圖解西門子變頻器入門到實踐 李方園 9787512327634 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
• 西門子
• PLC
• 工業控製
• 自動化
• 電機控製
• 電氣工程
• 入門
• 實踐
• 李方園

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512327634

商品編碼：29290680913

包裝：平裝

齣版時間：2012-05-01

基本信息

書名：圖解西門子變頻器入門到實踐

定價：27.00元

作者：李方園

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2012-05-01

ISBN：9787512327634

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：12k

商品重量：0.322kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《圖解西門子變頻器入門到實踐》從變頻器設計、使用以及維修人員的實際需要齣發，介紹瞭通用變頻器的理論，並對當前市場上主流的西門子MM4、6SE70、G110/120/150和S120變頻器的規格、控製係統設計、功能、參數、操作、維修等方麵的內容進行瞭介紹。本書通過圖解的方式，功能說明深入細緻，理論聯係實際，麵嚮工程應用，實用性強。《圖解西門子變頻器入門到實踐》共分六章，主要內容包括通用變頻器的工作原理與結構，西門子變頻器的操作、通信、工程應用與設計、典型故障診斷及技術答疑，附錄還給齣瞭西門子變頻器故障原因及對策。本書適閤廣大變頻器工程和設計人員，中、高級電工，相關院校的電氣、自動化、機電一體化、應用電子技術等專業的學生參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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深入探索工業自動化核心：變頻器技術及其應用 在日新月異的工業自動化浪潮中，變頻器作為實現電機調速和節能的關鍵設備，其重要性日益凸顯。它不僅能夠根據生産工藝的實際需求精確控製電機的運行速度，從而顯著提高生産效率和産品質量，更能通過優化能源消耗，為企業帶來可觀的經濟效益。理解變頻器的原理，掌握其操作與維護，已成為現代工業領域從業人員必備的核心技能。 本書旨在為讀者係統性地揭示變頻器技術的奧秘，從基礎理論齣發，逐步深入到實際應用層麵，幫助讀者建立起對變頻器完整而深刻的認知。我們希望通過本書，讓您能夠自信地理解、選擇、安裝、調試和維護各類變頻器，並在實際工作中遊刃有餘。 第一部分：變頻器基礎理論——理解脈搏的跳動 要真正駕馭變頻器，首先需要紮實掌握其背後的基本原理。本部分將帶領您深入探索變頻器的“心髒”——電力電子技術。 電機的運行原理與調速需求： 我們將從最基礎的交流異步電動機的運行原理開始，解析其定子磁場、轉子感應電動勢與電流、轉矩産生等關鍵環節。在此基礎上，引齣為什麼需要對電機進行調速。傳統的工頻直接啓動方式在許多應用場景下存在啓動電流大、對電網衝擊強、無法滿足工藝變化需求等弊端。變頻調速正是為瞭剋服這些挑戰而生的，它能夠實現電機的平滑啓動、軟停止，並精確匹配生産綫的速度要求。 電力電子元器件——變頻器的基石： 變頻器之所以能夠實現神奇的電壓和頻率變換，離不開各類電力電子元器件的支持。我們將詳細介紹二極管、晶閘管（SCR）、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、功率MOSFET等關鍵元器件的特性、工作原理以及在變頻器電路中的作用。理解這些器件的導通、關斷條件，以及它們如何在變頻器內部協同工作，是理解變頻器整體結構的基石。 變頻器的基本工作原理——AC-DC-AC的轉化： 變頻器最核心的工作模式是“AC-AC”變換，即交流電輸入，經過中間直流環節，再輸齣頻率和幅值可調的交流電。本部分將分解這一過程： 整流（Rectifier）： 輸入的工頻交流電如何通過整流電路（如橋式整流）轉化為脈動的直流電。我們將討論全波整流、半波整流的區彆，以及三相整流電路的優勢。 濾波（Filter）： 整流後的脈動直流電如何通過濾波電容或電感等元件，將其平滑化，形成相對穩定的直流電壓。這對於後續的逆變環節至關重要。 直流母綫（DC Bus）： 濾波後的直流電如何被儲存在直流母綫電容器組中，形成一個穩定的直流電壓源，為逆變器提供能量。 逆變（Inverter）： 這是變頻器的“靈魂”所在。我們將深入講解逆變器如何通過控製功率開關器件（如IGBT）的開關順序和導通時間，生成具有不同頻率和幅值的脈衝寬度調製（PWM）波形。PWM技術是實現電壓和頻率獨立控製的關鍵，我們將探討不同類型的PWM策略，例如正弦波PWM（SPWM），以及它們如何影響輸齣波形的質量和效率。 控製方式——讓變頻器“聽話”： 變頻器之所以能實現精確控製，離不開其內部的控製係統。本部分將介紹主要的控製方式： V/f（恒壓頻比）控製： 最簡單也是最常見的控製方式，適用於大多數通用型負載。我們將解釋其工作原理，以及在何種場景下適用。 矢量控製（Vector Control）： 一種更高級的控製策略，能夠實現對電機轉矩的精確控製，使其性能接近直流電機。我們將介紹弱磁控製、轉子磁場定嚮控製（FOC）等概念，並闡述矢量控製在動態響應、低速大轉矩等方麵的優勢。 其他控製方式： 簡要介紹一些針對特定應用的控製方式，例如直接轉矩控製（DTC）等。 第二部分：變頻器的硬件與選型——精挑細選的夥伴 瞭解瞭變頻器的工作原理後，我們便能更好地理解其硬件構成，並根據實際需求進行閤理的選型。 變頻器的內部結構與主要部件： 本部分將揭示變頻器“幕後”的細節。我們將拆解一個典型的變頻器，介紹其主要功能模塊，包括： 主電路： 包括整流單元、直流母綫、逆變單元、製動單元等。 控製電路： 包括微處理器、驅動電路、通信接口、保護電路等。 散熱係統： 風扇、散熱片等，保證變頻器在高負荷下穩定運行。 操作麵闆： 用於參數設置、運行監控等。 變頻器的分類與特點： 變頻器種類繁多，根據不同的標準可以進行分類。我們將介紹： 按功率等級分類： 微型、小型、中型、大型變頻器。 按控製方式分類： V/f控製、矢量控製變頻器。 按應用場閤分類： 通用型、專用型（如水泵、風機專用）。 按電壓等級分類： 低壓（220V/380V）、中壓、高壓變頻器。 其他分類： 如單相/三相輸入輸齣、是否帶製動單元等。 變頻器的核心參數解讀——選擇指南： 選型是成功應用變頻器的第一步，也是至關重要的一步。本部分將逐一剖析變頻器的關鍵選型參數： 額定功率（kW/HP）： 根據負載的額定功率選擇閤適的變頻器功率。 額定電壓（V）： 根據電源電壓選擇。 額定電流（A）： 確保變頻器能夠承受負載的最大運行電流，以及啓動時的衝擊電流。 過載能力： 變頻器能夠短時承受多大過載的能力，這對於啓動重載電機非常重要。 輸齣頻率範圍： 確定變頻器能夠輸齣的最高和最低頻率。 輸入/輸齣頻率： 工頻輸入，輸齣頻率可調範圍。 通信接口： 瞭解變頻器支持的通信協議（如Modbus, Profibus等），以便與PLC等上位設備集成。 防護等級（IP等級）： 根據安裝環境的灰塵、水分等情況選擇閤適的防護等級。 工作環境： 溫度、濕度、海拔等要求。 製動方式： 是否需要製動單元、製動電阻等。 實際選型案例分析： 通過具體的工業場景，例如生産綫驅動、風機水泵控製、起重設備等，演示如何綜閤考慮負載特性、工藝要求、環境因素等，一步步完成變頻器的選型過程。 第三部分：變頻器的安裝與調試——讓機器運轉起來 選擇好變頻器後，正確的安裝與調試是確保其正常運行的關鍵。 變頻器的安裝注意事項： 安裝位置： 選擇通風良好、遠離熱源、避免陽光直射、遠離強電磁乾擾源的場所。 安裝方式： 櫃式安裝、壁掛式安裝等，注意散熱空間。 電氣連接： 電源側： 接綫順序、綫徑選擇、接地要求。 電機側： 接綫方式、屏蔽電纜的使用、漏感的影響。 製動單元與製動電阻： 正確連接，保證製動效果。 通信與外部控製信號： 預留接口，確保信號傳輸穩定。 接地規範： 強調接地對安全運行的重要性，以及正確的接地方法。 變頻器的調試流程與參數設置： 調試是變頻器成功運行的核心環節。我們將詳細介紹調試的步驟： 通電前的檢查： 仔細核對所有接綫，確認無誤。 首次通電與基本參數設置： 電機參數設置： 額定電壓、額定頻率、額定電流、額定功率、極數、同步轉速等。這是變頻器能否正確驅動電機的基礎。 運行模式設置： V/f模式、矢量模式等。 加減速時間設置： 根據工藝要求設置閤適的加速和減速斜率，避免機械衝擊。 頻率上限/下限設置： 限製電機的運行頻率範圍。 過載保護參數： 設置閤適的過載保護電流和延時。 試運行與參數優化： 空載運行： 觀察電機運行是否平穩，有無異常噪音。 帶載運行： 逐步增加負載，觀察變頻器電流、電壓、頻率等運行參數。 參數微調： 根據實際運行效果，微調加減速時間、PID參數（如果使用）、載波頻率等，以達到最佳的控製效果。 常用功能調試： 多段速運行： 設置不同速度點，實現程序化調速。 PID閉環控製： 在溫度、壓力、流量等需要精確控製的場閤，設置PID參數，實現自動調節。 外部端子控製： 調試啓停、正反轉、外部故障等控製信號。 通信控製： 調試與PLC等上位設備的通信參數，實現遠程監控與控製。 常見故障的排查與處理： 即使是最可靠的設備，也可能齣現故障。本部分將列舉變頻器常見的故障現象，並提供詳細的排查方法和解決方案。例如： 過壓/欠壓故障： 分析原因（電網波動、製動單元問題等）並提齣對策。 過流/堵轉故障： 排查原因（機械卡死、負載過大、參數設置不當等）。 過熱故障： 檢查散熱風扇、環境溫度、負載等。 接地故障： 檢查電機絕緣、接綫等。 通信異常： 檢查通信綫纜、協議設置等。 第四部分：變頻器的維護與保養——延長生命周期的秘訣 良好的維護保養能夠顯著延長變頻器的使用壽命，並降低故障率。 日常檢查與維護： 外觀檢查： 觀察變頻器有無積塵、腐蝕、異常磨損。 運行狀態監測： 定期檢查顯示屏上的運行參數，有無異常跳變。 風扇運行檢查： 確保散熱風扇正常工作。 接綫端子檢查： 檢查有無鬆動、發熱跡象。 定期維護項目： 清潔： 定期清理變頻器內部的灰塵，特彆是散熱器上的灰塵。 緊固： 檢查並緊固所有電氣連接螺絲。 元件檢查： 對關鍵元件（如電容）進行外觀檢查，有無鼓包、漏液等現象。 絕緣電阻測試： 定期測試電機與變頻器之間的絕緣電阻。 影響變頻器壽命的因素： 環境因素： 高溫、高濕、粉塵、腐蝕性氣體、振動等。 電網質量： 電網波動、諧波乾擾等。 負載特性： 頻繁啓停、大幅度變載等。 安裝與調試質量： 不正確的安裝和調試會導緻器件過早損壞。 缺乏維護： 積塵堵塞散熱通道，導緻過熱。 變頻器的節能應用與效益分析： 風機水泵類負載的節能原理： 變頻器在降低轉速時，功率消耗與轉速的立方成正比，因此節能效果顯著。 其他節能應用： 例如在印刷、紡織、化工等行業，通過精確調速實現工藝優化，間接達到節能目的。 經濟效益計算： 通過具體的案例，演示如何計算變頻器投入的成本與節省的能源費用，從而評估其經濟效益。 第五部分：變頻器在各行業的典型應用——無處不在的力量 變頻器已經滲透到工業生産的方方麵麵。本部分將通過具體的行業應用案例，展示變頻器強大的功能與價值。 通用機械行業： 機床、泵、風機、壓縮機、傳送帶等。 冶金行業： 軋機、捲取機、輸送設備等。 石油化工行業： 泵、風機、壓縮機、攪拌器等。 電力行業： 水泵、風機、輸送帶等。 起重運輸行業： 起重機、電梯、輸送機等。 建築建材行業： 生産綫、攪拌機、輸送帶等。 食品飲料行業： 包裝機械、輸送設備、攪拌設備等。 水處理行業： 水泵、曝氣風機等。 通過這些案例，讀者可以直觀地感受到變頻器在不同應用場景下如何解決實際問題，提高生産效率，降低能耗，並提升産品質量。 結語 變頻器技術是現代工業自動化的重要組成部分，其應用範圍和影響力仍在不斷擴大。本書從理論到實踐，從安裝調試到維護保養，力求為讀者構建一個全麵、係統的知識體係。我們希望本書能夠成為您學習和掌握變頻器技術的得力助手，助您在工業自動化的道路上不斷前行，迎接更廣闊的發展機遇。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在自動化生産綫上工作的技術人員，日常工作中經常需要接觸各種品牌的變頻器，其中西門子的産品尤為常見。雖然我們有供應商提供的操作手冊，但很多時候，手冊裏的信息過於專業，對於我們一綫操作人員來說，理解起來有一定難度。我非常希望這本書能夠從“零基礎”的角度齣發，用通俗易懂的語言，結閤大量的實際操作截圖和流程圖，一步步引導讀者完成變頻器的基本設置。我尤其看重的是那些關於“如何快速排除常見故障”的部分，比如電機運行不穩定、過載報警、通訊故障等，如果書中能夠提供詳細的故障代碼解析和對應的處理步驟，那將大大提高我們的維修效率，減少生産停機時間。此外，如果書中還能介紹一些變頻器的節能應用技巧，或者與其他自動化設備（如PLC、觸摸屏）的聯動控製方法，那將為我提供更廣闊的視野和更實用的技能，幫助我在工作中解決更復雜的問題。

評分☆☆☆☆☆

我是一名擁有多年電氣維護經驗的工程師，雖然對變頻器已經有瞭相當的瞭解，但在麵對一些高端型號或者復雜的應用場景時，仍然會感到力不從心。我一直在尋找一本能夠幫助我深入理解西門子變頻器高級功能的書籍，特彆是關於變頻器的二次開發、特殊功能的應用以及與其他係統的集成。我希望這本書能夠提供一些關於變頻器內部PLC功能（如CU功能）的應用案例，如何利用這些功能實現一些定製化的控製邏輯，減少對外部PLC的依賴。同時，我也對變頻器的網絡通訊協議（如Profinet, Profibus）在實際應用中的配置和故障排除感興趣，希望書中能夠有詳細的講解和實用的建議。如果書中還能觸及一些關於變頻器在特殊環境下的應用，例如高溫、潮濕、粉塵等，以及如何進行相應的防護措施，那將對我日常的維護工作提供極大的幫助，讓我能夠更好地應對各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛入行的電氣工程師，我一直對西門子變頻器充滿好奇，也深知掌握它們的重要性。市麵上關於變頻器的書籍琳琅滿目，但我對一些過於理論化、晦澀難懂的教材望而卻步。我渴望的是那種能夠讓我快速上手，並且在實際工作中能夠用得上的知識。我希望這本書能夠以最直觀的方式，拆解變頻器的內部結構和工作原理，用生動的圖示來解釋那些復雜的參數設置和故障診斷。我特彆期待書中能包含一些真實的項目案例，例如如何根據不同的電機類型選擇閤適的變頻器型號，如何進行變頻器的基本調試，以及在實際應用中可能遇到的常見問題及其解決方案。如果書中還能對變頻器的選型、安裝、接綫以及日常維護保養提供詳細的指導，那就更完美瞭。我希望通過這本書的學習，能夠建立起對西門子變頻器係統性的認知，並且能夠自信地在實際工作中進行操作和維護，從而提高我的工作效率和專業能力。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在校的電氣工程專業的學生，即將麵臨畢業實習和就業。在學習過程中，我接觸到瞭大量的變頻器理論知識，但總感覺缺乏實踐的支撐，理論與實際應用之間存在一道鴻溝。我聽說西門子變頻器在工業界應用非常廣泛，因此非常渴望能找到一本能夠連接理論與實踐的書籍。我希望這本書能夠不僅僅停留在參數的羅列和公式的推導，而是能夠深入淺齣地講解變頻器的核心控製算法，比如V/f控製、矢量控製等，並且用圖解的方式來展示它們的工作流程。我特彆期待書中能夠提供一些“動手實踐”的環節，例如如何使用軟件進行仿真，或者提供一些簡單的實驗電路設計，讓我們能夠在課餘時間進行模擬操作，加深對變頻器工作原理的理解。如果書中還能涉及到一些西門子變頻器與其他主流PLC（如S7-1200/1500）的通訊設置和程序編寫示例，那將對我的學習和未來就業非常有幫助，讓我能夠更好地適應自動化行業的快速發展。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對工業自動化領域充滿熱情的設計師，正在為某個項目設計一套完整的控製係統，其中涉及到多颱西門子變頻器的選型和集成。我需要一本能夠提供全麵指導的書籍，幫助我做齣最優化、最經濟的選擇。我希望這本書能夠詳細介紹西門子變頻器的不同係列型號，分析它們各自的優缺點、適用範圍以及核心技術特點。我特彆關注的是書中關於變頻器功率、電壓、電流等關鍵參數的選型方法，以及如何根據負載特性（如恒轉矩、恒功率、變轉矩等）來選擇最閤適的變頻器。此外，如果書中還能提供關於變頻器選型軟件的使用指導，或者一些詳細的選型計算示例，那將對我項目的設計工作起到至關重要的作用。我也希望瞭解如何將變頻器有效地集成到整個自動化係統中，包括電氣櫃的布局、綫纜的選擇、EMC的考慮等，確保係統的穩定可靠運行。