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