正版弘变频器实用电路图集与原理图说(第2版)9787111369011咸庆信 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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咸庆信 著

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店铺： 玄岩璞图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111369011

商品编码：29526996416

包装：平装

出版时间：2012-04-01

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基本信息

书名：变频器实用电路图集与原理图说(第2版)

定价：44.00元

作者：咸庆信

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-04-01

ISBN：9787111369011

字数：

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《变频器实用电路图集与原理图说（第2版）》收进了20世纪90年代至近几年上市的16个变频器厂商的、作者在实际维修中据实物测绘得出的26种变频器电路。其中，整机电路全图10种，电路图样共116张。功率级别从04~300kW，囊括了变频器所有大、中、小功率机型。
　　本书的版图书上市后，受到读者朋友的热烈欢迎。第2版图书追加了2000年至2010年前后的5款新型变频器全图，同时在故障检测和判断上，有所侧重和深入。
　　本书采用一图一文的方式，在列举电路图的同时，对电路原理进行简述，对专用元器件的引脚和电路功能进行详尽说明，同时对电路故障检测要点也进行了介绍。
　　本书适用于广大的机电维修人员和电工，对高职高校师生和设计人员也有较好的参考价值。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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变频器技术与应用：从原理到实践 一、 变频器技术概述 变频器，作为现代工业自动化领域的核心驱动设备，其重要性不言而喻。它通过改变电机的供电频率，从而实现对电机转速的精确控制，广泛应用于冶金、化工、电力、纺织、造纸、机床等国民经济的各个部门。变频器技术的进步，直接推动了工业生产效率的提升、能源消耗的降低以及产品质量的优化。 1. 变频器的基本原理 变频器实现电机调速的核心在于改变电源的频率。其基本工作原理通常包括以下几个关键环节： 整流： 将来自电网的交流电转换为直流电。这一过程通常由整流桥完成，早期多采用晶闸管（SCR）作为可控整流元件，现在则普遍采用二极管或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为不可控或半控整流元件，以获得更高的整流效率和更好的功率因数。 滤波： 对整流后的脉动直流电进行平滑处理，滤除其中的纹波，得到相对稳定的直流电压。常用的滤波元件包括电容和电感。 逆变： 将直流电重新转换为频率和幅值可调的交流电。这是变频器实现调速的关键部分。逆变电路通常采用IGBT、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等功率开关器件，通过PWM（脉冲宽度调制）技术，控制这些开关器件的通断，从而生成具有所需频率和幅度的三相交流电输出。 控制： 变频器的控制系统是其“大脑”，负责接收外部指令（如给定频率、启停信号等），并根据一定的控制算法（如V/f控制、矢量控制、直接转矩控制等），产生PWM信号，控制逆变器输出。 2. 变频器的分类 根据不同的分类标准，变频器可以分为多种类型： 按工作原理分类： 电压型（Voltage Source Inverter, VSI）： 直流侧为电压源，输出电压幅值固定，通过改变输出电压的脉冲宽度来调节输出电压的有效值。这是目前最主流的变频器类型。 电流型（Current Source Inverter, CSI）： 直流侧为电流源，输出电流幅值固定，通过改变输出电流的脉冲宽度来调节输出电流的有效值。在某些特定应用场合（如高压变频器、再生制动需求大的场合）仍有应用。 按控制方式分类： V/f 控制（Scalar Control）： 最简单、最经典的控制方式，保持电压和频率的比例恒定，适用于对动态性能要求不高的场合，如离心风机、水泵等。 矢量控制（Vector Control）： 也称磁场定向控制，将电机定子电流分解为磁场分量和转矩分量，分别进行独立控制，可以实现近似直流电机的性能，具有优良的转矩响应和低速大转矩特性，适用于对动态性能要求高的场合，如冶金设备、印刷机械等。 直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）： 直接根据电机的转矩和磁链方程，通过查表或查找函数来直接控制变频器的输出电压和开关模式，无需进行电流分解，动态响应速度更快，结构更简单，但对计算速度要求较高。 按功率等级分类： 低压变频器： 通常指额定电压在6kV以下的变频器。 中压变频器： 额定电压在6kV到10kV之间。 高压变频器： 额定电压在10kV以上。 3. 变频器的发展趋势 随着电力电子技术、微处理器技术和控制理论的不断发展，变频器技术也呈现出以下发展趋势： 智能化和集成化： 变频器集成更多的保护功能、通信接口和诊断功能，实现更高级别的智能化控制，并朝着小型化、模块化方向发展。 高性能化： 采用更先进的控制算法（如更精确的矢量控制、直接转矩控制），提高调速精度、动态响应速度和稳速精度。 高可靠性和高效率： 采用更高性能的功率器件（如SiC、GaN），降低损耗，提高工作效率，延长产品寿命。 绿色环保： 强调节能降耗，优化功率因数，减少谐波污染。 多功能化： 集成PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）等功能，成为驱动控制一体化解决方案。 网络化和无线化： 支持各种工业以太网通信协议，实现远程监控和诊断，部分产品开始支持无线通信。 二、 变频器在工业自动化中的应用 变频器的应用范围极其广泛，几乎渗透到所有工业领域，极大地提升了工业生产的自动化水平和效率。 1. 节能应用 变频器在节能方面的作用尤为突出，特别是在风机、水泵等负载可变的应用场合。 风机和水泵： 当风机或水泵的流量需求降低时，可以通过降低电机转速来满足。根据离心泵和风机的特性曲线，其流量与转速成正比，扬程（或压力）与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。这意味着，只需将转速降低20%，流量可以减少20%，但轴功率却可以减少约49%，节能效果非常显著。 压缩机： 螺杆式压缩机、离心式压缩机等，通过变频器调速，可以根据实际需求调整压缩机的排气量，避免“闷车”现象，显著降低能耗。 起重机和冶金设备： 起重机在空载或轻载运行时，可以通过变频器降低起升速度，节省能源。冶金行业的轧机、连铸机等设备，通过变频器实现精确的速度控制，既保证了产品质量，又实现了节能。 2. 工艺过程控制 变频器能够精确控制电机的转速，从而实现对生产工艺参数的精确控制。 纺织机械： 卷绕机、倍捻机等，需要精确控制卷绕速度和张力，变频器提供了灵活的速度调节能力。 造纸机械： 抄纸机的各辊速需要精确匹配，以保证纸张的均匀性和质量，变频器是实现这一功能的关键。 化工设备： 搅拌机、输送带、反应釜等，其工艺过程往往需要精确的速度控制，以保证物料混合均匀、反应充分。 印刷机械： 印刷速度的精确控制直接影响印刷质量，变频器能够提供高精度、高动态响应的速度控制。 3. 改善生产效率和产品质量 平稳启停： 变频器可以实现电机的软启动和软停止，避免了直接启动时产生的冲击电流和机械冲击，延长了电机和机械设备的使用寿命，同时保证了生产过程的平稳性。 精确的速度控制： 许多生产过程对电机速度的要求非常苛刻，如机床的进给速度、包装机的速度等，变频器能够提供高精度、宽范围的速度调节，从而保证产品质量的一致性。 转矩控制： 在某些应用中，如卷绕、挤出等，需要精确控制电机的输出转矩，以保证材料的均匀拉伸或挤出。矢量控制和直接转矩控制变频器能够实现对转矩的精确控制。 4. 减少对电网的冲击 软启动： 变频器可以限制电机启动电流，通常为额定电流的1.5倍左右，远低于直接启动时的5-7倍额定电流，从而大大减小了对电网的冲击，避免了因启动电流过大而导致的电压骤降，保护电网和电网中的其他用电设备。 功率因数补偿： 现代变频器大多采用有源功率因数校正（APFC）技术，能够将功率因数提高到0.99以上，减少了无功功率的消耗，降低了电能损耗，并有利于电网的稳定运行。 三、 变频器的选型与安装注意事项 正确选型和安装变频器是保证其可靠运行和实现最佳性能的关键。 1. 变频器选型原则 功率选择： 变频器的额定功率应大于或等于所驱动电机的额定功率。在选择时，需要考虑电机的启动特性、负载的惯性、运行环境以及是否需要过载能力等因素。对于频繁启停、重载启动或负载惯性大的应用，可能需要选择比电机额定功率稍大的变频器。 电压等级： 变频器的额定电压应与电网电压匹配。 控制方式： 根据应用对动态性能、调速精度、调速范围的要求，选择合适的控制方式（V/f、矢量控制、直接转矩控制等）。 电流选择： 变频器的额定输出电流应大于或等于电机的额定输出电流。尤其要注意电机铭牌上的额定电流，而非启动电流。 环境条件： 考虑安装环境的温度、湿度、海拔、尘埃、振动等因素，选择防护等级（IP等级）适合的变频器。 功能需求： 根据实际应用需求，选择具备相应功能的变频器，如多段速控制、PID调节、通信接口（RS485、Ethernet等）、制动单元、滤波器等。 2. 安装注意事项 安装位置： 变频器应安装在通风良好、干燥、无腐蚀性气体、无导电尘埃的环境中。避免阳光直射和靠近热源。 散热： 变频器运行时会产生热量，应保证足够的散热空间，避免与其他发热设备靠得太近。确保散热风扇正常工作。 安装方向： 一般情况下，变频器应垂直安装，以便散热。 电磁兼容性（EMC）： 变频器在工作时会产生电磁干扰，应采取相应的EMC措施。 屏蔽电缆： 输入、输出电缆应采用屏蔽电缆，并将屏蔽层可靠接地。 接地： 变频器外壳、电机外壳、接地线等必须可靠接地，接地电阻应符合相关标准。 滤波： 在必要时，可在变频器进线端和出线端加装电磁兼容滤波器，以抑制高频噪声。 布线： 动力电缆与控制电缆分开走线，避免交叉。 电源输入： 变频器的电源应稳定可靠，并配备合适的断路器或熔断器进行保护。 电机连接： 确保电机电缆连接正确，绝缘良好。 控制信号： 控制信号线应采用屏蔽线，避免与动力线混在一起。 制动电阻（如有）： 如果需要使用制动电阻，应按照说明书要求选择合适的制动电阻型号和功率，并正确安装。 定期检查： 定期检查变频器的工作状态，如指示灯、风扇、接线端子等，及时发现并处理潜在问题。 四、 变频器常见的故障分析与排除 变频器在运行过程中可能会出现各种故障，掌握常见的故障现象及其原因，有助于及时排除故障，恢复生产。 1. 过载故障 现象： 变频器报警，显示过载，电机停止运行。 原因： 负载过大：实际负载超过变频器或电机的额定能力。 电机损坏：电机绕组短路或绝缘损坏。 机械故障：传动机构卡死或阻力过大。 变频器参数设置不当：过载倍数设置过低。 变频器本身故障。 排除方法： 检查负载情况，降低负载；检查电机及机械传动；检查变频器参数设置；测量电机绝缘电阻；必要时维修或更换变频器。 2. 过压/欠压故障 现象： 变频器报警，显示过压或欠压，电机停止运行。 原因： 过压： 电网电压过高。 电机再生能量过大（如负载惯性大，减速过快，变频器未配备制动单元或制动单元损坏）。 直流母线电容漏电或损坏。 欠压： 电网电压过低。 输入缺相。 整流模块损坏。 直流母线电容失效。 排除方法： 检查电网电压；检查变频器是否配备制动单元，并检查其工作状态；检查直流母线电压；检查输入电源；测量直流母线电容；测量整流模块。 3. 过流故障 现象： 变频器报警，显示过流，电机停止运行。 原因： 启动瞬间电流过大：负载过大，启动时间设置过短。 电机短路或接地。 变频器逆变模块损坏。 输出电缆短路。 排除方法： 检查电机和负载；调整启动时间和参数；检查电机绝缘；测量输出电缆；检查变频器逆变模块。 4. 缺相故障 现象： 变频器报警，显示缺相，电机可能无法启动或运行不稳。 原因： 输入电源缺相。 变频器内部输入端子接触不良。 变频器内部故障。 排除方法： 检查输入电源；检查变频器进线端子；检查变频器内部。 5. 接地故障 现象： 变频器报警，显示接地故障。 原因： 电机绕组对地短路。 电机电缆对地短路。 变频器输出端子对外壳接地。 排除方法： 检查电机绝缘；检查电机电缆；检查变频器输出接线。 6. 通信故障 现象： 变频器无法与上位机或PLC通信。 原因： 通信线缆连接错误或损坏。 通信协议设置错误。 通信地址冲突。 上位机或PLC故障。 变频器通信模块故障。 排除方法： 检查通信线缆；检查通信参数设置；检查通信地址；检查上位机/PLC；检查变频器通信模块。 7. 参数设置错误 现象： 变频器运行异常，如速度不正常、噪音大、无法启动等。 原因： 变频器参数设置不符合实际应用要求。 排除方法： 仔细对照变频器说明书和应用要求，重新设置各项参数，特别是电机参数、运行参数、保护参数等。 五、 变频器维护保养 定期清洁： 定期清除变频器散热器上的灰尘，保证良好的散热。 检查风扇： 检查散热风扇是否正常转动，有无异响，必要时更换。 检查接线： 定期检查变频器、电机、控制信号等所有接线端子是否牢固，有无松动或腐蚀。 检查指示灯和报警： 密切关注变频器的工作指示灯和报警信息，及时发现潜在问题。 测量电源电压： 定期测量输入电源电压，确保其在变频器允许的范围内。 记录运行数据： 记录变频器的运行电流、电压、频率等参数，便于分析故障。 避免潮湿和腐蚀： 保证变频器工作环境的干燥和清洁。 总结 变频器技术是现代工业自动化不可或缺的重要组成部分。通过深入理解其工作原理，掌握其应用领域，并遵循正确的选型、安装和维护保养原则，可以充分发挥变频器的优势，提升工业生产的效率、质量和经济效益。随着技术的不断进步，变频器将继续向着更智能化、高性能化、绿色环保的方向发展，为工业的持续进步贡献力量。

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对于任何一个在电力电子和自动控制领域摸爬滚打的从业者来说，一本高质量的参考手册是不可或缺的。这本“正版弘变频器实用电路图集与原理图说(第2版)”恰恰就扮演了这样的角色，而且它的实用性远超我的预期。书中收录的电路图，不仅仅是理论模型，而是经过实际验证、可以直接参考的设计。我尤其看重的是它对于不同应用场景下的变频器电路的解析，比如在伺服驱动、电机调速等方面的具体实现。这使得我可以根据自己的项目需求，从中找到合适的参考方案，并在此基础上进行优化和创新。书中的原理说明同样清晰透彻，它能够帮助我理解每个电路模块的设计逻辑和参数选择的依据，从而避免在实际设计中走弯路。这本书为我提供了一个坚实的理论基础和丰富的实践指导，极大地提升了我的工作效率和设计能力。

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坦白说，初次接触变频器领域时，面对各种复杂的控制信号和高压电路，我常常感到无从下手。但这本书的出现，极大地改变了我的认知。它以一种非常直观和易于理解的方式，将变频器内部的奥秘一一展现在我面前。我喜欢书中循序渐进的讲解方式，从基础的功率变换电路到复杂的控制回路，都进行了细致的梳理。尤其令我印象深刻的是，书中不仅提供了电路图，还详细解释了每个电路的功能和设计意图。比如，在介绍过压保护电路时，它会详细说明触发条件、保护机制以及如何选择合适的元器件来确保系统的安全运行。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，对于提升我的动手能力和解决实际问题的能力有着显著的帮助。我发现，通过研读这本书，我不再仅仅停留在“会用”的层面，而是能够逐渐走向“理解”和“掌握”变频器的核心技术。

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我一直对工业自动化领域中的核心驱动设备——变频器——抱有极大的好奇心。当我拿到这本书时，就像是打开了一扇通往真实工业现场的大门。它所呈现的不仅仅是冰冷的图纸和文字，而是饱含着设计者对于实际工程问题的深入思考和巧妙解决方案。书中对于各种变频器类型的解析，从基本的V/f控制到更高级的矢量控制，都提供了扎实的理论基础，并且更重要的是，将其转化为可供参考的实际电路设计。我特别欣赏的是，作者在讲解每个电路模块时，都深入剖析了其工作原理和关键参数的设计考量，这让我能够理解为什么某个元器件需要那样选择，为什么电路需要那样连接。举例来说，在介绍直流环节的设计时，书中详细阐述了电容的选择、电感的作用，以及它们如何影响变频器的性能和稳定性。这种细致入微的讲解，对于想要深入理解变频器内部构造和工作原理的读者来说，无疑是极具价值的。它帮助我建立了更加系统和完整的变频器知识体系。

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这本“正版弘变频器实用电路图集与原理图说(第2版)”实在是一次令人惊喜的发现，尤其是对于我这种对电力电子和自动化控制有着浓厚兴趣的读者而言。翻开这本书，首先映入眼帘的是那种严谨而又实用的风格，它不像一些理论书籍那样空泛，而是直接切入实际应用。书中大量的电路图，绘制得清晰明了，每一个元器件的标注都非常准确，并且附带了详尽的原理说明。我特别喜欢的是它在介绍不同变频器拓扑结构时，不仅仅停留在理论层面，更是结合了实际电路来实现，这对于我理解那些复杂的控制逻辑非常有帮助。通过对照图集和原理说明，我能够一步步拆解变频器的内部工作机制，比如功率器件的开关过程、PWM调制原理在实际电路中的体现，以及各种保护电路是如何设计的。这本书的价值在于它打通了理论与实践之间的壁垒，让我能够更深入地理解变频器在工业自动化领域扮演的关键角色，以及它们是如何通过精确的控制实现节能和提高生产效率的。即使是对变频器有一定基础的工程师，也能从中获得不少启发。

评分☆☆☆☆☆

深入研究变频器技术，往往需要跨越理论和实践的鸿沟。这本书在这方面做得非常出色，它成功地将抽象的原理转化为可视化的电路图，并将复杂的概念用通俗易懂的语言进行阐释。我特别喜欢书中针对不同类型的变频器，提供了详尽的电路分析，这让我能够系统地掌握各种变频器的工作方式和技术特点。例如，在讨论驱动电路的设计时，书中详细介绍了IGBT的驱动方式、门极信号的生成以及保护措施，这些细节对于保证变频器的稳定运行至关重要。同时，书中对于控制部分的讲解也十分到位，包括各种控制算法的实现和在实际电路中的体现。通过这本书，我不仅能够理解变频器是如何工作的，更能对其内部的精妙设计产生由衷的敬意。它是我在变频器领域学习和探索道路上的一位得力助手。