变频器技术应用 陈王克 北京理工大学出版社 9787564091699 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

陈王克 著

图书标签:

• 变频器
• 电力电子
• 电机控制
• 工业自动化
• 驱动技术
• 电力传动
• 陈王克
• 北京理工大学出版社
• 9787564091699
• 电气工程

店铺： 欣欣佳和图书专营店

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564091699

商品编码：29703130063

包装：平装

出版时间：2014-08-01

基本信息

书名：变频器技术应用

定价：28.00元

作者：陈王克

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2014-08-01

ISBN：9787564091699

字数：

页码：167

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《变频器技术应用》以综合职业能力培养为目标，以典型工作任务为载体进行编写。共包括6个学习任务，分别是地下车库排风机变频控制、离心机电气系统变频改造、传送带运输机电气系统的安装与调试、单台水泵变频启动工频运行控制、运料小车电气系统的安装与调试、啤酒生产系统传动控制等典型工作任务。每个任务采用6步法编写，包括明确工作任务、勘察施工现场、施工前的准备、现场施工、施工项目验收、工作总结与评价。充分体现“做中学，学中做”的职业教学特色。

目录

---

学习任务一 地下车库排风机变频控制
教学活动一 明确工作任务
教学活动二 勘察施工现场
教学活动三 施工前的准备
教学活动四 现场施工
教学活动五 施工项目验收
教学活动六 工作总结与评价

学习任务二 离心机电气系统变频改造
教学活动一 明确工作任务
教学活动二 勘察施工现场
教学活动三 施工前的准备
教学活动四 现场施工
教学活动五 施工项目验收
教学活动六 工作总结与评价

学习任务三 传送带运输机电气系统的安装与调试
教学活动一 明确工作任务
教学活动二 勘察施工现场
教学活动三 施工前的准备
教学活动四 现场施工
教学活动五 施工项目验收
教学活动六 工作总结与评价

学习任务四 单台水泵变频启动工频运行控制
教学活动一 明确工作任务
教学活动二 勘察施工现场
教学活动三 施工前的准备
教学活动四 现场施工
教学活动五 施工项目验收
教学活动六 工作总结与评价

学习任务五 运料小车电气系统的安装与调试
教学活动一 明确工作任务
教学活动二 勘察施工现场
教学活动三 施工前的准备
教学活动四 现场施工
教学活动五 施工项目验收
教学活动六 工作总结与评价

学习任务六 啤酒生产系统传动控制
教学活动一 明确工作任务
教学活动二 勘察施工现场
教学活动三 施工前的准备
教学活动四 现场施工
教学活动五 施工项目验收
教学活动六 工作总结与评价

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

变频器技术在现代工业中的关键作用与发展趋势 引言 在现代工业生产中，效率、节能和精确控制是企业生存与发展的核心要素。而变频器，作为一种能够精确控制电动机转速和扭矩的电力电子装置，在这一进程中扮演着举足轻重的角色。它不仅极大地提升了设备的运行效率，降低了能耗，更实现了对生产过程的精细化管理，为工业自动化和智能化奠定了坚实基础。本文将深入探讨变频器技术的关键应用领域、工作原理、性能优势以及未来的发展趋势，旨在全面展现变频器技术在推动工业进步中的重要价值。 一、 变频器技术的核心价值与工作原理 变频器，顾名思义，其核心功能在于“变频”，即改变电网供电的固定频率（通常为50Hz或60Hz）和电压，使其能够输出可变频率和可变电压的交流电，从而控制交流电动机的转速。其基本工作原理可以概括为“三部曲”： 1. 整流（Rectification）： 首先，变频器将来自电网的三相或单相交流电通过整流桥（通常由二极管或可控硅组成）转换为脉动的直流电。 2. 滤波（Filtering）： 经过整流得到的脉动直流电含有大量的谐波，会影响后续逆变器的正常工作。因此，需要通过直流滤波器（如电感和电容）进行滤波，使其平滑为较为纯净的直流电。 3. 逆变（Inversion）： 滤波后的直流电再由逆变器（通常由IGBT、MOSFET等功率开关器件构成）通过PWM（脉冲宽度调制）技术，根据输出频率和电压的要求，将其重新转换为交流电。通过调整PWM信号的宽度和占空比，可以灵活地控制输出电压和频率，进而实现对电动机转速的精确控制。 变频器技术的核心价值在于： 节能降耗： 这是变频器最显著的优势之一。传统的交流电动机在满负荷运行时效率最高，但很多工业场合并不需要满负荷运行。例如，风机、水泵在部分负荷运行时，如果依然以额定转速运转，将白白浪费大量能源。通过变频器调节电动机转速，使其与实际负载需求相匹配，可以实现显著的节能效果。根据“三相电动机功率与转速的立方成正比”的原理，即使转速下降10%，功率消耗也会下降近30%。 精确控制： 变频器能够实现电动机转速的平滑、连续调节，并能精确地控制起动和停止过程。这对于需要精确工艺控制的生产过程至关重要，例如在纺织、造纸、印刷等行业，精确的线速度控制直接影响产品质量。 提高生产效率： 通过精确的转速控制，可以优化生产流程，提高设备运行的协同性，从而整体提升生产效率。 改善工艺与产品质量： 精确的工艺参数控制，如物料输送速度、搅拌速度、挤出速度等，能够有效提高产品的一致性和质量。 减少机械冲击与磨损： 传统的直接起动方式会产生很大的启动电流和机械冲击，对电网和机械设备造成损害。变频器能够实现软起动和软停止，平缓地加速和减速，大大减少了对设备的冲击和磨损，延长了设备的使用寿命。 降低噪音： 在很多应用场合，通过降低电动机转速，可以显著降低设备的运行噪音，改善工作环境。 二、 变频器在工业生产中的典型应用 变频器技术几乎渗透到现代工业的各个角落，其应用范围之广、作用之重要，令人惊叹。以下列举一些典型的应用场景： 1. 工业泵与风机类负载： 供水与排水系统： 城市供水管网、污水处理厂、泵站等，通过变频器控制水泵和风机的转速，根据实际用水或排水需求自动调节流量和压力，避免了水锤现象，实现恒压供水，并能节约大量电能。 中央空调系统： 商场、办公楼、医院等大型建筑的空调系统，通过变频器调节冷冻水泵、冷却水泵和风机的转速，根据室内温度和负荷需求调整制冷量，显著降低能耗，并提高舒适度。 通风与排烟系统： 工厂车间、矿井、隧道等场所的通风系统，变频器可以根据环境监测到的有害气体浓度或温度，自动调节风机风量，保证工作环境安全。 工业锅炉： 锅炉的送风机和引风机，变频器可以根据锅炉的负荷需求，精确控制风量，优化燃烧效率，减少燃料消耗。 2. 输送与起重设备： 传送带系统： 物流仓库、自动化生产线、矿山等领域的传送带，变频器可以实现速度的无级调节，满足不同物料输送的需求，并可实现多台传送带之间的速度同步。 起重机与升降机： 变频器在起重设备中的应用，可以实现平稳的起升和下降，避免重物的晃动，提高操作的安全性与精确性。尤其在精密装配等场合，精确的位置控制至关重要。 冶金设备： 如钢厂的轧机、卷取机等，变频器可以提供强大的转矩输出和精确的速度控制，满足重载、频繁启停的严苛工况。 3. 机床与加工设备： 数控机床（CNC）： 主轴驱动、进给轴驱动等，变频器能够实现高速、高精度、高动态响应的运动控制，满足复杂零件加工的要求。 数控车床、铣床、磨床： 变频器能够根据不同的加工工艺和刀具要求，精确调节主轴转速，优化切削参数，提高加工效率和表面质量。 塑料机械： 挤出机、注塑机、吹塑机等，变频器用于控制螺杆转速和牵引速度，实现对塑料制品尺寸和性能的精确控制。 4. 纺织与印染行业： 纺纱机、织布机： 变频器可以实现对纱线速度、织布张力的精确控制，提高织物品质，降低断纱率。 染色机： 变频器能够精确控制染缸的转速和温度，确保染料的均匀渗透，获得一致的染色效果。 5. 造纸行业： 造纸机： 湿部、干部、卷取等各个工段，变频器可以实现各部位速度的精确同步与调节，保证纸张的平整度和质量。 6. 印刷行业： 印刷机： 胶印机、柔印机、凹印机等，变频器控制印刷滚筒和牵引速度，保证印刷图像的清晰度和套色精度。 7. 化工行业： 搅拌器、泵、压缩机： 化工生产中，工艺流程的精确控制对于产品质量和安全至关重要。变频器能够精确调节搅拌速度，控制反应釜的温度和压力，优化工艺参数。 8. 石油石化行业： 抽油机、输油泵、压缩机： 在石油开采和输送过程中，变频器可用于调节抽油机的工作效率，以及输油泵和压缩机的流量，实现高效、安全的运行。 9. 轨道交通： 电动列车牵引系统： 现代电力机车和动车组普遍采用变频调速技术，实现平稳的加速和减速，提高运行效率和乘坐舒适性。 10. 新能源领域： 风力发电机组： 变频器在风力发电机组中扮演着核心角色，它将风力发电机输出的非稳定交流电转换为符合电网要求的稳定交流电，并可根据风速变化自动调节发电功率。 太阳能光伏发电： 逆变器（本质上也是一种变频器）将太阳能电池板产生的直流电转换为符合电网要求的交流电。 三、 变频器技术的发展趋势 随着科技的不断进步和工业需求的日益增长，变频器技术也在不断演进，呈现出以下发展趋势： 1. 更高性能与更高效率： 功率器件的革新： 新一代宽禁带半导体材料（如SiC碳化硅，GaN氮化镓）的应用，使得变频器能够承受更高的电压和温度，实现更低的损耗，提高效率，减小体积和重量。 先进的控制算法： 矢量控制、直接转矩控制（DTC）等先进控制算法的不断优化，使得变频器在动态响应、低速大转矩输出、抗干扰能力等方面得到显著提升。 集成化与模块化： 将更多的控制和保护功能集成到单个芯片或模块中，实现更紧凑的设计和更高的可靠性。 2. 智能化与网络化： 物联网（IoT）集成： 变频器将越来越多地集成通信接口（如Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP等），能够方便地接入工业以太网，实现与PLC、HMI、SCADA系统的无缝连接，支持远程监控、故障诊断和参数设置。 预测性维护： 通过对变频器运行数据的实时监测和分析，结合AI算法，可以预测潜在的故障，提前进行维护，避免意外停机造成的损失。 自学习与自适应能力： 变频器能够根据负载特性进行自学习和自适应，优化控制参数，以达到最佳的运行效果。 3. 绿色环保与可持续发展： 更低的能耗： 持续优化功率器件和控制算法，降低变频器自身的损耗，提高整体系统的能效。 减少电磁干扰（EMI）： 通过改进电路设计和屏蔽技术，降低变频器对周围电子设备的电磁干扰。 环保材料的应用： 在制造过程中更多地采用环保材料，并提高产品的可回收性。 4. 多功能化与定制化： 内置PLC功能： 一些高端变频器集成了PLC功能，可以实现更复杂的逻辑控制，减少外部PLC的配置。 专用功能扩展： 针对特定行业应用，开发具有专用功能的变频器，如纺织机的张力控制、起重机的防摇摆控制等。 满足不同电压等级的需求： 从低压到中高压，变频器产品线不断丰富，以满足不同规模和电压等级的工业应用需求。 5. 安全性与可靠性： 增强的保护功能： 集成过压、欠压、过流、过载、过温、短路等全面的保护功能，确保设备和人员的安全。 高可靠性设计： 采用高质量元器件，优化散热设计，提高产品的平均无故障运行时间（MTBF）。 安全转矩关断（STO）功能： 某些安全等级要求高的应用，需要实现安全转矩关断功能，以保证在紧急情况下能够快速切断电机动力。 结论 变频器技术作为现代工业自动化领域不可或缺的关键技术，其应用范围之广、经济效益之显著、技术进步之迅速，都在不断印证着其重要价值。从基础的电机调速到复杂的系统集成，变频器正在以前所未有的方式推动着工业生产的进步。随着人工智能、大数据、物联网等前沿技术的深度融合，未来的变频器将更加智能化、网络化、高效化，在节能减排、提升生产效率、优化产品质量等方面发挥更大的作用，为实现可持续发展和智能制造贡献关键力量。深入理解和掌握变频器技术，对于工程师、技术人员乃至整个工业界都具有重要的意义，是应对未来挑战、抓住发展机遇的必备技能。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我刚开始接触这套书的时候，其实是冲着书名里那个“应用”二字去的，希望能多看看实际的项目案例和现场调试的经验分享。然而，这本书在应用层面的描述，更偏向于对各种经典拓扑结构和控制策略的原理性阐述，而非手把手教你如何拧螺丝、如何设置某个特定品牌变频器的参数。它更侧重于“道”的层面，而非“术”的层面。这对我来说是一把双刃剑。一方面，我确实学到了很多底层逻辑，这能让我面对任何品牌、任何型号的变频器都能举一反三；但另一方面，如果我当下就需要解决一个特定西门子或ABB变频器参数设置的问题，这本书可能无法直接提供那个快捷的答案。因此，这本书更适合那些立志于从事变频器系统设计、优化或研发工作的人员，而不是仅仅想操作或维护现有设备的一线技术员。它提供的是底层思维框架，而不是即时生效的“菜谱”。

评分☆☆☆☆☆

从专业资料的广度和深度来看，这本书展现了作者深厚的学术功底和丰富的工程经验积累。它不仅仅局限于传统的异步电机驱动，对于永磁同步电机（PMSM）的控制方法也有相当篇幅的介绍，并且对于当前工业界越来越重视的节能降耗和高精度定位需求，都给予了充分的关注和分析。特别是关于磁场定向控制（FOC）的实现细节，作者的处理方式非常细腻，考虑到了实际中饱和、参数漂移等非理想因素的影响，并提出了相应的补偿策略。这表明作者的视野并没有停留在理论模型的完美状态，而是真正深入到了工程实践的复杂性之中。这本书的参考价值，在于它提供了一个稳定、全面且具有前瞻性的知识体系，帮助读者构建起一套完整的现代电力电子驱动系统的知识框架，而非仅仅停留在对单一设备的技术介绍上。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格可以说是极为严谨和逻辑清晰，每一个概念的引入都像是严丝合缝的齿轮，环环相扣，毫不拖泥带水。我特别欣赏作者在处理那些复杂公式推导时的那种匠心独运，他没有简单地堆砌公式，而是通过图示和文字解释，把抽象的数学模型一步步具象化，让读者能真切地感受到物理过程是如何转化为电信号的。尤其是在讲述故障诊断与保护机制的那部分，作者的处理方式堪称教科书级别。他没有泛泛而谈，而是详细列举了不同工况下可能出现的异常情况，并给出了精确的判断标准和对应的解决方案，这对于实际工程应用中的排故工作提供了极大的便利。这本书的价值，很大程度上体现在它提供的这种“可追溯性”和“可验证性”，每一个结论背后都有坚实的理论支撑，让人用起来非常踏实，不会有那种“知其然不知其所以然”的空虚感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量，简直是业界良心级别的典范。在技术书籍中，图文的配合至关重要，很多时候一张高质量的示意图胜过千言万语的文字描述。这本书在这方面做得非常出色，无论是电路原理图、波形图还是模块结构图，线条都清晰锐利，标注规范完整。尤其是在讲解PWM调制策略时，那些时域和频域的波形图，配合着对开关器件导通和关断的精确描述，让原本晦涩难懂的数字控制过程变得异常直观。我甚至可以清晰地看到载波频率、调制深度如何影响输出电压的谐波含量。这种对细节的极致追求，无疑是区分一本普通参考书和一本经典教材的关键所在。它不仅是一本知识的载体，更是一件优秀的工程可视化作品，大大降低了学习曲线的陡峭程度。

评分☆☆☆☆☆

这本书拿到手的时候，首先就被它厚重的质感和精美的装帧吸引住了。封面设计得很专业，一看就知道是出自名家之手，那种严谨的气质扑面而来。我本来是想找一本入门级的变频器应用手册，结果翻开目录才发现，这根本不是一本简单的“操作指南”。它更像是一本深度解析的教科书，里面涉及的理论知识非常扎实，从基础的电力电子学原理到复杂的控制算法，都有深入的探讨。对于那些想从根本上理解变频器“为什么这么工作”的读者来说，这本书绝对是宝藏。我花了很长时间去消化其中关于矢量控制和直接转矩控制的那几章，感觉自己的理论水平有了质的飞跃。不过，对于初学者来说，可能需要一定的耐心和一定的专业背景才能完全跟上作者的思路，毕竟很多内容都是建立在扎实的数学和物理基础之上的。总的来说，它是一本面向专业人士和高阶学习者的深度参考书，绝对不是快餐式的技术读物。