變頻器應用技術（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李方園 著

圖書標籤:

• 變頻器
• 電機控製
• 電力電子
• 工業自動化
• 驅動技術
• 電氣工程
• 第二版
• 應用技術
• 節能
• 控製係統

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030400208

版次：1

商品編碼：11440486

包裝：平裝

叢書名： 高職高專電子信息類係列教材、高等職業教育十二五規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-03-01

頁數：221

內容簡介

本書從變頻器使用者的角度齣發，從理論到實踐、從設計到應用，由淺入深地闡述瞭變頻器的基礎知識、使用功能、使用係統的設計、節能應用及維護經驗。
本書最大的特點就是按照使用者瞭解和應用變頻器的漸進過程，結閤生産工藝和機械裝備的實際應用，詳細介紹瞭變頻器的使用範圍、工作原理以及行業經驗，力圖將變頻器在應用中所涉及的重點以言簡意賅的方式呈現給讀者。
本書可以作為高職高專院校電氣自動化技術、機電一體化技術、自動控製及相關專業的教材，也可供電氣從業人員參考使用。

目錄

第1章 變頻器基礎知識
1.1 交流電動機的調速方式
1.2 交流異步電動機的調速原理
1.3 變頻器的電路結構
1.4 變頻器的分類與特點
1.5 技能訓練1：三菱D700變頻器的試運行
1.6 技能訓練2：西門子MM4係列變頻器的基本操作
本章小結
思考與練習題
第2章 變頻器的使用功能
2.1 變頻器的控製方式
2.2 變頻器的頻率給定方式
2.3 變頻器的運轉指令方式
2.4 變頻器的啓動製動方式
2.5 技能訓練1：三菱D700變頻器端子的簡單接綫
2.6 技能訓練2：三菱D700變頻器運行模式的操作
2.7 技能訓練3：西門子MM420變頻器調試案例分析
本章小結
思考與練習題
第3章 變頻器使用係統的設計
3.1 變頻調速係統的設計原理
3.2 轉速控製應用
3.3 PID控製應用
3.4 通信控製應用
3.5 變頻控製櫃的設計
本章小結
思考與練習題
第4章 變頻器的節能應用
4.1 變頻節能的典型應用
4.2 給、排水係統的變頻器節能控製
4.3 暖通空調係統的變頻節能控製
4.4 注塑機變頻節能應用
4.5 變頻傢電的節能應用
本章小結
思考與練習題
第5章 變頻器的維護經驗
5.1 變頻器維護基本要點
5.2 過壓原因及故障定位
5.3 過流原因及故障定位
5.4 過載原因及故障定位
5.5 缺相原因及故障定位
5.6 技能訓練：變頻器主電路元器件檢測
本章小結
思考與練習題
參考文獻

前言/序言

變頻器調速技術是集自動控製、微電子、電力電子、通信等技術於一體的高科技技術，它以很好的調速、節能性能，在各行各業中獲得瞭廣泛的應用。隨著工業的快速發展，變頻器的應用也經曆瞭從初級到高級、從傳統控製到先進控製的過程，變頻器在節能應用、設備控製中所扮演的角色越來越重要。
　隨著維修電工（高級、技師）對於變頻器的使用、操作和設計要求越來越高，“變頻器應用技術”在高職高專教育中的課程改革迫在眉睫。為瞭使高職高專學生更好地掌握和理解變頻器知識，本書進行瞭大膽的改革和嘗試。從變頻器使用者的角度齣發，從理論到實踐、從設計到應用，由淺入深地闡述瞭變頻器的基礎知識、變頻器的使用功能、變頻器使用係統的設計、變頻器的節能應用以及變頻器的維護經驗。
　本書共分5章。第1章主要介紹瞭變頻器的基礎知識，包括交流電動機的調速方式、異步電動機的變頻調速原理、變頻器的電路結構和變頻器的分類與特點；第2章主要介紹瞭變頻器的使用功能，內容包括變頻器的控製方式、頻率給定方式、運轉指令方式和啓動製動方式；第3章介紹瞭變頻器使用係統的基本設計原理，包括轉速控製應用、PID控製應用和通信控製應用，同時介紹瞭變頻控製櫃設計的基本要點；第4章介紹瞭變頻節能應用的必要性，並列舉瞭給排水係統的變頻器節能應用、暖通空調係統的變頻器節能應用、注塑機的變頻器節能應用和變頻傢電的應用；第5章主要介紹瞭變頻器維護經驗，包括變頻器維護基本要點和具體的故障排除案例（過壓、過流、過載原因、缺相、通信故障等），以及如何進行原因查找及故障定位。
　本書由李方園任主編，高明遠、陳希球任副主編，張小冰、儲海燕、鍾曉強、楊帆、鄭發泰、李雄傑、張東升、葉明、應鞦紅等參與瞭編寫。在編寫過程中，三菱、西門子、安川、艾默生等廠傢相關人員提供瞭相當多的典型案例和調試經驗。同時，在編寫本書過程中參考和引用瞭國內外許多專傢、學者、工程技術人員發錶的論文、著作等資料，在此一並緻謝。為便於教師教學和學生學習，本書配有電子課件等教學資源，可到科學齣版社網站（www.abook.cn）下載。
　由於編者水平有限，編寫過程中難免存在不足和疏漏之處，希望廣大讀者能夠給予更多的批評、指正，不勝感謝。變頻器市場規模的逐漸擴大，變頻器産品的日漸豐富，變頻器技術的異彩紛呈，這些都使得變頻器的應用案例更新速度加快，因此編者煩請各位業內人士：如果您有好的應用案例或者想更正書中需要商討的任何細節，都請聯係主編（郵箱：　Muzi_woody@163.com），以本書搭建起變頻器應用技術的培訓平颱和實踐基地，為提高變頻器的應用水平做齣一定的貢獻。

《電力電子係統實用技術手冊》 內容簡介 本書是一部麵嚮廣大電力電子工程師、技術人員、科研人員及相關領域從業者的實用技術手冊，旨在係統、全麵地梳理和闡述電力電子係統的核心理論、關鍵技術、設計方法、應用實踐以及發展趨勢。全書以“實用”為核心，力求在理論深度與工程實踐之間取得最佳平衡，為讀者提供一套完整、易懂、可操作的技術指南。 第一篇 電力電子係統基礎理論 本篇著重於構建讀者對電力電子係統的宏觀認知和紮實理論基礎。 第一章 電力電子學的基本概念與發展曆程 本章將首先界定電力電子學的內涵，闡述其在現代工業、能源、交通、信息等領域不可替代的作用。通過迴顧電力電子技術從萌芽到成熟的發展脈絡，分析關鍵技術的突破（如晶閘管、IGBT、MOSFET等功率器件的齣現）、理論的演進（如脈衝寬度調製PWM技術、軟開關技術等）以及應用領域的拓展，幫助讀者理解電力電子技術發展的驅動力與時代特徵。 第二章 電力電子器件原理與特性 詳盡介紹各類主流電力電子器件的物理結構、工作原理、關鍵參數及其優缺點。內容涵蓋： 二極管類： 整流二極管、快恢復二極管、肖特基二極管等，重點分析其正嚮壓降、反嚮恢復時間、耐壓和電流能力。 晶閘管類： 普通晶閘管（SCR）、雙嚮晶閘管（TRIAC）、門極可關斷晶閘管（GTO）、集成門極換流晶閘管（IGCT）等，深入剖析其觸發、關斷機製、通態壓降、阻斷能力。 功率MOSFET： 重點講解其柵極控製原理、導通電阻、開關損耗、熱特性，以及不同工藝（如DMOS、VMOS）的特點。 功率IGBT： 結閤MOSFET和BJT的優點，詳細解析其柵極驅動、導通特性、關斷延遲、雜散電感的影響，並與其他器件進行對比。 其他器件： 簡要介紹如SiC、GaN等新型寬禁帶半導體器件的優勢及其在未來電力電子領域的應用前景。 第三章 電力電子電路拓撲與基本變換原理 本章係統介紹構成電力電子係統的基本電路單元及其工作原理。 整流電路： 單相、三相整流電路，有源和無源整流，脈衝數、電壓利用率、波形畸變等指標的分析。 逆變電路： 不可控逆變、半控逆變、全控逆變，SPWM、SVM等調製策略，輸齣電壓、頻率控製的原理。 直流-直流變換電路（DC-DC Converter）： 升壓（Boost）、降壓（Buck）、升降壓（Buck-Boost）、隔離型（Flyback, Forward, Half-Bridge, Full-Bridge）等拓撲的原理、能量傳輸機製、開關損耗分析。 交-交變換電路： 直接變頻、斬波器等原理。 諧振電路： ZVS（零電壓開關）、ZCS（零電流開關）等軟開關技術在減少損耗、提高效率方麵的作用。 第四章 控製理論在電力電子中的應用 深入探討控製理論如何應用於電力電子係統的性能優化與穩定運行。 反饋控製原理： PID控製器、滯環控製器、滑模控製器等在穩壓、穩流、穩頻等方麵的應用。 脈衝寬度調製（PWM）技術： 介紹不同類型的PWM（如單極性PWM、雙極性PWM、空間矢量PWM (SVPWM)），分析其對輸齣波形質量、開關損耗和諧波含量的影響。 數字控製技術： 微處理器、DSP、FPGA在電力電子控製器中的應用，實時采樣、數字濾波、數字補償算法。 係統穩定性分析： 介紹如何對電力電子係統進行小信號建模和穩定性分析，以及常用的穩定判據。 第二篇 電力電子係統的設計與實現 本篇將從工程實踐角度齣發，詳細講解電力電子係統的設計流程、關鍵環節和考量因素。 第五章 功率變換器設計方法 基本設計流程： 從需求分析、參數確定、拓撲選擇、器件選型到PCB布局、散熱設計、電磁兼容（EMC）設計。 器件選型原則： 根據工作電壓、電流、頻率、效率、成本等因素，選擇閤適的功率器件、驅動電路、續流二極管。 驅動電路設計： 詳細介紹IGBT、MOSFET等器件的柵極驅動電路設計，包括隔離驅動、電平轉換、保護功能。 濾波電路設計： 輸入濾波、輸齣濾波的設計原則，電感、電容的選型，旨在抑製諧波、減小紋波。 散熱設計： 功率器件的熱阻、散熱器選型、風冷與水冷等散熱方式的比較與選擇，確保器件在安全溫度下工作。 第六章 電磁兼容（EMC）設計 EMC基本概念： 乾擾源、傳播途徑、受害者，以及輻射發射、傳導發射、抗擾度等術語。 EMC設計原則： 減少乾擾源、阻斷傳播途徑、提高受體抗擾度。 EMC設計方法： PCB布局優化（關鍵信號布綫、電源/地綫處理）、屏蔽技術、濾波技術、接地設計，以及EMC測試標準與方法。 第七章 保護與安全設計 過流保護： 快速熔斷器、電流互感器、過流檢測電路的設計。 過壓保護： 瞬態電壓抑製器（TVS）、壓敏電阻（MOV）、穩壓二極管等。 過溫保護： 熱敏電阻、溫控開關等。 短路保護： 軟啓動、電流限製等。 絕緣與安全距離： 根據不同標準，設計滿足安全要求的絕緣距離和爬電距離。 元器件可靠性： 考慮元器件的壽命、失效模式，以及降額使用原則。 第八章 PCB布局與布綫技巧 關鍵原則： 短而粗的功率綫、減少寄生參數、信號完整性、熱管理。 詳細指導： 功率迴路的布局、控製信號與功率信號的隔離、地綫的閤理規劃、高頻器件的布局、散熱器件的考慮。 第三篇 典型電力電子應用與案例分析 本篇通過具體應用場景，展現電力電子技術的實際價值與技術挑戰。 第九章 工業驅動與電機控製 交流電機調速： V/f控製、矢量控製、直接轉矩控製（DTC）的原理與特點，在冶金、紡織、化工等行業的應用。 直流電機調速： 斬波器控製、PWM控製，在起重、牽引等領域的應用。 伺服係統： 高精度定位與速度控製，在機器人、自動化生産綫中的應用。 第十章 新能源發電與並網技術 光伏發電係統： MPPT（最大功率點跟蹤）技術，DC-AC逆變器設計，並網控製策略，低壓穿越、高壓穿越技術。 風力發電係統： 變槳控製、變流器設計，雙饋異步發電機、永磁同步發電機的應用。 儲能係統： 電池管理係統（BMS）中的電力電子應用，DC-DC、DC-AC變換器在儲能中的作用。 第十一章 電力品質與不間斷電源（UPS） 有源濾波器（APF）： 補償諧波、無功功率，提高電能質量。 不間斷電源（UPS）： 在綫式、後備式、在綫互動式UPS的原理，後備電池管理，輸齣穩定控製。 靜態開關（STS）與在綫式雙轉換UPS： 關鍵技術與應用。 第十二章 電動汽車電力電子係統 車載充電機（OBC）： 高效率、高功率密度的DC-DC變換器設計。 電機控製器： 驅動電機、實現能量迴收。 DC-DC變換器： 為車載低壓電器供電。 電池管理係統（BMS）： 均衡、監控功能。 第十三章 其他應用領域 開關電源（SMPS）： 消費電子、通信設備中的應用。 感應加熱： 高頻感應加熱電源的設計。 電弧焊電源： 逆變式電弧焊機的原理。 航空航天與軌道交通： 對可靠性、輕量化、高效率的特殊要求。 第四篇 電力電子技術的發展趨勢 本篇展望未來，探討電力電子技術的前沿方嚮與發展潛力。 第十四章 新材料與新器件 寬禁帶半導體（SiC、GaN）： 在高頻、高溫、高壓應用中的優勢，降低損耗，提高功率密度。 新型封裝技術： 提升散熱能力、減小寄生參數。 集成化與模塊化： 提高係統緊湊性與可靠性。 第十五章 智能化與網絡化 人工智能（AI）在電力電子中的應用： 智能控製、故障診斷、預測性維護。 物聯網（IoT）與雲計算： 遠程監控、數據分析、優化運行。 自適應控製與自學習係統： 應對復雜多變的運行環境。 第十六章 麵嚮綠色能源與可持續發展的挑戰 更高效率、更低損耗： 持續的技術追求。 電能的有效利用與管理： 智能電網、微電網中的角色。 循環經濟與環保設計： 元器件迴收、無鉛工藝等。 附錄 常用電力電子器件參數手冊 相關標準與規範列錶 術語錶 本書力求內容嚴謹，邏輯清晰，語言精練，配以大量圖錶和實例，幫助讀者深入理解電力電子係統的精髓，掌握解決實際工程問題的能力，並對未來發展有更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

【關於《變頻器應用技術（第二版）》的感悟分享】 這本《變頻器應用技術（第二版）》真是來得及時，我最近手頭正好有一個新項目，需要對幾颱老舊的電機進行改造升級，其中一項核心任務就是引入變頻器來優化它們的運行效率和控製精度。市麵上關於變頻器的書籍不少，但很多都偏重理論，要麼就是針對特定品牌講得非常深入，卻忽略瞭實際應用中的常見問題和集成挑戰。我翻閱過幾本，總感覺不夠“接地氣”，像是隔靴搔癢，很難找到一套係統性的、能夠指導我從零開始一步步解決實際問題的方案。聽說這本“第二版”在內容上進行瞭更新和擴充，特彆強調瞭應用層麵，這讓我對它充滿瞭期待。我希望能在這本書裏找到關於不同類型變頻器選型、安裝、接綫、參數設置的詳細指導，更重要的是，能夠瞭解到如何根據不同的負載特性（比如恒轉矩、恒功率、風機水泵類負載）來選擇閤適的變頻器型號和優化參數組閤，從而達到最佳的節能效果和運行穩定性。此外，對於一些初學者容易遇到的調試難題，比如諧波乾擾、電磁兼容性問題、如何進行故障診斷和排除等，我也希望能在這本書中得到清晰的解答和實用的技巧。總而言之，我希望能通過這本書，真正掌握變頻器在工業生産中的核心應用能力，讓我的項目順利推進。

評分☆☆☆☆☆

【對《變頻器應用技術（第二版）》的初步印象與期待】 作為一個剛剛接觸電氣工程領域的研究生，我深知變頻器技術的重要性，它是現代工業自動化中不可或缺的組成部分。然而，在學校的學習過程中，雖然接觸瞭一些基礎的電機控製理論，但對於變頻器具體的應用細節、實際調試中的難點以及如何根據項目需求進行高效選型，仍然感到有些模糊。這本《變頻器應用技術（第二版）》在我看來，就像是一本“操作手冊”，我希望能通過它來係統地學習變頻器的工作原理，掌握不同類型變頻器的基本結構和控製邏輯。我尤其期待書中能夠提供豐富的圖例和清晰的流程圖，幫助我理解復雜的接綫方式和參數設置界麵。此外，我希望書中能夠包含一些典型的應用案例，例如在水泵、風機、傳送帶、數控機床等設備中變頻器的具體應用，並給齣相應的選型依據和參數設置建議。這不僅能加深我對理論知識的理解，更能為我未來的畢業設計或實際工作打下堅實的基礎。我希望通過這本書，能夠從“知道”變頻器是什麼，進步到“懂得”如何使用變頻器，並且能夠在實際工作中獨立解決遇到的問題。

評分☆☆☆☆☆

【一位自動化設備集成商對《變頻器應用技術（第二版）》的展望】 作為一傢專注於提供自動化解決方案的公司，我們經常需要為客戶設計和集成各種自動化設備，其中變頻器是我們必不可少的“利器”。隨著客戶對設備性能、能效以及智能化水平要求的不斷提高，如何選擇最適閤的變頻器並將其高效集成到整體自動化係統中，對我們來說是一個持續的挑戰。我們常常麵臨這樣的睏境：市麵上部分變頻器雖然功能強大，但配置復雜，需要花費大量時間和精力去調試；而一些易於使用的變頻器，又可能在某些特定應用場景下性能不足。因此，我非常期待《變頻器應用技術（第二版）》能夠提供一套全麵、係統的變頻器選型指南，涵蓋不同品牌、不同係列變頻器的特點、優勢和局限性，並提供量化的選型依據。同時，我希望書中能夠深入探討變頻器與其他自動化組件（如PLC、伺服驅動器、傳感器、通信模塊）之間的集成策略，包括各種通信協議（如Modbus, Profinet, EtherNet/IP）的應用，以及如何實現數據的高效交換和協同控製。此外，對於如何對變頻器進行遠程監控、故障診斷和預測性維護，我也希望能在這本書中找到實用的解決方案和最佳實踐。

評分☆☆☆☆☆

【我對《變頻器應用技術（第二版）》的潛在價值的看法】 在電氣工程的實踐領域，變頻器無疑是提升設備性能、降低能耗的關鍵技術之一。我一直認為，要真正掌握一項技術，不僅要理解其原理，更要熟悉其“脾氣”——即在實際應用中可能齣現的各種狀況和應對策略。這本《變頻器應用技術（第二版）》在我看來，正是緻力於彌閤理論與實踐之間的鴻溝。我特彆關注書中對於變頻器“軟啓動”、“軟停止”功能的詳細闡述，以及如何通過調整這些參數來減少對機械傳動係統的衝擊，延長設備壽命。同時，對於變頻器在節能方麵的具體應用，例如如何通過調整輸齣頻率來適應不同的負載需求，如何利用變頻器的能量迴饋功能來迴收部分再生能量，我也希望能在這本書中找到詳實的分析和計算方法。此外，我還在思考，這本書是否能夠提供一些關於變頻器在極端環境下（如高溫、高濕、強電磁乾擾）的應用注意事項，以及相應的防護措施。因為在很多工業現場，變頻器的可靠運行至關重要。總而言之，我希望這本“第二版”不僅能鞏固我現有的知識，更能為我打開新的視野，讓我能夠更深入、更全麵地理解和應用變頻器技術。

評分☆☆☆☆☆

【一位老工程師眼中的《變頻器應用技術（第二版）》】 從業二十多年，接觸過大大小小的電氣控製係統，變頻器自然是繞不開的關鍵設備。從早期的V/f控製到現在的矢量控製，再到更高級的同步伺服控製，技術的進步始終伴隨著我們。然而，即便經驗豐富，麵對日益復雜的工業自動化場景，新的挑戰也層齣不窮。特彆是近年來，隨著智能化、柔性化生産的需求不斷提升，對變頻器的高精度控製、低速大扭矩輸齣、以及與其他自動化設備（如PLC、HMI、上位機係統）的無縫集成提齣瞭更高的要求。我一直希望找到一本能夠兼顧理論深度與實踐廣度的權威參考書，它不僅能幫助我理解最新的變頻器技術原理，更能提供一套實操性的指導，讓我能夠應對各種復雜的應用工況。這本《變頻器應用技術（第二版）》的齣現，讓我看到瞭希望。我特彆關注書中是否能夠詳細闡述不同控製模式（如開環矢量、閉環矢量、伺服控製）的優劣勢及其適用場景，以及如何在實際應用中進行精確的參數整定，以實現動態響應快、穩速精度高、過載能力強等性能指標。此外，對於變頻器在復雜負載（如捲取機、升降機、軋鋼機等）中的應用案例分析，以及如何解決高動態要求下的控製難題，我也希望能在這本書中找到寶貴的經驗分享。