變頻器、軟起動器電路設計寶典 李利著 9787512307933 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李利著 著

圖書標籤:

• 變頻器
• 軟起動器
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• 工業控製
• 電機控製
• 李利
• 9787512307933
• 電子工程
• 自動化

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512307933

商品編碼：29295918043

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：變頻器、軟起動器電路設計寶典

定價：45.00元

作者：李利著

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787512307933

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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內容提要

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本書共8章，主要內容包括變頻器、軟起動器的基本原理，變頻器、軟起動器各種選件的功能及選配方法，以施耐德電氣公司的變頻器ATV21、ATV61／ATV71和軟起動器ATS48為例，詳細分析瞭變頻器和軟起動器一次電路和二次電路設計中的各種常見錯誤，並給齣瞭正確的設計。附錄部分還提供瞭一些常見負載的分類方法和一些常見問題的解答。
本書以應用為目的，強調實用性，書裏提供瞭大量的工程應用方案，並給齣瞭應用圖，方便讀者學習參考。

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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探索現代電力驅動係統的核心技術：變頻器與軟起動器 在當今工業自動化和電氣工程領域，高效、可靠的電機驅動控製係統扮演著至關重要的角色。從工廠流水綫上的生産設備，到樓宇中的大型水泵和風機，再到各種精密製造設備，電機驅動技術的進步直接關係到能源效率、生産精度、設備壽命以及運行穩定性。其中，變頻器和軟起動器作為兩種最普遍且核心的電機控製裝置，其精妙的設計原理和廣泛的應用價值，早已成為電氣工程師們關注的焦點。 本書旨在深入剖析變頻器與軟起動器這兩大電力電子裝置的電路設計精髓，為廣大電氣工程師、技術愛好者以及相關專業學生提供一份詳實、權威的參考指南。我們將從基礎理論齣發，層層遞進，帶領讀者全麵掌握這些先進驅動技術的內部構造、工作機製和設計要點，最終達到能夠獨立進行電路設計、故障分析和係統優化的目標。 第一部分：變頻器——精確控製電機的“大腦” 變頻器，顧名思義，是通過改變輸齣電源的頻率來控製交流電動機轉速的電力電子裝置。它實現瞭電動機從“固定速度”到“按需調速”的飛躍，為工業生産帶來瞭革命性的變革。本書在這一部分將對變頻器的各項核心技術進行詳盡的闡述。 變頻器基本原理與分類： 我們將首先介紹變頻器的基本工作原理，包括它如何將固定的交流電轉換為可變頻率、可變電壓的交流電，以及其核心組成部分：整流單元、直流中間環節和逆變單元。在此基礎上，將對不同類型的變頻器，如電壓源型（VSI）和電流源型（CSI），以及其各自的優缺點和適用範圍進行介紹。 核心功率變換電路設計： 整流電路： 詳細解析各種整流電路的拓撲結構，如單相、三相橋式整流，以及不同二極管和晶閘管整流橋的選型考量。重點關注功率器件（如IGBT、MOSFET）在不同工況下的選擇依據，以及散熱設計的重要性。 直流中間環節： 深入探討直流中間環節的作用，包括平滑直流電壓、儲能以及對諧波的抑製。分析電容和電感在其中的選型計算，以及如何通過閤理的參數設計來提高係統的穩定性。 逆變電路： 這是變頻器輸齣可變頻率和電壓的關鍵。我們將詳細講解各種逆變電路的拓撲，如SPWM（脈衝寬度調製）和SVPWM（空間矢量脈寬調製）等控製策略。深入剖析IGBT或MOSFET等功率器件的驅動電路設計，包括隔離、保護和門極驅動信號的生成。 控製係統設計與實現： 微處理器與DSP應用： 介紹在變頻器控製中常用的微控製器（MCU）和數字信號處理器（DSP）的選型，以及如何利用它們的強大計算能力來實現復雜的控製算法。 PWM調製技術詳解： 詳細講解SPWM、SVPWM等主流PWM調製技術的原理，包括載波信號、三角波、鋸齒波的生成，以及如何通過調整脈衝寬度來精確控製輸齣電壓和頻率。 閉環控製策略： 介紹速度環、電流環、位置環等閉環控製的原理和實現方法。分析PID控製在變頻器中的應用，以及如何進行參數整定以獲得最佳的動態響應和穩態精度。 保護與安全設計： 詳細闡述變頻器在過壓、欠壓、過流、過溫、短路等方麵的保護措施。分析各種保護電路的設計，如過流保護、欠壓保護、短路保護、接地保護等，確保設備和人身安全。 變頻器的關鍵技術與發展趨勢： 能量迴饋技術： 介紹變頻器在拖動減速時將能量迴饋給電網的技術，分析迴饋單元的設計與應用，以及其在節能降耗方麵的優勢。 多電平技術： 探討多電平變頻器（如三電平、五電平）在提高輸齣波形質量、降低開關損耗和減小電磁乾擾方麵的優勢，以及其在高鐵、風電等領域的應用。 智能化與網絡化： 介紹變頻器在集成人工智能、大數據分析、遠程監控和故障診斷等方麵的最新發展，以及其如何融入工業物聯網（IIoT）體係。 第二部分：軟起動器——電機啓動的“守護者” 軟起動器，顧名思義，是在電機啓動過程中，逐步提高電機端電壓，從而實現平緩啓動的裝置。它有效地解決瞭傳統直接啓動或星三角啓動帶來的電流衝擊大、機械應力高等問題，延長瞭電機和傳動設備的使用壽命。本書在這一部分將對軟起動器的設計進行深入解析。 軟起動器基本原理與類型： 介紹軟起動器的基本工作原理，即通過控製晶閘管（SCR）或固態繼電器（SSR）的導通角度來調節施加到電機上的電壓，從而實現平緩的起動過程。我們將區分不同類型的軟起動器，如基於晶閘管的模擬式、數字式軟起動器，以及基於電力電子開關的電子軟起動器。 核心功率控製電路設計： 晶閘管（SCR）控製電路： 詳細講解晶閘管的觸發原理和控製電路的設計。分析門極驅動電路的構成，如何通過可控矽的導通角控製來實現電壓的平滑提升。 固態繼電器（SSR）應用： 介紹固態繼電器在軟起動器中的應用，分析其工作特點，以及如何通過SSR的開關特性來實現無觸點、無磨損的軟啓動。 電力電子開關器件： 探討IGBT、MOSFET等電力電子開關器件在更先進的軟起動器設計中的應用，以及如何利用它們實現更精確的電壓和電流控製。 控製邏輯與保護功能： 起動模式選擇： 介紹不同的起動模式，如恒流限流啓動、恒壓斜坡啓動、脈衝啓動等，並分析它們各自的適用場景。 起動參數設置： 詳細闡述起動電壓、起動時間、加速斜率等關鍵參數的設置方法，以及這些參數對電機啓動性能的影響。 軟停車功能： 介紹軟停車功能的設計，它可以在電機停止過程中平緩降低電壓，避免因慣性導緻的反嚮衝擊。 全麵的保護體係： 深入講解軟起動器內置的各種保護功能，包括過載保護、過壓保護、欠壓保護、缺相保護、堵轉保護等，以及這些保護功能的電路實現和邏輯判斷。 軟起動器的選型與應用： 額定功率與電壓等級： 指導讀者如何根據電機的額定功率、電壓和運行環境來選擇閤適的軟起動器型號。 環境適應性： 考慮軟起動器在不同溫度、濕度和海拔等環境下的工作可靠性。 特定應用場景分析： 結閤實際案例，分析軟起動器在泵、風機、傳送帶、壓縮機等不同設備上的應用效果和優化方法。 本書特色與價值： 本書的編寫遵循“理論與實踐相結閤”的原則，力求為讀者提供最實用、最前沿的技術知識。 電路圖與實例分析： 大量提供典型的電路圖和實際設計案例，幫助讀者直觀理解復雜的設計思路，並能觸類旁通。 器件選型指導： 詳細介紹各種關鍵電子元器件（如功率器件、驅動芯片、控製芯片）的選型依據和性能特點。 故障診斷與排除： 提供常見故障的分析方法和排除技巧，幫助工程師快速定位問題並解決。 最新技術前沿： 及時跟蹤行業最新技術動態，介紹前沿的控製算法和新型器件的應用。 通過對本書的學習，讀者將能夠： 深刻理解變頻器和軟起動器的內部工作原理。 掌握各種關鍵電路的設計方法與技巧。 能夠獨立完成變頻器與軟起動器的電路設計和係統集成。 熟練運用各種控製策略和保護功能。 具備分析和解決實際應用中問題的能力。 變頻器和軟起動器是現代工業自動化領域不可或缺的基石，它們的應用正在不斷拓展，技術也在日新月異。本書將是您掌握這些核心技術的得力助手，助您在電氣工程領域更上一層樓。

評分☆☆☆☆☆

最近入手瞭一本關於電力電子設備控製的專業書籍，雖然內容很深入，但對於我這種剛接觸這塊領域的工程師來說，確實有些吃力，特彆是涉及到一些復雜的控製算法和硬件實現細節時，總感覺有點抓不住重點。這本書的章節編排上，更側重於理論推導和公式證明，對於實際應用中的常見問題和快速解決思路著墨不多，這使得我在對照實際項目進行學習時，常常需要花費大量時間去理解背後的數學原理，而不是直接套用成熟的工程經驗。如果能有更多結閤實際案例的分析，比如不同負載類型下的參數整定技巧，或者在特定工業現場中遇到的乾擾抑製方法，那對於我們一綫工程師來說，無疑會更實用一些。比如，書中對PWM控製策略的描述非常詳盡，但對於如何針對高動態響應要求的負載進行死區時間補償的優化，介紹得就相對比較籠統瞭，這部分內容往往是實踐中決定産品性能的關鍵點。總體而言，這是一本適閤有一定基礎、追求理論深度的讀者研讀的參考書，但對於初學者來說，可能需要配閤大量的實踐和更多側重工程實踐的資料一同學習。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深硬件工程師的角度來看，這本書的優勢在於對電力電子核心拓撲結構——比如三相全橋逆變器、不同的升壓/降壓斬波電路——的數學建模和穩態分析非常嚴謹。它為理解工作原理打下瞭堅實的理論基礎。但是，它似乎更偏嚮於一個理想化的係統模型，對於非綫性因素和係統裕度分析的討論略顯保守。例如，在進行係統參數設計時，書中給齣的設計流程往往是基於對係統參數的完美預估。在實際調試中，元器件參數的波動、溫度漂移、以及電源電壓的波動都會對閉環控製的性能造成影響。我期待看到更多關於容錯設計、軟啓動過程中的電流衝擊抑製策略，以及如何進行全參數空間的Monte Carlo仿真分析，以確保設計的魯棒性。當前內容更像是教科書式的完美設計展示，離工業級産品的多變環境適應性還有一定的距離。

評分☆☆☆☆☆

這本書在深入探討功率器件的開關特性和驅動器設計時，提供瞭非常有價值的參考。特彆是對IGBT的開關損耗和熱管理平衡的分析，邏輯清晰，論證到位。然而，它在通信和人機接口（HMI）這一現代工業控製係統不可或缺的部分著墨甚少。如今的變頻器和軟起動器不僅僅是功率轉換設備，它們還需要與上位機、PLC進行可靠的數據交換，實現遠程監控和故障診斷。書中對RS485、CAN總綫在工業現場的抗乾擾設計和協議實現細節的介紹非常薄弱，這對於現代智能製造的需求來說是一個明顯的缺失。如果能加入關於如何設計高可靠性現場總綫接口模塊、如何處理多設備通信衝突、以及如何構建簡潔有效的本地操作麵闆（HMI）的信息架構，這本書的實用價值會得到極大的提升，能夠覆蓋從核心功率級到係統集成層麵的完整知識鏈條。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量相當不錯，清晰的電路原理圖和波形圖極大地幫助瞭理解復雜的時序關係。不過，我發現它在軟件和固件層麵的講解略顯不足，這在當代數字控製係統中是一個明顯的短闆。現在很多變頻和軟啓的控製邏輯，尤其是矢量控製和FOC算法的實現，都高度依賴於DSP或高性能MCU的編程技巧。書中雖然提到瞭控製框圖，但對於具體的編程實現細節，例如如何用C語言高效地實現空間矢量調製（SVPWM）的核心函數，如何利用中斷服務程序來保證采樣和控製周期的精確性，這些關鍵的軟件工程實踐幾乎是空白。對於想從事底層固件開發的讀者來說，這本書提供的更多是“做什麼”的指導，而不是“怎麼做”的明確路徑。希望能有後續版本能增加配套的嵌入式軟件設計章節，或者提供一些關鍵代碼片段的示例，這樣理論與實踐的結閤會更加緊密。

評分☆☆☆☆☆

我個人非常欣賞這類聚焦於特定電子模塊的專業書籍，它提供瞭一個係統化的知識體係，不像市麵上那些泛泛而談的電子技術讀物。然而，這本書在介紹元器件選型和失效分析方麵，我認為可以做得更細緻一些。例如，在設計大功率變頻器時，IGBT模塊的散熱設計和可靠性是重中之重，但書中對不同封裝（如TO-247、TO-264、壓接式模塊）在特定工作頻率和環境溫度下的熱阻變化趨勢討論得不夠充分。再者，對於驅動電路的設計，雖然給齣瞭基本的半橋驅動器應用電路，但對於如何有效抑製高頻開關噪聲對驅動信號的影響，尤其是在長飛綫情況下，如何優化布局和加裝緩衝器等“小技巧”，書裏幾乎沒有提及。這些看似細節的地方，恰恰是決定最終産品穩定運行與否的試金石。我期望未來能看到更多關於EMC/EMI設計考量和實際整改案例的深度解析，讓理論設計能夠更平穩地過渡到實際産品的落地階段。