导体和电气设备选型指南丛书：变频器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中国工程建设标准化协会电气专委会，导体和电气设备选择分委员会，周建 编

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• 变频器
• 电气设备
• 电力电子
• 工业控制
• 电机驱动
• 选型指南
• 电气工程
• 自动化
• 节能技术
• 设备维护

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512350533

版次：1

商品编码：11342970

包装：平装

丛书名： 导体和电气设备选型指南丛书

开本：16开

出版时间：2013-10-01

用纸：胶版纸

页数：120

内容简介

　　《导体和电气设备选型指南丛书：变频器》为《变频器选型指南》分册，全面介绍了变频器原理、选择方法和应用实例。从实际应用角度，介绍和分析了变频器的容量、拓扑结构以及控制方式的选择方法，并就不同类型的变频器特点、负载特性以及二者的相互关系，结合应用场合给出了选型原则和选型方法，供电气设计人员、运行人员参考使用，以达到正确选择和使用变频器的目的。鉴于变频器在发电厂中的广泛应用，本书以实例的形式给出了发电厂主要辅机设备的变频器应用案例，从容量选择、拓扑选择、控制方式选择以及各种现场问题的处理措施等方面给予了详细介绍。

作者简介

　　周建，教授级高工，长期从事电力系统设计工作，现任山东电力咨询院电控室主任。曾担任过国内多家国有企业电力系统设计工作，同时还经常作为专家组成员为重要用电企业进行节能改造工作进行指导，尤其擅长变频器的设计、选择等项目。

目录

前言

第1章概述

1．1 调速技术发展概述

1．2 基本原理及特点

1．3 应用领域

第2章 变频器相关标准

第3章 变频器分类

3．1 按有无直流环节分类

3．2 按调制方式分类

3．3 按逆变器控制方式分类

3。4 按有无中间低压回路分类

3．5 按钳位方式分类

第4章 负载分类

4．1 恒转矩负载及其特性

4．2 恒功率负载及其特性

4．3 二次方律负载(风机泵类负载)及其特性

4．4 其他性质的负载

第5章 变频器容量的选择

5．1 变频器容量的确定

5．2 变频器起动加速能力的校验

第6章 控制方式选择

6．1 一般性能要求

6．2 控制方式及其适用场合

第7章 高压变频器主拓扑选择

7．1 高低高变频器原理

7．2 交一交变频器(CYC1O)

7．3 负载换向式(晶闸管)变频器(1．CI)

7．4 单元串联多电平变频器

7．5 中性点钳位(NPC)三电子PWM电压源型变频器

7．6 多相整流输入、功率单元输出H桥三电平电压源型变频器一

7．7 二电平电流源型CSI变频器

第8章 谐波干扰处理

8．1 变频器谐波的产生

8．2 基于供电电源的变频器谐波抑制措施

8．3 基于变频器的谐波干扰抑制措施

8．4 变频器控制电缆干扰抑制措施

8．5 抑制干扰的实例

第9章 变频电动机及变频电缆

9．1 变频电动机

9．2 变频电缆

第10章 实例

1O．1 空冷风机变频

11．2 凝结水泵变频

10．3 引风机变频

10．4 一次风机变频

10．5 增压风机变频

10．6 疏水泵变频

10．7 给水泵变频

10．8 其他需要说明的问题

参考文献

前言/序言

变频器：掌控动力，驱动未来 在当今工业自动化和电气工程领域，变频器扮演着至关重要的角色，它不仅是实现电机精准控制的核心部件，更是提升设备能效、优化生产流程、降低运行成本的关键技术。本书《导体和电气设备选型指南丛书：变频器》旨在为广大电气工程师、技术人员、设备设计师以及相关从业者提供一本全面、实用、深入的变频器选型与应用指南。我们将从变频器的基本原理出发，详细阐述其工作机制、关键技术，并结合实际应用场景，提供系统化的选型方法和注意事项，帮助读者做出最合理、最经济、最可靠的变频器选择，从而更好地驱动生产力的发展，迎接未来的挑战。 第一章：变频器基础理论与核心技术 在深入探讨选型之前，理解变频器的基本原理是必不可少的。本章将从以下几个方面进行阐述： 变频器的定义与分类： 何谓变频器？其核心功能是什么？ 根据驱动方式（如V/f控制、矢量控制、直接转矩控制等）对变频器进行分类，并解释不同控制方式的优缺点及其适用场景。 按功率等级、电压等级、应用领域（如通用型、专用型）等维度进行分类，介绍不同类型变频器的特点。 变频器的工作原理： 深入剖析变频器内部结构，包括整流环节、中间直流环节（滤波电容、储能电感）、逆变环节（IGBT/MOSFET功率模块）以及控制核心（微处理器）。 详解变频器如何通过改变输出电压和频率来调节电机转速，阐述PWM（脉冲宽度调制）技术的原理及其在变频器中的应用。 解释变频器如何实现电机的软启动和软停止，以及其在减少机械冲击、延长设备寿命方面的作用。 关键技术解析： 能量反馈技术： 介绍变频器在制动时能量回馈给电网的技术，以及其带来的节能效益。 多电机同步控制： 探讨变频器如何实现多台电机精确同步运行，在纺织、印刷、冶金等行业的重要性。 通信与智能化： 介绍变频器常用的通信接口（如Modbus, Profibus, EtherNet/IP等），以及其在工业网络中的集成应用，探讨智能化变频器的发展趋势。 制动单元与制动电阻： 解释制动单元的作用，在哪些工况下需要配置制动电阻，以及制动电阻的选型计算。 滤波与浪涌抑制： 介绍电网谐波对变频器和电机的影响，以及如何通过滤波器（如EMI滤波器、RFI滤波器）来抑制电磁干扰。 第二章：变频器选型要素与方法 变频器的选型直接关系到设备的可靠运行、生产效率和经济效益。本章将系统性地介绍选型过程中需要考虑的关键要素和具体方法。 明确负载特性： 负载类型： 详细分析不同负载的特性，如恒转矩负载（输送带、挤出机）、恒功率负载（卷取机、放卷机）、平方转矩负载（风机、水泵）。 启动转矩要求： 分析负载在启动时的转矩需求，特别是对于重载启动或需要快速响应的负载。 运行速度范围： 确定电机需要运行的速度范围，以及在不同速度下的负载情况。 加速/减速时间要求： 明确设备对加速和减速的要求，这对变频器的过载能力和动态响应性能提出要求。 运行环境： 考虑工作环境的温度、湿度、海拔、粉尘、腐蚀性介质等因素，这些都会影响变频器的散热和防护等级。 电机参数分析： 电机功率： 根据负载需求和电机的额定功率选择变频器。需要注意的是，变频器的功率等级通常与所配电机的额定功率相匹配。 电机电压与频率： 确认电机的工作电压和额定频率，选择与之匹配的变频器。 电机额定转速与极数： 了解电机的额定转速和极数，以便更精确地控制电机。 电机绝缘等级： 考虑电机绝缘等级对变频器输出电压波形的要求。 变频器额定参数的匹配： 额定输出功率/电流： 这是最核心的选型参数，应根据负载需求和电机功率来确定。通常建议变频器的额定输出功率不小于电机额定功率。 过载能力： 变频器的过载能力（如150%额定电流持续60秒）是关键考量，特别是对于有冲击性负载的场合。需要根据负载的峰值转矩需求选择具有足够过载能力的变频器。 额定输入/输出电压： 确保变频器的输入电压与电网电压匹配，输出电压与电机额定电压匹配。 额定输出频率： 变频器的额定输出频率通常为400Hz或更高，以满足电机高速运行的需求。 防护等级（IP等级）： 根据安装环境选择合适的防护等级，例如，潮湿、多尘的环境需要更高防护等级的变频器。 散热方式： 自然冷却、强制风冷、水冷等，根据功率大小和环境条件选择。 特殊应用场景的选型考量： 风机水泵类应用（恒压供水/恒温控制）： 重点考虑节能效果，选择具有内置PID功能的变频器，优化控制策略。 起重机/升降机类应用： 对制动性能、负载能力、平稳性要求高，可能需要配置制动单元和更高级的控制算法。 电梯类应用： 对平稳性、定位精度、安全性要求极高，通常选用专用的电梯变频器。 纺织/印染类应用： 需要精确的速度控制和同步性，多采用矢量控制变频器。 冶金/化工类应用： 对环境适应性、防爆、耐腐蚀性有特殊要求。 经济性与可靠性权衡： 在满足技术要求的前提下，对比不同品牌、不同型号变频器的价格。 评估变频器的可靠性、MTBF（平均无故障时间），以及维护成本。 考虑品牌、售后服务、技术支持等因素。 第三章：变频器安装、调试与维护 正确的安装、调试和日常维护是确保变频器长期稳定运行的关键。 安装指导： 安装位置： 强调通风良好、避免阳光直射、远离热源和腐蚀性气体，并考虑电磁干扰问题。 柜体要求： 介绍变频器柜体的设计要求，包括散热、防尘、接地等。 布线规范： 详细说明主回路、控制回路、接地线的正确布线方法，强调屏蔽电缆的应用。 接地要求： 变频器的可靠接地是保障安全和抑制干扰的关键。 调试步骤与参数设置： 首次上电前检查： 详细列出上电前必须进行的检查项目，如接线、电压、绝缘等。 基本参数设置： 介绍电机参数识别（自动或手动）、额定电流、额定频率、启动方式、停止方式等基本参数的设置。 高级参数调整： 如PID参数、加减速时间常数、载波频率、载波同步、故障复位、保护参数等。 试运行与监控： 引导用户进行试运行，观察电机运行状态，记录关键运行数据，并进行参数优化。 多电机同步调试： 针对多电机应用，介绍同步控制的调试方法。 常见故障分析与排除： 过载报警： 分析原因（如负载过大、电机短路、变频器选型不当）及解决方法。 过压/欠压报警： 分析电网电压波动、制动单元故障等原因。 过温报警： 检查散热风扇、环境温度、变频器负载等。 对地短路报警： 检查电机、电缆绝缘。 通讯故障： 检查通信线缆、接口设置。 其他常见故障： 提供详细的故障代码查询和处理方法。 日常维护与保养： 定期检查： 建议定期检查变频器的散热系统、接线端子、指示灯等。 清洁： 保持变频器清洁，防止灰尘堆积影响散热。 风扇维护： 定期检查和更换风扇。 电容寿命： 提醒用户注意中间直流电容的寿命。 固件升级： 介绍变频器固件升级的重要性及方法。 第四章：变频器在典型行业中的应用案例 本章将通过具体的行业应用案例，展示变频器在实际生产中的价值和应用技巧。 通用机械设备： 如各类风机、水泵、压缩机的节能改造，优化工艺流程。 起重与搬运设备： 如起重机、电梯、输送带的精确控制与节能。 纺织与印染行业： 如染色机、定型机、络筒机的速度同步与张力控制。 包装与食品行业： 如灌装机、封切机、输送线的自动化控制。 金属加工与成型： 如机床、卷板机的精确调速与定位。 造纸与印刷行业： 如造纸机、印刷机的速度同步与匀速运行。 石油化工行业： 如泵、风机、压缩机的防爆与耐腐蚀应用。 附录 变频器选型配置表模板 常用电机功率与变频器功率对照表 变频器常用故障代码汇总 行业术语解释 通过本书的学习，读者将能够系统地掌握变频器的理论知识，熟练运用科学的选型方法，有效解决实际应用中的问题，从而提高设备性能，降低运行成本，为工业自动化和智能化生产贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深电气设计顾问，我见过无数的技术资料，但《导体和电气设备选型指南丛书：变频器》这本书，无疑是我近期收到的最有价值的参考之一。在项目咨询过程中，客户常常会提出各种各样关于变频器选型的问题，从最基础的功率匹配，到最复杂的特殊工况下的应用，这些都需要扎实的理论基础和丰富的实践经验。这本书恰恰能满足这些需求。 书中对变频器技术发展趋势的分析，让我对未来的技术方向有了更清晰的认识。比如，书中提到的高压变频器、中压变频器的应用领域和技术特点，以及它们在大型工业设备中的重要作用。对于我来说，了解这些前沿技术，能够帮助我为客户提供更具前瞻性的选型建议，并帮助他们规避潜在的技术风险。 书中关于变频器“可靠性”和“寿命”的论述，也给我留下了深刻的印象。它详细分析了影响变频器可靠性的各种因素，包括元器件的品质、散热设计、环境适应性、以及合理的安装维护等。这让我明白，选型过程中，仅仅关注性能参数是远远不够的，设备的稳定运行和长期可靠性同样是至关重要的考量因素。书中提供的关于如何评估和选择高可靠性变频器的实用技巧，对我来说非常有价值。 书中对“能耗优化”和“绿色节能”的关注，也与当前工业界的主流趋势高度契合。它详细讲解了不同控制策略、不同功率器件（如IGBT、SiC）对变频器能效的影响，以及如何通过优化变频器参数和运行模式来最大限度地降低能源消耗。这不仅能为客户带来显著的经济效益，也符合国家对可持续发展的要求。 令我感到欣喜的是，书中在“安全”方面的论述也相当到位。变频器作为电力电子设备，其安全运行至关重要。书中关于变频器的过压、欠压、过流、过温保护机制，以及如何进行安全接地、防雷击等方面都进行了详细的讲解。这对于我确保项目的电气安全，避免发生触电、火灾等事故，具有重要的指导意义。总而言之，这本书是一本集理论深度、实践指导、前沿视野于一体的优秀参考书，值得所有从事电气设备选型工作的专业人士拥有。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在自动化生产线维护岗位上工作了多年的技术工人，虽然我的工作重心更多在于设备的日常运行和故障排除，但随着技术的进步，我越来越意识到掌握设备选型知识的重要性。尤其是在面对一些老旧设备的更新换代，或者生产线技改项目时，如何选择最合适、最经济、最可靠的变频器，成为了一个关键问题。这本书《导体和电气设备选型指南丛书：变频器》就像及时雨一样，给了我非常大的启发。 书中对于变频器选型的“实战”经验分享，远比那些理论教材来得生动和实用。它没有过多地纠缠于复杂的数学公式，而是通过大量的实际案例，将变频器选型的“坑”一一揭示出来。比如，它会讲解为什么在某些恶劣环境下（如粉尘、潮湿、高温）需要选择特殊防护等级的变频器，以及这些防护等级对设备寿命和运行稳定性的影响。 我尤其欣赏书中关于“经济性分析”的部分。选型不仅仅是技术问题，更是经济问题。书中会教我如何权衡变频器的初始投资、运行成本（能耗）、维护成本以及设备寿命，从而做出最优的经济决策。它会分析不同变频器技术（如节能型变频器）在长期运行中可以节省多少电费，以及选择寿命更长的变频器可以减少多少次更换的成本。这让我明白，最便宜的往往不是最好的，而是最合适的。 书中对变频器的“兼容性”问题也进行了详细的阐述，这对我来说非常重要。我们的生产线上经常会遇到不同品牌、不同年代的设备需要配合工作，如何选择一个能够与现有系统良好集成的变频器，避免出现通信不畅、信号干扰等问题，是我们需要重点考虑的。书中关于接口类型、通信协议、电气隔离等方面的讲解，为我提供了宝贵的指导。 此外，书中对于变频器“智能化”的应用也进行了介绍，比如如何利用变频器的内置功能实现一些简单的自动化逻辑，或者如何通过与上位机系统的联动，实现更复杂的生产过程控制。这让我意识到，变频器不仅仅是一个简单的电机驱动器，它还可以成为自动化系统的重要组成部分，为提升生产效率和智能化水平提供强大的支持。总的来说，这本书让我从一个“使用者”的角度，更加深入地理解了变频器的价值和作用。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，在工程技术领域，理论知识固然重要，但如果没有实践经验的支撑，很多东西都只是纸上谈兵。这本书《导体和电气设备选型指南丛书：变频器》，恰恰填补了我在这方面的空白。我是一名初入电气设计领域的工程师，接触到的项目类型逐渐增多，对于变频器这样核心的电气设备，虽然学习过基础理论，但真正到了实际选型时，总感觉力不从心。 书中对于变频器功率等级、过载能力、启动转矩等关键参数的解析，比我之前在学校学到的要细致得多。它不是简单地说“选个xxx kW的”，而是深入剖析了为什么在这个特定负载下需要这样的功率，以及不同过载曲线（如120%过载1分钟，150%过载10秒）的实际意义。我特别喜欢书中关于“裕量”的讨论，如何根据负载的动态变化、环境温度、海拔高度等因素来确定合适的功率裕量，这避免了过度选型造成的浪费，也防止了选型不足导致的设备损坏。 令我印象深刻的是，书中对于不同变频器品牌和型号的特点也进行了一些概括性的介绍，虽然没有具体推荐某个品牌，但它会指出不同类型变频器（如通用型、专用型、矢量型、伺服型）的适用场景和技术优势。这让我对市面上琳琅满目的变频器产品有了一个初步的认识，在与供应商沟通时，也能更有针对性地提出我的需求，而不是被动地接受他们的推荐。 书中还花了不少篇幅讲解变频器的控制方式，比如V/f控制、有感矢量控制、无感矢量控制，以及它们在不同应用中的优缺点。这对于我理解如何通过改变控制方式来优化设备的运行效率和动态响应非常关键。比如，对于一些对动态响应要求不高的风机水泵类负载，V/f控制就足够了，而对于需要精确速度控制或高动态性能的伺服应用，则需要更高级的矢量控制。 除此之外，书中关于变频器与PLC、触摸屏等上位机的通信接口和通讯协议的介绍，也解决了我在系统集成方面的一个难题。如何选择合适的通信模块，如何进行参数设置，如何实现远程监控和故障诊断，这些都是我之前比较欠缺的知识。这本书的详细讲解，让我能够更自信地进行电气系统的整体设计。

评分☆☆☆☆☆

在电气工程领域，变频器扮演着至关重要的角色，它能够实现电机速度的精确控制，极大地提高了生产效率和能源利用率。然而，对于许多工程师来说，如何准确地为各种工况选择合适的变频器，始终是一个令人头疼的问题。《导体和电气设备选型指南丛书：变频器》这本书，彻底改变了我的这一看法，它以一种极为人性化和实用化的方式，将复杂的变频器选型过程变得简单易懂。 书中最为吸引我的，是对不同行业应用场景的深入剖析。比如，在化工行业，需要考虑防爆、防腐蚀等特殊要求；在冶金行业，对变频器的耐高温、抗震动性能要求极高；而在新能源领域，又需要关注变频器的功率密度和效率。这本书详细介绍了在这些特定行业中，变频器选型时需要重点关注的参数和注意事项，并给出了相应的案例分析。这让我能够快速地将理论知识应用到具体的行业项目中，大大缩短了项目周期。 我尤其喜欢书中关于“故障分析与预防”的章节。变频器在运行过程中难免会出现各种故障，了解这些故障的发生原因和排除方法，对于保证生产线的连续运行至关重要。这本书不仅列举了常见的变频器故障，还深入分析了其根本原因，并提供了切实可行的预防措施。这让我能够更好地指导现场操作人员，减少不必要的停机时间，提高设备的使用寿命。 书中对变频器“选型误区”的揭示，也让我受益匪浅。很多时候，我们可能会因为片面追求低成本，或者对某些参数理解不深，而做出错误的选型。这本书通过对比分析，清晰地指出了这些常见的误区，并提供了正确的解决方案。例如，书中会分析为什么在某些情况下，选择额定功率更大的变频器反而会更经济，因为它能够提供更好的启动性能和更长的使用寿命。 此外，书中关于变频器与其他电气元件（如断路器、接触器、滤波器）的匹配和选型建议，也为我提供了一个完整的解决方案。在进行电气系统设计时，不能孤立地考虑变频器，而需要将其与整个电气回路进行协调。这本书的全面性，让我在进行系统设计时，能够更加得心应手，避免出现因元件不匹配而导致的各种问题。总的来说，这本书是一本非常值得推荐的工具书，它不仅能帮助我解决当前的选型难题，更能提升我的专业技能和职业素养。

评分☆☆☆☆☆

这本《导体和电气设备选型指南丛书：变频器》对我来说，简直是电气工程师的“圣经”！我之前一直在纠结如何为我负责的一个中型工业自动化项目挑选最合适的变频器，市面上资料很多，但零散且杂乱，很多时候我感觉自己像是在大海捞针。特别是涉及到一些非标设备和特殊工况时，感觉自己过去的知识储备远远不够用。这本书的出现，就像一盏明灯，一下子点亮了我的思路。 它不仅仅是简单地罗列变频器的技术参数，更重要的是，它从实际应用的痛点出发，深入浅出地讲解了变频器在不同行业、不同负载类型下的选型原则和考量因素。比如，书中关于电机特性与变频器匹配的部分，详细分析了不同电机（感应电机、同步电机、永磁同步电机等）在启动特性、调速范围、过载能力等方面的差异，以及这些差异如何影响变频器的选型。我还特别注意到了书中关于“负荷特性曲线”的分析，这对于我理解不同工艺过程（如风机、水泵、皮带输送机、起重机等）对变频器的具体要求至关重要。 书中还有一个让我印象深刻的章节，是关于变频器安装、布线和接地方面的指导。这一点很多选型手册都会一带而过，但实际施工中，不规范的操作往往是导致设备故障和安全隐患的主要原因。这本书给了我非常详细的图文并茂的指导，从电缆的选型、敷设方式，到接地线的规格、接地点的选择，再到屏蔽线的处理，每一个细节都考虑到了。这让我感觉作者真的是从实际工程经验出发，将“血泪史”变成了宝贵的经验分享，避免了我可能犯的一些低级错误，大大提高了我的工作效率和项目质量。 此外，书中还对变频器的电磁兼容性（EMC）问题进行了深入探讨，这对于我处理一些对电磁干扰敏感的场合非常有帮助。过去我常常被EMC问题困扰，要么是变频器干扰了其他设备，要么是被其他设备干扰导致变频器不稳定。这本书提供了非常实用的滤波方案、屏蔽措施和接地技巧，并且解释了不同措施的作用机理。我特别喜欢它提供的一些案例分析，通过实际的EMC问题和解决方案，我能够更直观地理解理论知识，并且能够举一反三地应用于我自己的项目中。 最后，这本书在变频器故障诊断和维护方面的讲解也让我受益匪浅。虽然我的主要工作是选型，但了解设备的后期维护和常见故障，能让我更好地进行前期的选型，选择更可靠、更易于维护的设备。书中对各种典型故障现象的描述，以及相应的排查步骤，都非常系统化。这不仅能帮助我在项目交付后进行简单的指导，也能让我更好地与供应商沟通，解决更复杂的问题。总而言之，这本书是我近年来在电气设备选型领域遇到的最实用、最权威的参考资料之一。