓八 變頻器多步速度操作
實訓九 變頻器程序運行模式
實訓十 上升/下降控制
參考文獻·

1.主電路
變頻器的主電路是從整流到逆變的整個功率電路。
三相變頻器的整流電路一般由三相全波整流橋組成。它的主要作用是對工頻的外部電源進行整流，并給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。整流電路按其控制方式可以是直流電壓源，也可以是直流電流源。
直流中間電路的作用是對整流電路的輸出進行濾波，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質量較高的直流電源。當整流電路是電壓源時，直流中間電路的主要元件是大容量的電解電容；而當整流電路是電流源時，中間電路則主要由大容量電感組成。此外，由于電動機制動的需要，在直流中間電路中有時還包括制動電阻以及其他輔助電路。
逆變電路是變頻器最主要的部分之一，它的主要作用是在控制電路的控制下將濾波電路輸出的直流電源轉換為頻率和電壓都任意可調的交流電源。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，它被用來實現對異步電動機的調速控制。
2.控制電路
變頻器的控制電路包括主控制電路、信號檢測電路、門極驅動電路、外部接口電路以及保護電路等幾個部分，也是變頻器的核心部分。控制電路的主要作用是將檢測電路得到的各種信號送至運算電路，使運算電路能夠根據要求為變頻器主電路提供必要的門極（基極）驅動信號，并對變頻器以及異步電動機提供必要的保護。此外，控制電路還通過A/D、D/A等外部接口電路接收、發送多種形式的外部信號和給出系統內部工作狀態，以便使變頻器能夠和外部設備配合進行各種高性能的控制。在控制電路中又有多個控制板塊。
（1）控制運算電路
控制運算電路一般采用單片機作為控制中心，其主要功能如下：
①接收從鍵盤輸入的各種信號。
②接收從外部輸入的各種控制信號。
③接收內部輸入的采樣信號。
④完成SPWM調制：對收到的各種信號進行判斷和運算，產生相應的SPWM調制指令，分配給各IGBT的驅動電路，使主電路得到SPWM波逆變輸出。
⑤發出顯示信號：向顯示發光二極管、顯示屏、顯示板發出各種顯示信號，以指示變頻器的工作狀態。
⑥發出保護指令：變頻器必須根據各種采樣信號隨時判斷其工作是否正常，一旦發現工作異常，迅速發出保護指令進行保護。
⑦通過外部端子向外電路發出控制信號及顯示信號。
（2）操作面板
操作面板包括鍵盤、顯示屏等。鍵盤主要是進行運行操作或程序預置，顯示屏主要是顯示主控制板提供的各種顯示數據。
（3）電源
變頻器的控制電路各個部分所需要的電源是由內部電源板提供的。其內部電源具有電壓穩定性好、抗干擾能力強等優點，并與主電路有很好的隔離。
（4）外部端子
外部端子分為主電路端子和控制電路端子，控制電路端子有輸入接點控制、輸入模擬控制、輸出接點控制、輸出集電極開路控制及模擬信號指示等。