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第1章 变频调速技术概述1
1.1 直流电动机及其拖动系统的基础知识回顾1
1.1.1 直流电动机的工作原理1
1.1.2 直流电动机的励磁方式2
1.1.3 直流电动机的机械特性3
1.1.4 直流电动机的调速4
1.2 三相交流异步电动机及其拖动系统的基础知识回顾5
1.2.1 三相异步电动机的基本结构5
1.2.2 三相异步电动机的工作原理7
1.2.3 旋转磁场的极数10
1.2.4 三相异步电动机的运行特点10
1.2.5 三相异步电动机的调速11
1.2.6 三相异步电动机的机械特性12
1.2.7 异步电动机负载的机械特性13
1.2.8 异步电动机拖动系统运行状况的分析15
1.2.9 异步电动机拖动反抗性恒转矩负载系统的制动16
1.2.10 异步电动机拖动位能性恒转矩负载系统的制动18
1.3 交流电动机的变频调速技术概述20
1.3.1 什么是交流电动机的变频调速技术20
1.3.2 交流电动机的变频调速技术的主要发展过程20
1.3.3 交流电动机的变频器种类20
思考题与习题24
第2章 常用电力电子器件原理及选择25
2.1 晶闸管的结构原理及测试25
2.1.1 普通晶闸管的结构25
2.1.2 晶闸管的工作原理25
2.1.3 晶闸管管脚极性的判断和测试27
2.1.4 门极可关断晶闸管28
2.2 功率晶体管28
2.2.1 功率晶体管的结构及工作特点28
2.2.2 功率晶体管的主要参数29
2.2.3 功率晶体管的选择方法31
2.2.4 常用功率晶体管的驱动电路模块31
2.3 功率场效应晶体管的结构、工作特点及测试31
2.3.1 功率场效应晶体管的结构31
2.3.2 功率场效应晶体管的工作特点32
2.3.3 功率场效应晶体管的测试32
2.4 绝缘栅双极晶体管的结构与工作特点33
2.4.1 绝缘栅双极晶体管的结构33
2.4.2 绝缘栅双极晶体管的工作特点33
2.5 集成门极换流晶闸管的结构与工作特点34
2.5.1 集成门极换流晶闸管的结构34
2.5.2 集成门极换流晶闸管的工作特点34
2.6 MOS控制晶闸管的结构与工作特点35
2.6.1 MOS控制晶闸管的结构35
2.6.2 MOS控制晶闸管的工作特点35
2.7 电力半导体器件的应用特点35
2.8 智能电力模块的结构与工作特点36
思考题与习题38
第3章 变频调速原理39
3.1 变频调速的基本原理39
3.1.1 变频调速系统的控制方式39
3.1.2 PWM控制技术41
3.2 通用变频器简介45
3.2.1 通用变频器基本结构45
3.2.2 变频器的主电路47
3.3 V/f控制型通用变频器49
3.3.1 普通控制型V/f通用变频器49
3.3.2 具有恒定磁通功能的V/f通用变频器53
3.3.3 转速闭环控制的转差频率控制系统54
3.4 矢量控制系统通用变频器55
3.4.1 矢量控制的基本思路55
3.4.2 矢量控制通用变频器举例57
3.5 直接转矩控制57
3.5.1 PWM逆变器输出电压的矢量表示57
3.5.2 磁通轨迹控制58
3.5.3 直接转矩控制系统的实际结构60
3.6 高压变频器主电路结构及其控制特点61
3.7 我国变频调速技术的发展状况62
3.7.1 变频调速技术的发展过程62
3.7.2 目前国内主要的产品状况63
3.8 变频技术的发展方向64
思考题与习题65
第4章 变频器的选择66
4.1 变频器的额定值和性能指标66
4.2 变频器的选择68
4.2.1 变频器类型的选择69
4.2.2 变频器容量的选择69
4.3 电网与变频器的切换76
4.4 瞬时停电再启动76
4.5 变频器的外围设备及其选择76
4.5.1 常规配件的选择77
4.5.2 专用配件的选择78
思考题与习题82
第5章 变频调速拖动系统的构建84
5.1 变频调速拖动系统的组成84
5.2 构建变频调速拖动系统的基本要求84
5.2.1 在机械特性方面的要求84
5.2.2 在运行可靠性方面的要求86
5.3 变频调速时电动机的有效转矩线86
5.3.1 有效转矩线的概念86
5.3.2 fX≤fN时的有效转矩线87
5.3.3 fX>fN时的有效转矩线87
5.4 恒转矩负载变频调速系统的构建88
5.4.1 工作频率范围的选择88
5.4.2 调速范围与传动比89
5.4.3 电动机和变频器的选择91
5.5 恒功率负载变频系统的构建93
5.5.1 恒功率负载系统构建的主要问题93
5.5.2 电动机和变频器的选择96
5.6 平方律负载变频调速系统的构建96
5.6.1 平方律负载系统构建的主要问题96
5.6.2 平方律负载系统电动机与变频器的选择97
5.7 直线律负载变频系统的构建98
5.7.1 直线律负载及其特性98
5.7.2 直线律负载系统变频器的选择99
5.8 对混合特殊性负载变频器的选择99
5.8.1 混合特殊性负载及其特性99
5.8.2 对混合特殊性负载变频器的选择99
思考题与习题100
第6章 变频技术应用概述101
6.1 变频技术的应用101
6.2 起升机构的变频调速103
6.2.1 起升机构的特点103
6.2.2 起升机构对拖动系统的要求105
6.2.3 起升机构的变频调速改造106
6.3 箱式电梯设备的变频调速109
6.3.1 箱式电梯与起升机构的异同109
6.3.2 箱式电梯的变频调速110
6.4 水泵、风机的变频调速114
6.4.1 水泵变频调速节能原理115
6.4.2 恒压供水变频调速系统的构成与工作过程117
6.4.3 恒压供水系统的应用实例119
6.5 中央空调的变频调速120
6.5.1 中央空调的构成120
6.5.2 对中央空调变频调速系统的基本考虑121
6.5.3 对中央空调变频调速系统的另一考虑123
6.6 机床的变频调速改造125
6.6.1 变频器的选择126
6.6.2 变频器的频率给定126
6.6.3 变频调速系统的控制电路128
思考题与习题129
第7章 变频器的安装、维护与调试130
7.1 三菱 FRE500系列变频器130
7.1.1 变频器的外形与结构130
7.1.2 功能结构133
7.1.3 功能预置的几个问题134
7.2 变频器的安装、维护与调试常识145
7.2.1 变频器的安装145
7.2.2 变频器的调试146
7.2.3 变频器的保养和维护149
7.2.4 变频器故障诊断152
7.2.5 电磁干扰和射频干扰156
思考题与习题156
第8章 变频器操作实验159
实验一 变频器结构认识与接线159
实验二 变频器的基本操作169
实验三 变频器的PU模式操作175
实验四 变频器的外部操作180
实验五 变频器的组合操作183
实验六 变频器的频率跳变188
实验七 变频器的多段速运行190
实验八 变频器的程序运行194
实验九 变频器与PLC的综合应用201
附录 三菱FRA500变频调速器常用参数表206思考题与习题解答2092100433B
交流电动机变频调速技术是在近几十年来迅猛发展起来的电力拖动先进技术,其应用领域十分广泛。为了适应科技的发展,将先进技术推广到生产实践中去,交流变频调速技术已成为应用型本科、高职高专电类专业的必修或选修课程。
全书分八章,依次是:变频调速技术概述,常用电力电子器件原理及选择,变频调速原理,变频器的选择,变频调速拖动系统的构建,变频技术应用概述,变频器的安装、维护与调试和变频器的操作实验。
本书在理论上以必需、够用为原则;精心选材,努力贯彻少而精、启发式的教学思想;根据应用型本科和高职高专的教学要求,在降低理论学习难度、增强实践性方面,花费了较大的精力,努力做到理论联系实际,使教材的适用性、实用性更强。全书结构合理、简明扼要,重点突出;文笔通俗流畅,图文并茂。书中还精选了思考题和习题。
本书适用于应用型本科和高职高专电类、自动化类、机电类专业选用,也可供对变频技术感兴趣的工程技术人员参考。
要比较两者差异,首先必须先对两者的结构做个了解:1、若要实现直流电机调速,可以有以下几种方法: (1)在绕组内串联电阻,减小I 这种方法增加了拖动系统的损耗,机械性能变“软”,现在基本不用了。 (2...
由负载的大小决定的。要想减小功率除了降低负载以外,还可以通过改变电源频率的方法,也就是是用变频器。变频器的基本原理是将原来直接通入定子绕组的工频交流电先行通入变频器,在变频器内部通过电子变流技术将工频...
变频器工作原理主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体上可分为两类[1]:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流...
连铸生产线交流变频调速技术改造
阐述了连铸生产中存在的问题,设计了变频调速系统以取代直流调速系统。实现了PLC对变频器和两台变频器间的联锁控制,并给出了PLC控制程序框图。实际运行结果表明:本系统安全可靠、故障率低,性能优于原直流系统。
交流变频调速电梯系统设计
交流变频调速电梯系统设计
本书介绍了75个交流变频调速技术应用实例,涉及到交流变频调速技术装置在各行业的应用。
《电气自动化新技术丛书》序言
第4届《电气自动化新技术丛书》编辑委员会的话
前言
第1章绪论
1.1高压大功率交流变频调速技术的发展
1.2高压大功率交流变频调速系统的基本类型
1.3高压大功率交流变频调速系统的应用
1.4高压大功率交流变频调速系统发展中面临的问题
第2章高压变频用电力电子器件
2.1概述
2.1.1电力电子器件是影响高压变频器发展的重要因素
2.1.2高压变频器常用的电力电子器件及其分类
2.1.3本章主要探讨的问题
2.2电力二极管
2.2.1PN结电力二极管
2.2.2快恢复二极管
2.3晶闸管
2.3.1晶闸管的基本结构与工作原理
2.3.2晶闸管的基本特性与参数
2.4绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
2.4.1IGBT的基本结构与工作原理
2.4.2IGBT基本特性
2.4.3IGBT特性参数表
2.4.4IGBT驱动电路
2.5集成门极换流晶闸管(IGCT)
2.5.1IGCT工作原理
2.5.2IGCT基本特性
2.5.3IGCT特性参数
2.5.4IGCT的门极驱动技术
2.6注入增强栅晶体管(IEGT)
2.6.1IEGT的基本结构与工作原理
2.6.2IEGT的基本特性
2.6.3IEGT的最大额定值与主要技术参数
2.7电力电子器件的串并联设计
2.7.1电力电子器件的串联技术
2.7.2电力电子器件的并联技术
第3章高压交一交变频调速系统
3.1三相输出交一交变频器的基本原理
3.1.1三相一单相交一交变频基本原理
3.1.2有环流模式与无环流模式
3.1.3交一交变频器的控制
3.1.4三相一三相桥式交一交变频基本原理
3.1.5三相一三相桥式交一交变频器的输入输出谐波及输入功率因数
3.1.6三相一三相桥式交一交变频器的谐波及无功功率的抑制
3.2矩阵式交一交变频器
3.3三相高压交一交变频调速技术及应用
3.3.1电力电子器件参数选择及器件串联
3.3.2一种实际的高压交一交变频调速系统
第4章电流源型高压变频调速系统
4.1电流源型高压变频器的基本原理
4.1.1晶闸管方波输出电流源型变频器的基本原理
4.1.2晶闸管换相过程
4.2PWM式电流源型变频器
4.2.1PWM式电流源型变频器的基本原理
4.2.2逆变桥的换相过程
4.3电流源型变频器的谐波抑制
4.3.1电流源型变频器的输入串联多重化
4.3.2电流源型变频器的输出多重化
4.4电流源型高压变频器的产品设计
第5章三电平电压源型高压变频调速系统
5.1三电平电压源型高压变频调速技术的基本原理
5.1.1二极管钳位三电平电路的基本原理
5.1.2二极管钳位三电平电路的输出电压及负载电压
5.1.3二极管钳位三电平电路的软开关技术
5.1.4其他钳位方式三电平电路
5.2三电平空间电压矢量控制算法
5.2.1三电平空间电压矢量的合成
5.2.2三电平SVPWM的控制算法
5.2.3三电平SVPWM控制中的一些问题
5.3谐波和功率因数
5.3.1谐波与功率因数简介
5.3.2三电平的输入输出谐波和输入功率因数
5.4三电平PWM可控整流及电动机的四象限运行
5.4.1电动机的四象限运行及负载能量回馈
5.4.2PWM可控整流的基本原理
5.4.3三电平PWM可控整流的原理及sVPwM控制算法
5.5三电平产品的几种实现方案
第6章功率单元串联式多电平电压源型高压变频调速系统
6.1H桥功率单元串联式多电平的基本原理
6.2功率单元串联式多电平的输人多重化技术
6.2.1变压器延边三角形移相技术
6.2.2移相多重化整流技术
6.2.3本节小结
6.3功率单元串联式多电平的相关技术
6.3.1产品的可靠性
6.3.2变频器的制动
6.3.3飞速启动
6.4功率单元串联式多电平系统的输出性能分析
6.4.1输出谐波
6.4.2转矩脉动
643du/dt
6.4.4轴电压和轴电流
6.4.5输出导线长距离传输问题
6.5功率单元串联式多电平高压变频调速系统的基本构成
6.5.1输入部分
6.5.2功率变换部分
6.5.3检测与保护部分
6.5.4控制部分
6.5.5PLC
6.6其他派生的功率单元串联式多电平技术方案
6.6.1功率单元采用多电平结构的技术方案..
6.6.2非对称结构功率单元串联式多电平变频调速系统
6.6.3混联式多电平技术方案
第7章高压变频器中常用PwM算法
7.1PWM技术概述
7.1.1PWM的基本概念
7.1.2PWM的类型
7.2调制波变换技术
7.2.1提高电压利用率的调制波变换技术
7.2.2减小开关损耗的调制波变换技术
7.3调制波分解技术
7.3.1调制波等比例分配
7.3.2调制波纵向分割方法
7.4波形连续变换技术
7.5空间电压矢量PWM
7.5.1三相异步电动机在三相对称正弦波电压供电时的特性
7.5.2空间电压矢量PwM方法
7.5.3SVPWM的特性分析
第8章高压变频的常用控制策略
8.1u/f控制
8.1.1异步电动机的工作原理及等效电路
8.1.2维持u1/f1常数的简单开环控制
8.2无速度传感器矢量控制
8.2.1基本原理
8.2.2无速度传感器矢量控制总体方案
8.2.3有速度传感器矢量控制方案
8.3直接转矩控制
8.3.1直接转矩控制系统的原理
8.3.2直接转矩控制系统的结构
第9章高压变频调速的其他技术方案
9.1高一低一高式及高一低一低式变频调速系统
9.2IGBT直接串联式两电平电压源型高压变频调速系统
9.3变压器耦合功率单元串联式高压变频拓扑
9.4具有多个分支绕组的交流电动机变频调速系统
9.5绕线转子异步电动机双馈调速及串级调速技术
第10章高压大功率交流变频调速系统的产品设计
10.1主电路的设计
10.1.1主电路拓扑结构参数的计算
10.1.2功率单元中电力电子器件的参数计算与选型
10.2检测与保护电路
10.3缓冲电路
10.3.1RG-VD缓冲电路的分析与计算
10.3.2逆变电路的常用缓冲电路
10.3.3大功率叠层功率母线
10.4电磁兼容性设计
10.4.1高压变频器输人侧的谐波问题
10.4.2高压变频器输出侧的谐波问题
10.4.3高压变频器的抗干扰问题
10.5散热与通风设计
10.5.1电力电子器件的散热设计
10.5.2功率单元的散热冷却设计
10.5.3整机的散热与通风设计
10.6可靠性
10.6.1可靠性指标
10.6.2高压变频器的可靠性模型
10.6.3提高可靠性的措施
第11章高压大功率交流调逮系统的接口及应用
11.1DCS与PLC
11.1.1DCS
11.1.2PLC
11.2现场总线技术
11.2.1现场总线的概念
11.2.2现场总线技术特点
11.2.3现场总线通信协议特点
11.2.4典型现场总线技术与产品
11.2.5现场总线技术的应用
11.3高压变频器的接口设计"二"
11.4泵与风机的调速运行原理
11.4.1泵与风机的节电基础
11.4.2泵与风机的运行调节
11.4.3泵或风机的联合运行
11.5大功率电动机调速方式
11.5.1交流调速方法
11.5.2各种交流调速方法的对比
11.6高压变频器在电厂中的应用
11.6.1高压变频器在电厂送引风机变频调速改造中的应用
11.6.2高压变频器在电厂循环水泵变频调速改造中的应用
11.7高压变频器在冶金企业中的应用
11.8高压变频器在煤矿通风机变频调速中的应用
11.9高压变频器在供水领域中的应用
11.10高压变频器在石化行业中的应用
11.10.1ACS1000变频器的主要特点
11.10.2系统改造方案
10.3系统运行效果
11.11高压变频器在电力牵引中的应用
11.12高压变频器在风洞中的应用
第12章高压变频调速系统的计算机仿真
12.1MATLAB仿真环境基本介绍
12.1.1MATLAB软件介绍
12.1.2Simu1ink工具箱介绍
12.1.3电力系统模块库(PSB)简介
12.1.4Subsystem的建立和Mask功能
12.1.5s函数介绍
12.2高压变频调速系统主电路的建模与仿真
12.2.1三电平电压源型高压变频调速系统的建模与仿真
12.2.2Simu1ink仿真的运行
12.2.3功率单元串联式多电平高压变频调速系统的建模与仿真
12.3高压变频调速系统多重化整流仿真研究
12.3.148脉波多重化整流仿真
12.3.2144脉波多重化整流仿真
12.4高压变频调速系统常用控制策略仿真
12.4.1无速度传感器矢量控制系统仿真
12.4.2直接转矩控制系统仿真
参考文献
书名:高压大功率交流变频调速技术
图书编号:1447230
作者:张皓、续明进、杨梅/国别:
出版日期:2006-07-07
版次:1
开本:32开