编辑推荐
适读人群 :电气技术人员,电工 1.本书重点介绍变频器、软启动器和PLC的选择、安装、使用、维护与故障处理
2.本书列举了许多典型产品的故障处理方法,能解决实际工作中遇到的问题
3.本书还介绍了变频器、PLC的各种抗干扰措施和正确接地方法,这是在实际安装和使用中经常会遇到的问题
内容简介
本书较全面,详细地介绍了变频器,软启动器和PLC的基本知识,选择,安装,使用,维护与故障处理等内容。具体包括变频器基本知识,变频器的选择,安装,参数设置及指令使用,变频器的配套设备,变频器实用线路,变频器的维护与故障处理;软启动器基本知识,软启动器的选择,安装与使用,软启动器实用线路,软启动器的维护与故障处理;PLC基本知识,PLC的选择,安装,梯形图的绘制和编程,PLC实用线路,PLC的维护与故障处理。另外,还介绍了变频器,PLC的抗干扰措施和接地方法,以及典型产品的技术参数。
本书通俗易懂,重点突出,紧密结合实际,实例多,可供电工及电气技术人员学习使用。
作者简介
方大千,电气高级工程师。1967年毕业于浙江大学电机系发电厂电力网及电力系统专业。40多年来一直在生产一线工作,做工程设计、施工、研发等,涉及送配电、变电、工业自动化、建筑电气、热电、小水电、冶炼、节能改造、设备管理、技研、新产品开发等诸多行业。所开发的新产品有的在全国推广,有的远销国外。其著作特点是紧密联系生产实际,融入自己丰富的实践经验,实用性特强。
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目录
第1章变频器/1
1.1变频器基本知识2
1.1.1变频器的基本结构与应用范围2
1.1.2变频器调速原理8
1.1.3变频器的种类及额定参数12
1.1.4变频器主电路和控制电路端子的功能20
1.2电力半导体器件36
1.2.1GTO门极可关断晶闸管36
1.2.2GTR(或BJT)电力晶体管39
1.2.3IGBT绝缘栅双极型晶体管44
1.2.4IGCT集成门极换相晶闸管50
1.2.5IPM智能功率模块54
1.2.6Power MOSFET 功率场效应晶体管57
1.3变频器的选择58
1.3.1变频器选择要点58
1.3.2根据负载特性和转矩特性选择变频器62
1.3.3平方转矩负载和恒转矩负载应用变频器的节电效果分析68
1.3.4变频器额定参数及容量的选择70
1.3.5变频器与电动机的合理配套77
1.4变频调速电动机的选用79
1.4.1变频器低频和高频运行对普通电动机的影响79
1.4.2电动机采用变频调速需考虑的问题81
1.4.3变频电动机的特点及使用场合82
1.4.4Y系列电动机改装成变频电动机的方法84
1.4.5防爆电动机采用变频调速的注意问题85
1.5变频器的电源及配套设备86
1.5.1变频器对供电电源的要求86
1.5.2变频器的配套设备87
1.5.3断路器、接触器和热继电器的选择90
1.5.4电抗器、滤波器和制动电阻的选择93
1.5.5变频器连接线和输出电流表的选择104
1.6变频器的安装与使用112
1.6.1变频器的安装112
1.6.2变频器安装柜及通风设计113
1.6.3变频器对工作环境的要求及使用要点117
1.6.4变频器参数的设置122
1.6.5基本频率和最高频率的设置139
1.6.6基本U/f线的设置140
1.6.7加减速时间的设置147
1.6.8加减速方式的选择149
1.6.9瞬停再启动功能的设置153
1.6.10转矩提升功能的设置154
1.6.11制动功能和睡眠功能的设置155
1.6.12点动频率、上下限频率、回避频率和启动频率的设置158
1.6.13载波频率的设置163
1.6.14变频器电子热保护的设置167
1.6.15变频器试运行168
1.7变频器应用于风机、水泵节电运行的实例172
1.7.1变频器的几种常见节电控制方式172
1.7.2风机变频调速节电实例174
1.7.3水泵变频调速节电实例179
1.8变频器实用线路184
1.8.1电动机正转运行变频调速线路184
1.8.2电动机寸动运行变频调速线路184
1.8.3无反转功能的变频器控制电动机正、反转运行线路186
1.8.4有正、反转功能的变频器控制电动机正、反转运行线路187
1.8.5森兰BT40系列变频器步进运行及点动运行线路188
1.8.6森兰BT40系列变频器工频/变频切换线路189
1.8.7东芝VF-A7系列变频器的工频/变频切换线路191
1.8.8一台变频器控制多台电动机并联运行的线路(一、二)194
1.8.9用一台频率给定器控制多台电动机并联运行的线路195
1.8.10用两台变频器同步控制两台电动机的线路(一、二)196
1.8.11用多台变频器同步控制多台电动机的线路(一、二)198
1.8.12利用外置单元实现多台电动机同步运行的线路(一、二)200
1.8.13远距离操作变频器控制线路200
1.8.14电磁制动电动机变频调速运行线路203
1.8.15变频器带制动单元、电动机带制动器的运行线路204
1.8.16变极电动机变频控制线路205
1.8.17变频器三速运行线路(一、二)207
1.8.18一台雷诺尔RNB3000系列变频器控制一台风机的变频调速线路(一、二)208
1.8.19一台雷诺尔RNB3000系列变频器控制一台水泵恒压供水变频调速线路212
1.8.20一台雷诺尔RNB3000系列变频器控制一台排污泵变频调速线路215
1.8.21一台雷诺尔RNB3000系列变频器控制两台水泵恒压供水变频调速线路216
1.8.22一台雷诺尔RNB3000系列变频器控制三台水泵恒压供水变频调速线路219
1.8.23一台雷诺尔RNB3000系列变频器控制四台水泵恒压供水变频调速线路222
1.8.24两台雷诺尔RNB3000系列变频器控制两台水泵(一用一备)恒压供水变频调速线路222
1.9变频器的维护与故障处理227
1.9.1变频器的检查与维护227
1.9.2变频器的常见故障及处理232
1.10变频器控制系统故障诊断流程图241
1.10.1过电流故障诊断流程241
1.10.2过电压故障诊断流程242
1.10.3欠电压故障诊断流程242
1.10.4对地短路故障诊断流程243
1.10.5变频器内过热、散热板过热故障诊断流程243
1.10.6外部报警输入故障诊断流程245
1.10.7变频器过载、电动机过载故障诊断流程245
1.10.8电动机不能启动故障诊断流程246
1.10.9电动机不能调速故障诊断流程246
1.10.10电动机加速过程中失速故障诊断流程246
1.10.11电动机异常发热故障诊断流程246
1.10.12输入电源缺相故障诊断流程246
1.10.13输出电路异常故障诊断流程247
1.10.14存储器出错( Er1)、指令出错(Er2)、CPU出错(Er3)故障诊断流程图247
1.11变频器的故障显示及处理250
1.11.1康沃CVF-G2系列变频器的故障及处理250
1.11.2艾默生TD3000系列变频器的故障及处理252
1.11.3艾默生TD3000系列变频器的故障查询功能256
1.11.4西门子MM420通用变频器的故障及处理257
1.11.5西门子MM420通用变频器的报警原因及处理258
1.11.6西门子MM440系列变频器的报警原因及处理259
1.11.7ABB ACS800系列变频器的报警原因及处理261
1.11.8富士G11S系列变频器的故障显示及动作内容264
1.11.9日立L100P系列变频器保护功能动作时的显示内容265
1.11.10安川G7系列变频器的故障查询功能266
1.11.11安川CLMRF7A通用变频器的故障及处理267
1.11.12三垦SAMCO-VM05变频器保护功能动作时的显示内容270
1.11.13三垦SAMCO-VMO5变频器的报警原因及处理271
1.11.14明电THYFREC-VT230S变频器的非故障显示及处理274
1.12变频器的抗干扰措施及接地要求275
1.12.1电力谐波的危害及电网谐波含量的限值275
1.12.2防止变频器被干扰的措施276
1.12.3防止变频器产生干扰的措施278
1.12.4变频器的接地280
1.13常用变频器的技术指标282
1.13.1JP6C系列变频器的规格性能及技术指标282
1.13.2森兰BT40 系列变频器的规格性能及技术指标283
1.13.3台安N2系列和V2系列通用变频器的技术指标288
1.13.4三垦SAMCO-IHF/IPF系列通用变频器的技术指标290
1.13.5西门子MM440和MM420型通用变频器的技术数据和技术指标292
1.13.6西门子Eco节能型通用变频器的技术数据297
1.13.7ABB ACS400系列通用变频器的技术指标298
1.13.8Vaoin系列通用变频器的技术指标299
1.13.9日立L100系列小型通用变频器的技术指标300
1.13.10富士FVR-E11S系列通用变频器的技术指标302
1.13.11富士FRENIC 5000G11S/P11S系列变频器的技术指标304
1.13.12 FR-A500系列多功能变频器的技术指标304
1.13.13FR-F500系列风机、水泵专用型通用变频器的技术指标309
1.13.14高压变频器的技术参数、特点和指标311
第2章软启动器/316
2.1软启动器基本知识317
2.1.1软启动器的工作原理与应用范围317
2.1.2软启动器的种类及技术指标323
2.1.3软启动器的主要功能325
2.2软启动器的选择、安装与使用328
2.2.1软启动器的选择328
2.2.2软启动器的安装331
2.2.3软启动器对工作环境的要求及使用要点332
2.2.4软启动器接触器和熔断器的选择333
2.2.5软启动器参数的设置334
2.3软启动器作轻载降压运行节电实例341
2.4软启动器实用线路344
2.4.1软启动器的基本接线及端子功能344
2.4.2CR1系列软启动器不带旁路接触器的线路348
2.4.3CR1系列软启动器无接触器而有中间继电器的线路349
2.4.4CR1系列软启动器带进线接触器和中间继电器的线路350
2.4.5CR1系列软启动器带旁路接触器的线路350
2.4.6CR1系列软启动器正反转运行线路352
2.4.7西普STR系列软启动器带旁路接触器控制线路353
2.4.8一台STR系列软启动器拖动两台电动机的控制线路355
2.4.9一台STR系列软启动器拖动三台电动机的控制线路357
2.4.10西普STR系列软启动器控制电动机(一用一备)线路357
2.4.11雷诺尔JJR1000XS型软启动器控制线路(一、二)360
2.4.12一台JJR1000X型软启动器拖动两台电动机的控制线路364
2.4.13FSR1000X型软启动器控制消防泵(一用一备)线路367
2.4.14FSR1000X型软启动器控制消防泵(两用一备)线路370
2.4.15一台JJR1000型软启动器拖动三台电动机的控制线路370
2.4.16JJR1000型软启动器控制生活用泵(一用一备)线路373
2.5软启动器的维护与故障处理376
2.5.1软启动器的检查与维护376
2.5.2WJR 软启动器的常见故障及处理377
2.5.3奥托QB4软启动器的常见故障及处理379
2.5.4惠丰HFR-1000系列软启动器的常见故障及处理380
2.5.5ABB PST/PSTB软启动器的常见故障及处理381
2.5.6摩普XLD系列软启动器的常见故障及处理382
2.5.7软启动器因控制触点竞争不能投入的故障处理384
2.6常用软启动器的技术指标385
2.6.1WJR系列软启动器的性能特点385
2.6.2CR1系列软启动器的性能特点及技术参数386
2.6.3JLC系列软启动器的性能特点387
2.6.4RQD-D7 型磁控软启动器的性能特点388
2.6.5奥托QB4系列软启动器的性能特点390
2.6.6雷诺尔JJR1000系列、JJR2000系列和JJR5000系列软启动器的性能特点391
2.6.7RSD6系列软启动器的性能特点393
2.6.8ASTAT系列软启动器的性能特点393
2.6.9BS公司高压(中压)软启动器的性能数据395
2.6.10ABB公司的PSA、PSD和PSDH软启动器的技术数据396
2.6.11WZR型无刷自控绕线型异步电动机软启动器的性能特点和技术参数397
2.6.12SQR1系列和SQR2系列智能型软启动器的特点398
第3章可编程控制器(PLC)/400
3.1PLC基本知识401
3.1.1PLC的基本结构与工作原理401
3.1.2 PLC的特点、类型及性能指标405
3.2PLC的选择与安装408
3.2.1PLC的选择408
3.2.2PLC的安装及接线要求413
3.2.3PLC输入接口显示用发光二极管时并联电阻的计算417
3.3PLC的使用420
3.3.1PLC对工作环境的要求及使用要点420
3.3.2梯形图及其绘制424
3.3.3PLC的基本指令426
3.3.4PLC的功能指令433
3.4PLC实用线路438
3.4.1PLC程序设计应注意的问题438
3.4.2PLC控制电动机正向运转的线路439
3.4.3PLC控制电动机正反向运转的线路440
3.4.4PLC控制电动机Y-△降压启动线路442
3.4.5PLC控制电动机Y-△自动降压启动线路443
3.4.6PLC控制两台电动机顺序启动线路445
3.4.7PLC控制电动机双向限位线路445
3.4.8PLC控制彩链灯线路448
3.4.9PLC控制4组抢答器线路449
3.4.10交通信号灯自动控制装置450
3.5PLC的维护与故障处理455
3.5.1PLC的检查与维护455
3.5.2PLC的常见故障及处理456
3.5.3根据PLC的CPU(或编程器)面板显示判断故障457
3.5.4PLC输入、输出电路的故障及处理460
3.5.5PLC故障检查流程图464
3.5.6PLC系统的抗干扰措施465
3.5.7PLC系统的接地要求470
3.6常用PLC的技术性能472
3.6.1国产PLC主要产品的性能指标472
3.6.2通用公司GE-Ⅲ系列PLC的技术性能473
3.6.3通用公司GESU-5/6(SG-8)系列PLC的技术性能474
3.6.4西门子S5-90U/95U系列PLC的技术性能476
3.6.5西门子TI系列PLC的技术性能478
3.6.6富士NB0系列PLC的技术性能479
3.6.7三菱FX0S/FX0N/FX2N系列PLC的技术性能481
3.6.8欧姆龙C系列PLC的技术性能484
参考文献489
前言/序言
电子电气自动化领域的实用指南 本书专为投身于电子电气自动化领域的技术人员、工程师以及相关专业的学生而设计,旨在提供一套全面、实用的技术参考。 内容紧密围绕工业自动化领域中三大核心组件——变频器、软启动器和可编程逻辑控制器(PLC)——的原理、应用与维护。 变频器:精确控制电机运行的密钥 变频器是现代工业中实现电机调速和节能的关键设备。本书深入浅出地剖析了变频器的基本工作原理,包括其核心的功率变换单元(如IGBT模块)、控制逻辑(如PWM调制)以及各种控制模式(如V/f控制、矢量控制)。读者将能清晰理解变频器如何通过改变输出电压和频率来精确控制电机转速,从而满足不同工况的需求。 本书重点介绍了市面上常见的变频器品牌和型号,详细阐述了它们的选型要点,包括额定功率、电压等级、过载能力、防护等级等关键参数的确定方法。在安装调试方面,本书提供了详尽的步骤指导,从接线规范、参数设置到现场运行测试,确保用户能够安全、高效地完成变频器的部署。 对于变频器的日常维护与故障排除,本书提供了实用的建议和技巧。常见的故障现象,如过载、欠压、过压、接地故障等,都将在书中得到详细的分析,并给出相应的解决方案。通过学习本书,读者将能够独立完成变频器的日常检查、性能测试和常见故障的诊断与修复,有效降低停机时间,提高生产效率。 软启动器:平稳启动,保护设备 软启动器是用于平稳启动交流电动机的设备,能够有效避免电机启动时产生的巨大启动电流和机械冲击。本书系统地介绍了软启动器的分类、工作原理及其在工业应用中的重要性。读者将了解软启动器如何通过控制电机电源的电压和电流,实现电机的软启动、软停止以及电机制动等功能。 本书详细讲解了软启动器的选型原则,包括电机功率、启动方式、控制精度等因素的考量。在安装调试环节,提供了清晰的接线图和参数设置指南,帮助用户正确连接和配置软启动器,以达到最佳的启动效果。 针对软启动器的维护和故障排除,本书同样进行了深入的探讨。常见的启动故障、通信故障以及过载保护等问题,都将在书中得到一一解析,并提供相应的排查和解决思路。通过本书的学习,读者能够掌握软启动器的正确使用方法,有效延长电机和传动设备的使用寿命。 PLC:工业自动化控制的神经中枢 可编程逻辑控制器(PLC)是现代工业自动化控制的核心。本书全面介绍了PLC的基本结构、工作原理及其在各类自动化系统中的应用。读者将深入理解PLC的CPU单元、输入/输出模块、通信模块等关键组成部分的功能,以及PLC如何通过读取输入信号、执行用户程序、输出控制信号来实现对生产过程的精确控制。 本书重点介绍了当前主流PLC品牌(如西门子、三菱、欧姆龙等)的系列产品特点、硬件配置和软件编程环境。在编程方面,本书系统讲解了PLC常用的编程语言,如梯形图(LD)、指令表(IL)、顺序功能图(SFC)、结构化文本(ST)和功能块图(FBD)。通过丰富的实例,读者将能掌握PLC程序的编写、调试和优化技巧,能够独立设计和实现各种自动化控制方案。 在实际应用方面,本书提供了大量PLC在生产线控制、物料输送、过程控制、安防监控等典型应用场景下的解决方案。从简单的逻辑控制到复杂的运动控制和人机界面(HMI)集成,本书都将给出清晰的实现思路和步骤。 本书也包含PLC的常见故障诊断和维护方法。通过对PLC运行状态的监控、错误代码的解读以及硬件故障的排查,读者将能快速定位问题,并采取有效的措施恢复系统正常运行。 融合与实践:构建高效自动化系统 本书最大的特色在于将变频器、软启动器和PLC这三大核心组件融为一体进行讲解,强调它们在实际自动化系统中如何协同工作。读者将学习到如何将PLC与变频器、软启动器进行有效的通信和集成,构建出更高级、更智能的自动化控制系统。 例如,如何通过PLC的指令精确控制变频器的启停、调速和状态监控;如何在PLC程序中集成软启动器的控制逻辑,实现设备的安全启动和运行。本书还包含了一些实际工程案例的分析,展示了如何将这三者结合起来,解决复杂的工业自动化难题。 适用人群: 工业自动化工程师及技术人员: 快速提升变频器、软启动器和PLC的应用技能,解决实际工程问题。 电气工程师: 深入理解自动化控制系统的构成,掌握设备选型、安装调试和维护的实用技术。 自动化相关专业学生: 作为学习和实践的有力参考,为未来的职业生涯打下坚实基础。 设备制造商及维护人员: 掌握设备的工作原理和故障排除方法,提高服务水平。 本书语言通俗易懂,图文并茂,旨在成为读者在变频器、软启动器和PLC技术领域的得力助手,帮助您在日新月异的工业自动化浪潮中,掌握核心技术,应对各种挑战。