变频器应用经验 张选正,张金远 中国电力出版社 9787508341453 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张选正，张金远 著

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• 驱动技术
• 张选正
• 张金远
• 中国电力出版社
• 9787508341453
• 应用经验

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508341453

商品编码：29708794025

包装：平装

出版时间：2006-05-01

基本信息

书名：变频器应用经验

定价：16.00元

作者：张选正,张金远

出版社：中国电力出版社

出版日期：2006-05-01

ISBN：9787508341453

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是作者几十年从事工业自动化技术工作的经验总结。
本书主要内容有变频器应用基本知识、变频器应用技术基础、变频器电气制动方式与谐波及对策、变频器应用时的注意问题、变频器在工矿企业中的应用。
本书内容丰富，实用性强，可供厂矿、企事业单位、节能工程技术部门从事变频调速的电气、自动化专业技术人员、大专院校有关专业师生参考。

目录

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作者介绍

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张选正 男，上海市人。高级工程师。1956年毕业于上海电机学院(现名)大学本科，电气自动化专业，从事工业自动化技术工作长达45年。本人建国初期参加了长春汽车制造厂、洛阳拖拉机厂及杭州磁带厂等单位的建设。1985年6月曾赴日本安川学习变频调速技术。退休后专门从事

文摘

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序言

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《变频器应用经验》 第一章 变频器基础知识回顾 本章旨在为读者系统梳理变频器在电气传动领域的核心作用与基本原理。我们将深入浅出地剖析变频器的基本构成，包括整流单元、中间直流环节、逆变单元以及控制单元等关键模块，并详细阐述它们各自的功能与协同工作方式。 变频器的基本构成与原理： 整流单元： 讲解其将输入的工频交流电转换为直流电的过程，重点介绍不同类型的整流电路（如桥式整流）及其优缺点。 中间直流环节： 解释其滤波和储能作用，以及如何通过电容器组来平滑直流电压，减少谐波对后续环节的影响。 逆变单元： 详细介绍IGBT、MOSFET等电力电子器件在逆变过程中的开关切换原理，以及如何通过控制这些器件的导通与关断，生成可变频率、可变幅值的脉宽调制（PWM）信号，从而控制输出电机的转速。 控制单元： 阐述其作为变频器的“大脑”，如何接收来自操作面板、PLC或其他外部控制信号，并根据预设的算法和参数，产生PWM控制信号，实现对电机速度、转矩、启停等进行精确控制。 变频器的分类与选型依据： 按控制方式分类： 介绍V/f控制、矢量控制（无传感器矢量控制、有传感器矢量控制）等不同控制方式的原理、适用范围及性能差异。例如，V/f控制适用于对转矩要求不高的通用负载；而矢量控制则能实现精确的转矩控制，适用于对动态响应和精度要求较高的场合。 按电压等级分类： 区分低压变频器（380V/400V）、中压变频器（几千伏）和高压变频器（几万伏）的特点，并说明其在不同功率等级和应用场景下的选择原则。 按功能分类： 介绍通用型变频器、专用型变频器（如纺织、冶金、起重等行业专用）的区别，以及具备制动、再生、多泵切换等高级功能的变频器。 选型考量因素： 详细列举变频器选型时需要考虑的关键因素，包括： 电机参数： 电机功率、额定电压、额定电流、额定转速、功率因数、绝缘等级等。 负载特性： 负载的恒转矩、恒功率、风机水泵类（平方律转矩）等特性，以及启动转矩的要求。 工作环境： 环境温度、湿度、海拔、灰尘、腐蚀性气体等，这将影响变频器的防护等级和散热能力。 电源条件： 电源电压波动范围、频率稳定性、是否存在谐波干扰等。 控制要求： 调速精度、动态响应速度、调速范围、多机联动、网络通信等。 经济性： 初始投资、运行成本、维护成本等。 安全性与可靠性： 过载保护、过压/欠压保护、相序保护、接地保护等各种保护功能。 变频器在工业自动化中的地位： 强调变频器作为核心驱动部件，在实现工业生产过程的自动化、智能化、节能化方面扮演着至关重要的角色。 阐述变频器如何通过精确控制电机转速，优化工艺流程，提高产品质量，降低能耗，减少设备磨损，从而带来显著的经济效益和社会效益。 第二章 变频器在典型工业应用中的实践 本章将聚焦变频器在多个关键工业领域的具体应用，通过实际案例分析，展现变频器解决复杂工程问题的能力，并深入探讨不同应用场景下的技术要点和优化方案。 风机、水泵类负载应用： 节能原理： 详细阐述风机、水泵负载遵循的平方律转矩特性，即转速下降一半，功耗可下降到原来的八分之一。变频器通过降低转速，可实现高达30%-60%的节能效果。 控制策略： 恒压恒流控制： 在供水系统中，通过压力传感器反馈，变频器根据用户设定压力值自动调节水泵转速，实现恒压供水，避免了传统阀门节流带来的巨大能耗损失。 流量控制： 根据工艺需求，通过流量计反馈，变频器精确控制风机或水泵转速，保证工艺流程的稳定。 多泵联动： 介绍如何通过变频器的多泵切换功能，实现多台水泵的智能启停和转速协调，进一步优化运行效率，延长设备寿命。 常见问题及对策： 讨论如水锤效应、低速振动、空转保护等问题，并提供相应的解决方案，例如加装缓启动/缓停止功能、优化PID参数、设置最低运行频率等。 起重机、行车类负载应用： 平稳运行与定位精度： 起重机对启动、停止过程的平稳性要求极高，以避免重物晃动。变频器通过精确的加减速控制（S型曲线）、转矩限制以及闭环矢量控制，能够实现重物的平稳起升、下降和精确定位。 制动控制： 讨论变频器在起重机中的制动控制策略，包括能耗制动、再生制动，以及如何配合机械制动器实现可靠的停车。 起升与运行的协调： 分析如何通过变频器实现起升和运行（横移、回转）功能的协调控制，实现复杂运动指令的精确执行。 安全保护： 强调变频器在起重机应用中的安全功能，如过载保护、限位保护、防晃动控制等，保障人身和设备安全。 空压机系统应用： 变频节能技术： 阐述传统定速空压机在负载变化时，通过频繁启停或放空阀来维持气压，造成巨大的能源浪费。变频空压机通过根据实际用气量自动调节电机转速，使排气压力恒定，显著降低能耗。 变频加载/卸载模式： 介绍变频空压机的变频加载/卸载模式，以及其与伺服阀、压力传感器协同工作原理。 对电机的影响： 讨论变频器输出的谐波对电机可能造成的影响，以及如何通过改进电机设计、加装滤波器等方式进行优化。 冶金、化工等行业特殊应用： 高温、高湿、粉尘环境： 针对这些恶劣环境，介绍变频器在防护等级（IP等级）、散热设计、外壳材质等方面的特殊要求，以及如何通过远程控制、独立散热等方式来提高可靠性。 腐蚀性介质： 讨论变频器面板、接线端子等部件的防腐蚀措施，例如采用特殊涂层或密封设计。 工艺流程控制： 在化工厂中，变频器常用于控制搅拌器、输送带、泵等设备，实现精确的流量、速度和压力控制，确保生产安全和产品质量。 防爆要求： 在有易燃易爆气体的环境中，介绍如何选用符合防爆标准的变频器及其配套的防爆电机。 第三章 变频器故障诊断与维护保养 本章旨在帮助读者建立一套系统化的变频器故障诊断和维护保养流程，从而有效延长变频器使用寿命，减少停机时间，保障生产连续性。 变频器常见故障现象分析： 无法启动： 详细列举无法启动的可能原因，如电源问题（缺相、电压异常）、急停按钮未复位、通信中断、参数设置错误、控制信号无效等。 运行中跳闸： 分析各种跳闸报警代码的含义，如过载（OC）、过压（OV）、欠压（UV）、过温（OT）、对地短路（GF）、驱动器故障（DRV）等，并指导读者根据报警代码定位故障源。 输出异常： 描述电机转速不稳定、抖动、异响、出力不足等现象，并分析其可能原因，如编码器故障（矢量控制）、参数设置不当、负载过大、电机损坏等。 通讯故障： 探讨RS485/RS232通信中断、Modbus协议通信错误等问题，以及如何排查。 故障诊断方法与工具： 直观检查： 强调经验积累的重要性，通过观察变频器的指示灯状态、显示屏信息、听设备异响等进行初步判断。 测量工具运用： 介绍万用表、示波器、绝缘电阻测试仪等常用工具在变频器故障诊断中的应用，例如测量电源电压、直流母线电压、输出波形、绝缘电阻等。 变频器自带的诊断功能： 讲解如何利用变频器内置的故障记录、波形分析、诊断日志等功能来辅助诊断。 软件诊断工具： 介绍部分变频器厂家提供的上位机软件，如何通过这些软件进行参数设置、故障查询、在线监控等。 维护保养规程： 日常检查： 建议定期对变频器进行外观检查，清除积尘，检查连接是否牢固，有无异味、异响。 定期清洁： 强调保持变频器内部通风良好，定期清洁散热风扇和散热片，防止灰尘堵塞导致过热。 参数备份与校验： 建议在对变频器进行任何重要操作前，备份其运行参数，并在维护后进行参数校验，确保设置正确。 易损件检查与更换： 指出如风扇、电容等易损件的寿命，并建议根据使用环境和时间进行定期检查和预防性更换。 环境控制： 强调保持变频器运行环境的清洁、干燥、通风，避免在极端环境下运行。 常见故障的处理实例： 通过具体的故障案例，例如“变频器报OC故障，电机空载运行也报”，“变频器输出电压不平衡”，“电机低速运行抖动严重”等，分步讲解诊断过程和解决方法，增强读者的实际操作能力。 第四章 变频器节能分析与经济效益评估 本章将深入探讨变频器在节能方面的显著优势，并提供一套科学的评估方法，帮助用户量化变频器带来的经济效益。 变频器节能的根本原理： 功率与转速的关系： 再次强调变频器如何通过改变输出频率来精确控制电机转速，从而匹配负载需求，避免“大马拉小车”现象。 电能利用率的提升： 说明变频器并非简单地“减速”，而是通过优化电能的输入输出环节，提高整体的电能利用效率。 不同负载的节能潜力分析： 风机、水泵类负载： 详细计算不同工况下，变频调速相比工频运行的节电率，例如，如果一台100kW的风机在某工况下以75%的转速运行，其功耗可能仅为额定功耗的42%左右，节能率可观。 恒转矩负载： 分析如传送带、挤出机等恒转矩负载，在变频器作用下，虽然转速降低，但功耗降低的幅度相对较小，节能效果不如风机水泵类。 恒功率负载： 阐述在某些恒功率负载（如机床主轴）中，变频器主要用于实现调速功能，节能效益不作为主要考量，但能提升工艺精度。 变频器经济效益评估模型： 投资成本计算： 包括变频器本身的购置费用、安装调试费用、必要的滤波器、电抗器等附加设备费用。 运行成本节约计算： 电费节约： 根据变频器在不同负载下的节电率，结合设备的年运行小时数和当地电价，计算年节约的电费。 维护成本节约： 变频调速可以减少电机频繁启停造成的机械损耗，延长设备寿命，从而降低维修频率和成本。 生产效率提升带来的效益： 精确的调速控制可以提高产品合格率，减少废品，提升生产效率。 投资回收期计算： 通过“总投资成本 / 年节约成本”的公式，计算项目的投资回收期。 敏感性分析： 探讨电价波动、负载变化、设备故障率等因素对投资回收期的影响。 案例研究： 提供一个实际的节能改造案例，详细列出改造前的设备运行参数、能耗数据，以及改造后变频器的参数设置、运行数据、节电率和投资回收期，直观展示变频器的经济效益。 第五章 变频器高级应用与未来发展趋势 本章将探讨变频器在更复杂的自动化系统中的集成应用，并展望其未来的发展方向，帮助读者了解行业前沿技术。 变频器与PLC/DCS系统的集成： 通信协议： 介绍常用的变频器与PLC/DCS系统之间的通信协议，如Modbus RTU/TCP、PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP等，以及它们在工业现场的应用。 分布式控制： 讲解如何通过变频器的集成化设计，实现与PLC/DCS的无缝对接，构建高效、灵活的自动化控制系统。 远程监控与诊断： 阐述如何利用网络通信技术，实现对变频器的远程参数设置、状态监控、故障诊断和报警处理。 变频器在新能源领域的应用： 风力发电： 介绍变频器在风力发电机组中的作用，特别是变桨控制和偏航控制，以及如何实现风能的高效捕获。 太阳能光伏： 讨论光伏逆变器（其本质是某种形式的变频器）在将直流电转换为交流电、并网控制方面的应用。 电动汽车： 简述变频器在电动汽车驱动系统中的核心地位，如何实现电机的高效驱动和能量回收。 智能化变频器的发展： 内置高级功能： 探讨变频器中集成更多智能功能，如自学习、自适应、故障预测、能耗优化等。 物联网（IoT）与工业4.0： 分析变频器如何融入工业物联网生态系统，实现数据采集、分析和协同控制，推动智能制造。 人工智能（AI）在变频器中的应用： 展望AI技术如何赋能变频器，实现更高级的预测性维护、故障诊断和性能优化。 绿色变频器技术： 提高效率： 介绍新型电力电子器件（如SiC、GaN）的应用，以及更优化的拓扑结构，以进一步提高变频器的转换效率，降低自身损耗。 减少谐波污染： 探讨新型滤波技术和PFC（功率因数校正）技术，以减少变频器对电网的谐波污染。 环境友好设计： 关注变频器在材料选择、生产过程、生命周期等方面的环保要求。 本书通过理论与实践相结合的方式，全面系统地介绍了变频器的基础知识、典型应用、故障处理、节能分析以及未来发展趋势，旨在为广大电气工程师、技术人员和相关专业学生提供一本具有实用价值的参考书籍。

评分☆☆☆☆☆

从结构布局上来看，这本书的编排逻辑性极强，层次分明，阅读起来非常顺畅。它似乎是按照一个完整的项目周期来组织内容的：从初期的选型评估、到中期的调试优化、再到后期的故障诊断和维护升级。特别是关于变频器与PLC、上位机进行通信组网的那几章，讲解得极其细致，包括Modbus、Profibus等不同协议在实际应用中的注意事项和常见报错代码的解析。我过去在做远程监控集成时经常被各种通信中断和数据不同步搞得焦头烂额，但这本书提供了一套系统的排查流程，让我学会了如何从硬件拓扑、软件地址映射和时序逻辑这三个维度进行交叉验证。这种系统化的解决思路，极大地提升了我处理复杂集成项目时的信心和效率。

评分☆☆☆☆☆

这本《变频器应用经验》实在是让人爱不释手，尤其是对于像我这种在工业自动化领域摸爬滚打多年的工程师来说，简直就是一本“及时雨”。书里对不同品牌、不同型号变频器在实际运行中可能遇到的那些棘手问题，比如谐波治理、电机过热、控制精度漂移等，都有着非常深入且实用的分析。我记得有一次我们生产线上的一个关键电机频繁跳闸，查了半天硬件参数都没找到症结，后来翻阅了这本书中关于矢量控制模式下负载波动敏感性的那一章节，对照我们现场的实际工况，一下子就明白了问题出在哪里——原来是传感器反馈延迟导致的误判。作者们显然不是纸上谈兵，他们把理论知识巧妙地融入到无数个真实的故障排除案例中，让每一个技术点都落地有声，而不是干巴巴的公式堆砌。阅读过程中，我甚至会忍不住做笔记，把书中提到的那些“小窍门”和“经验之谈”记录下来，准备应用到我手头的新项目中去。这种感觉就像是多了一位经验丰富的老前辈随时在我身边指导，远比单纯阅读官方手册来得高效和人性化。

评分☆☆☆☆☆

这本书带来的不仅仅是知识的补充，更是一种思维模式的重塑。在阅读过程中，我体会到作者们推崇的是一种“全生命周期”的变频器管理理念。他们强调的不仅仅是如何让设备当下跑起来，而是如何保证它在未来五年、十年内依然稳定高效地运行。书中对变频器散热系统的维护、电容老化程度的监测、以及固件升级的风险评估等方面的论述，都充满了前瞻性。它让我开始反思过去仅仅关注“启动成功率”的做法的局限性，转而关注“长期运行成本”和“预防性维护”。特别是针对变频器在恶劣工况下的“降额使用”建议，既考虑了安全裕度，又避免了过度投资，这种恰到好处的平衡艺术，是经验的结晶。读完后，我感觉自己看待变频器不再是一个黑盒子，而是一个可以被深度理解和精细调控的复杂系统。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对技术书籍的耐心有限，很多著作总是喜欢在开篇用大量篇幅铺陈过于基础的概念，让人昏昏欲睡。但《变频器应用经验》在这方面处理得非常到位，它直接切入了应用的核心痛点。它没有浪费时间解释什么叫“三相交流电”或者“脉宽调制”，而是直接跳到了如何在高负载、高动态要求的场合下优化变频器的参数组合以获得最佳性能。书中的图表绘制得非常清晰直观，特别是那些关于不同冷却方式对变频器寿命影响的对比分析，数据翔实，结论明确。我尤其欣赏它对特定行业应用的探讨，比如在起重机械中的防晃动控制算法，以及在水泵系统中的节能优化策略，这些内容具有极强的针对性，让我可以快速找到与我工作场景相对应的解决方案，而不是泛泛而谈。读完之后，我感觉自己对变频器的“能效比”理解上升到了一个新的高度，不再是单纯的功率匹配，而是系统层面的优化整合。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常接地气，完全没有那种高高在上的学术腔调。作者们似乎很懂得一线技术人员的困惑和习惯，语言简洁明了，直奔主题。我特别喜欢其中穿插的一些“现场笔记”似的小栏目，它们往往记录了一些软件版本更新后带来的兼容性问题，或者是特定电磁兼容性（EMC）干扰源的排查技巧。这些内容在标准教科书里是绝对找不到的，它们是时间和实践成本堆砌出来的“学费”。比如，书中提到在某些高湿环境下，变频器控制板上的某个特定元件容易出现虚焊，并提供了通过加固胶进行现场处理的方法，这种细节的关注度，体现了作者们深厚的实战背景。它让我意识到，变频器技术的应用远不止于硬件选型和软件编程，环境适应性和长期可靠性维护才是真正的考验。