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變頻器應用與維修(簡體書)
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變頻器應用與維修(簡體書)

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《變頻器應用與維修》從變頻器應用與維修的角度出發,深入淺出地闡述了變頻調速的基礎知識、相關電力電子器件、常用功能,重點闡述了變頻器的應用技巧、故障分析與維修方法。這些維修方法及技巧大部分是作者20多年來應用和開發變頻器的工作經驗的總結,在實踐中得到了有效驗證,讀者可以直接使用。在此基礎上,《變頻器應用與維修》詳細闡述了西門子變頻器的工程應用,最後還列舉了具體的成功應用案例與市場上常見變頻器的維修實例,給出了變頻器參數的調試數據和PLC的程序清單,方便讀者使用,以期達到舉一反三的效果。

作者簡介

劉美俊,主要從事自動化專業的教學與科研工作,為本科生和專科生講授的主要課程有“現代控制理論”、“微機原理與應用”、“機床電氣與PLC”等。

名人/編輯推薦

《變頻器應用與維修》取材新穎、敘述清晰,既可供從事交流調速工作的工程技術人員閱讀,也可供高等院校自動化、電氣工程和機電一體化等專業的師生參考。

書摘/試閱



1.2.3控制方式的發展
早期通用變頻器大多數為開環恒壓比(U/f為常數)的控制方式,其優點是控制結構簡單、成本較低;缺點是系統性能不高,比較適合應用在風機、水泵的調速場合。具體來說,其控制曲線隨著負載的變化而變化;轉矩響應慢,電動機轉矩利用率不高,低速時因定子電阻和逆變器死區效應的存在而使性能下降、穩定性變差等。
變頻器控制技術主要經歷了以下三個階段:
(1)第一階段。20世紀80年代初日本學者提出了基本磁通軌跡的電壓空間矢量(或稱磁通軌跡法)。該方法以三相波形的整體生成效果為前提,以逼近電動機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的,一次生成二相調制波形。這種方法被稱為電壓空間矢量控制,富士公司的FRN5000G5/P5、SANKEN公司的MF系列變頻器就是采用這種控制技術。
(2)第二階段。矢量控制,也稱磁場定向控制,它是20世紀70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出來的,他們以直流電動機和交流電動機比較的方法闡述了這一原理,由此開創了交流電動機和等效直流電動機控制的先河。它使人們看到,交流電動機盡管控制復雜,但同樣可以實現轉矩、磁場獨立控制的內在本質。矢量控制的基本點是控制轉子磁鏈,以轉子磁通定向,然后分解定子電流,使之成為轉矩和磁場兩個分量,經過坐標變換實現正交或解耦控制。1992年開始,德國西門子公司開發了6SE70通用型系列變頻器,通過FC、VC、SC板可以分別實現頻率控制、矢量控制、伺服控制,并于1994年將該系列變頻器容量擴展至315kW以上。
(3)第三階段。1985年,德國魯爾大學Depenbrock教授首先提出直接轉矩控制理論(DirectTorque Control,DTC)。直接轉矩控制與矢量控制不同,它不是通過控制電流、磁鏈等量來間接控制轉矩,而是把轉矩直接作為被控量來控制。轉矩控制的優越性在于:轉矩控制是控制定子磁鏈,在本質上并不需要轉速信息,控制上對除定子電阻外的所有電動機參數變化魯棒性良好;所引入的定子磁鏈觀測器能很容易估算出同步速度信息,因而能方便地實現無速度傳感器,這種控制被稱為無速度傳感器直接轉矩控制。1995年ABB公司首先推出的ACS600直接轉矩控制系列變頻器,已達到小于2ms的轉矩響應速度。它在帶PG時的靜態速度精度達0.01%:在不帶PG的情況下,即使受到輸入電壓變化或負載突變的影響,同樣可以達到0.1%的速度控制精度。
1.2.4 PWM控制技術的進一步發展
PWM控制技術一直是變頻技術的核心技術之一。從最初采用模擬電路完成三角調制波和參考正弦波比較,產生正弦脈寬調制SPWM信號以控制功率器件的開關開始,到目前采用全數字化方案完成優化的實時在線的PWM信號輸出,PWM在各種應用場合仍占主導地位,并一直是研究的熱點。

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