正版弘變頻器實用電路圖集與原理圖說(第2版)9787111369011鹹慶信 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鹹慶信 著

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• 變頻器
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• 工業控製
• 電機控製
• 鹹慶信
• 電子工程
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店鋪： 玄岩璞圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111369011

商品編碼：29526996416

包裝：平裝

齣版時間：2012-04-01

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基本信息

書名：變頻器實用電路圖集與原理圖說(第2版)

定價：44.00元

作者：鹹慶信

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2012-04-01

ISBN：9787111369011

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.381kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《變頻器實用電路圖集與原理圖說（第2版）》收進瞭20世紀90年代至近幾年上市的16個變頻器廠商的、作者在實際維修中據實物測繪得齣的26種變頻器電路。其中，整機電路全圖10種，電路圖樣共116張。功率級彆從04~300kW，囊括瞭變頻器所有大、中、小功率機型。
　　本書的版圖書上市後，受到讀者朋友的熱烈歡迎。第2版圖書追加瞭2000年至2010年前後的5款新型變頻器全圖，同時在故障檢測和判斷上，有所側重和深入。
　　本書采用一圖一文的方式，在列舉電路圖的同時，對電路原理進行簡述，對專用元器件的引腳和電路功能進行詳盡說明，同時對電路故障檢測要點也進行瞭介紹。
　　本書適用於廣大的機電維修人員和電工，對高職高校師生和設計人員也有較好的參考價值。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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變頻器技術與應用：從原理到實踐 一、 變頻器技術概述 變頻器，作為現代工業自動化領域的核心驅動設備，其重要性不言而喻。它通過改變電機的供電頻率，從而實現對電機轉速的精確控製，廣泛應用於冶金、化工、電力、紡織、造紙、機床等國民經濟的各個部門。變頻器技術的進步，直接推動瞭工業生産效率的提升、能源消耗的降低以及産品質量的優化。 1. 變頻器的基本原理 變頻器實現電機調速的核心在於改變電源的頻率。其基本工作原理通常包括以下幾個關鍵環節： 整流： 將來自電網的交流電轉換為直流電。這一過程通常由整流橋完成，早期多采用晶閘管（SCR）作為可控整流元件，現在則普遍采用二極管或IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）作為不可控或半控整流元件，以獲得更高的整流效率和更好的功率因數。 濾波： 對整流後的脈動直流電進行平滑處理，濾除其中的紋波，得到相對穩定的直流電壓。常用的濾波元件包括電容和電感。 逆變： 將直流電重新轉換為頻率和幅值可調的交流電。這是變頻器實現調速的關鍵部分。逆變電路通常采用IGBT、MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）等功率開關器件，通過PWM（脈衝寬度調製）技術，控製這些開關器件的通斷，從而生成具有所需頻率和幅度的三相交流電輸齣。 控製： 變頻器的控製係統是其“大腦”，負責接收外部指令（如給定頻率、啓停信號等），並根據一定的控製算法（如V/f控製、矢量控製、直接轉矩控製等），産生PWM信號，控製逆變器輸齣。 2. 變頻器的分類 根據不同的分類標準，變頻器可以分為多種類型： 按工作原理分類： 電壓型（Voltage Source Inverter, VSI）： 直流側為電壓源，輸齣電壓幅值固定，通過改變輸齣電壓的脈衝寬度來調節輸齣電壓的有效值。這是目前最主流的變頻器類型。 電流型（Current Source Inverter, CSI）： 直流側為電流源，輸齣電流幅值固定，通過改變輸齣電流的脈衝寬度來調節輸齣電流的有效值。在某些特定應用場閤（如高壓變頻器、再生製動需求大的場閤）仍有應用。 按控製方式分類： V/f 控製（Scalar Control）： 最簡單、最經典的控製方式，保持電壓和頻率的比例恒定，適用於對動態性能要求不高的場閤，如離心風機、水泵等。 矢量控製（Vector Control）： 也稱磁場定嚮控製，將電機定子電流分解為磁場分量和轉矩分量，分彆進行獨立控製，可以實現近似直流電機的性能，具有優良的轉矩響應和低速大轉矩特性，適用於對動態性能要求高的場閤，如冶金設備、印刷機械等。 直接轉矩控製（Direct Torque Control, DTC）： 直接根據電機的轉矩和磁鏈方程，通過查錶或查找函數來直接控製變頻器的輸齣電壓和開關模式，無需進行電流分解，動態響應速度更快，結構更簡單，但對計算速度要求較高。 按功率等級分類： 低壓變頻器： 通常指額定電壓在6kV以下的變頻器。 中壓變頻器： 額定電壓在6kV到10kV之間。 高壓變頻器： 額定電壓在10kV以上。 3. 變頻器的發展趨勢 隨著電力電子技術、微處理器技術和控製理論的不斷發展，變頻器技術也呈現齣以下發展趨勢： 智能化和集成化： 變頻器集成更多的保護功能、通信接口和診斷功能，實現更高級彆的智能化控製，並朝著小型化、模塊化方嚮發展。 高性能化： 采用更先進的控製算法（如更精確的矢量控製、直接轉矩控製），提高調速精度、動態響應速度和穩速精度。 高可靠性和高效率： 采用更高性能的功率器件（如SiC、GaN），降低損耗，提高工作效率，延長産品壽命。 綠色環保： 強調節能降耗，優化功率因數，減少諧波汙染。 多功能化： 集成PLC（可編程邏輯控製器）、HMI（人機界麵）等功能，成為驅動控製一體化解決方案。 網絡化和無綫化： 支持各種工業以太網通信協議，實現遠程監控和診斷，部分産品開始支持無綫通信。 二、 變頻器在工業自動化中的應用 變頻器的應用範圍極其廣泛，幾乎滲透到所有工業領域，極大地提升瞭工業生産的自動化水平和效率。 1. 節能應用 變頻器在節能方麵的作用尤為突齣，特彆是在風機、水泵等負載可變的應用場閤。 風機和水泵： 當風機或水泵的流量需求降低時，可以通過降低電機轉速來滿足。根據離心泵和風機的特性麯綫，其流量與轉速成正比，揚程（或壓力）與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。這意味著，隻需將轉速降低20%，流量可以減少20%，但軸功率卻可以減少約49%，節能效果非常顯著。 壓縮機： 螺杆式壓縮機、離心式壓縮機等，通過變頻器調速，可以根據實際需求調整壓縮機的排氣量，避免“悶車”現象，顯著降低能耗。 起重機和冶金設備： 起重機在空載或輕載運行時，可以通過變頻器降低起升速度，節省能源。冶金行業的軋機、連鑄機等設備，通過變頻器實現精確的速度控製，既保證瞭産品質量，又實現瞭節能。 2. 工藝過程控製 變頻器能夠精確控製電機的轉速，從而實現對生産工藝參數的精確控製。 紡織機械： 捲繞機、倍撚機等，需要精確控製捲繞速度和張力，變頻器提供瞭靈活的速度調節能力。 造紙機械： 抄紙機的各輥速需要精確匹配，以保證紙張的均勻性和質量，變頻器是實現這一功能的關鍵。 化工設備： 攪拌機、輸送帶、反應釜等，其工藝過程往往需要精確的速度控製，以保證物料混閤均勻、反應充分。 印刷機械： 印刷速度的精確控製直接影響印刷質量，變頻器能夠提供高精度、高動態響應的速度控製。 3. 改善生産效率和産品質量 平穩啓停： 變頻器可以實現電機的軟啓動和軟停止，避免瞭直接啓動時産生的衝擊電流和機械衝擊，延長瞭電機和機械設備的使用壽命，同時保證瞭生産過程的平穩性。 精確的速度控製： 許多生産過程對電機速度的要求非常苛刻，如機床的進給速度、包裝機的速度等，變頻器能夠提供高精度、寬範圍的速度調節，從而保證産品質量的一緻性。 轉矩控製： 在某些應用中，如捲繞、擠齣等，需要精確控製電機的輸齣轉矩，以保證材料的均勻拉伸或擠齣。矢量控製和直接轉矩控製變頻器能夠實現對轉矩的精確控製。 4. 減少對電網的衝擊 軟啓動： 變頻器可以限製電機啓動電流，通常為額定電流的1.5倍左右，遠低於直接啓動時的5-7倍額定電流，從而大大減小瞭對電網的衝擊，避免瞭因啓動電流過大而導緻的電壓驟降，保護電網和電網中的其他用電設備。 功率因數補償： 現代變頻器大多采用有源功率因數校正（APFC）技術，能夠將功率因數提高到0.99以上，減少瞭無功功率的消耗，降低瞭電能損耗，並有利於電網的穩定運行。 三、 變頻器的選型與安裝注意事項 正確選型和安裝變頻器是保證其可靠運行和實現最佳性能的關鍵。 1. 變頻器選型原則 功率選擇： 變頻器的額定功率應大於或等於所驅動電機的額定功率。在選擇時，需要考慮電機的啓動特性、負載的慣性、運行環境以及是否需要過載能力等因素。對於頻繁啓停、重載啓動或負載慣性大的應用，可能需要選擇比電機額定功率稍大的變頻器。 電壓等級： 變頻器的額定電壓應與電網電壓匹配。 控製方式： 根據應用對動態性能、調速精度、調速範圍的要求，選擇閤適的控製方式（V/f、矢量控製、直接轉矩控製等）。 電流選擇： 變頻器的額定輸齣電流應大於或等於電機的額定輸齣電流。尤其要注意電機銘牌上的額定電流，而非啓動電流。 環境條件： 考慮安裝環境的溫度、濕度、海拔、塵埃、振動等因素，選擇防護等級（IP等級）適閤的變頻器。 功能需求： 根據實際應用需求，選擇具備相應功能的變頻器，如多段速控製、PID調節、通信接口（RS485、Ethernet等）、製動單元、濾波器等。 2. 安裝注意事項 安裝位置： 變頻器應安裝在通風良好、乾燥、無腐蝕性氣體、無導電塵埃的環境中。避免陽光直射和靠近熱源。 散熱： 變頻器運行時會産生熱量，應保證足夠的散熱空間，避免與其他發熱設備靠得太近。確保散熱風扇正常工作。 安裝方嚮： 一般情況下，變頻器應垂直安裝，以便散熱。 電磁兼容性（EMC）： 變頻器在工作時會産生電磁乾擾，應采取相應的EMC措施。 屏蔽電纜： 輸入、輸齣電纜應采用屏蔽電纜，並將屏蔽層可靠接地。 接地： 變頻器外殼、電機外殼、接地綫等必須可靠接地，接地電阻應符閤相關標準。 濾波： 在必要時，可在變頻器進綫端和齣綫端加裝電磁兼容濾波器，以抑製高頻噪聲。 布綫： 動力電纜與控製電纜分開走綫，避免交叉。 電源輸入： 變頻器的電源應穩定可靠，並配備閤適的斷路器或熔斷器進行保護。 電機連接： 確保電機電纜連接正確，絕緣良好。 控製信號： 控製信號綫應采用屏蔽綫，避免與動力綫混在一起。 製動電阻（如有）： 如果需要使用製動電阻，應按照說明書要求選擇閤適的製動電阻型號和功率，並正確安裝。 定期檢查： 定期檢查變頻器的工作狀態，如指示燈、風扇、接綫端子等，及時發現並處理潛在問題。 四、 變頻器常見的故障分析與排除 變頻器在運行過程中可能會齣現各種故障，掌握常見的故障現象及其原因，有助於及時排除故障，恢復生産。 1. 過載故障 現象： 變頻器報警，顯示過載，電機停止運行。 原因： 負載過大：實際負載超過變頻器或電機的額定能力。 電機損壞：電機繞組短路或絕緣損壞。 機械故障：傳動機構卡死或阻力過大。 變頻器參數設置不當：過載倍數設置過低。 變頻器本身故障。 排除方法： 檢查負載情況，降低負載；檢查電機及機械傳動；檢查變頻器參數設置；測量電機絕緣電阻；必要時維修或更換變頻器。 2. 過壓/欠壓故障 現象： 變頻器報警，顯示過壓或欠壓，電機停止運行。 原因： 過壓： 電網電壓過高。 電機再生能量過大（如負載慣性大，減速過快，變頻器未配備製動單元或製動單元損壞）。 直流母綫電容漏電或損壞。 欠壓： 電網電壓過低。 輸入缺相。 整流模塊損壞。 直流母綫電容失效。 排除方法： 檢查電網電壓；檢查變頻器是否配備製動單元，並檢查其工作狀態；檢查直流母綫電壓；檢查輸入電源；測量直流母綫電容；測量整流模塊。 3. 過流故障 現象： 變頻器報警，顯示過流，電機停止運行。 原因： 啓動瞬間電流過大：負載過大，啓動時間設置過短。 電機短路或接地。 變頻器逆變模塊損壞。 輸齣電纜短路。 排除方法： 檢查電機和負載；調整啓動時間和參數；檢查電機絕緣；測量輸齣電纜；檢查變頻器逆變模塊。 4. 缺相故障 現象： 變頻器報警，顯示缺相，電機可能無法啓動或運行不穩。 原因： 輸入電源缺相。 變頻器內部輸入端子接觸不良。 變頻器內部故障。 排除方法： 檢查輸入電源；檢查變頻器進綫端子；檢查變頻器內部。 5. 接地故障 現象： 變頻器報警，顯示接地故障。 原因： 電機繞組對地短路。 電機電纜對地短路。 變頻器輸齣端子對外殼接地。 排除方法： 檢查電機絕緣；檢查電機電纜；檢查變頻器輸齣接綫。 6. 通信故障 現象： 變頻器無法與上位機或PLC通信。 原因： 通信綫纜連接錯誤或損壞。 通信協議設置錯誤。 通信地址衝突。 上位機或PLC故障。 變頻器通信模塊故障。 排除方法： 檢查通信綫纜；檢查通信參數設置；檢查通信地址；檢查上位機/PLC；檢查變頻器通信模塊。 7. 參數設置錯誤 現象： 變頻器運行異常，如速度不正常、噪音大、無法啓動等。 原因： 變頻器參數設置不符閤實際應用要求。 排除方法： 仔細對照變頻器說明書和應用要求，重新設置各項參數，特彆是電機參數、運行參數、保護參數等。 五、 變頻器維護保養 定期清潔： 定期清除變頻器散熱器上的灰塵，保證良好的散熱。 檢查風扇： 檢查散熱風扇是否正常轉動，有無異響，必要時更換。 檢查接綫： 定期檢查變頻器、電機、控製信號等所有接綫端子是否牢固，有無鬆動或腐蝕。 檢查指示燈和報警： 密切關注變頻器的工作指示燈和報警信息，及時發現潛在問題。 測量電源電壓： 定期測量輸入電源電壓，確保其在變頻器允許的範圍內。 記錄運行數據： 記錄變頻器的運行電流、電壓、頻率等參數，便於分析故障。 避免潮濕和腐蝕： 保證變頻器工作環境的乾燥和清潔。 總結 變頻器技術是現代工業自動化不可或缺的重要組成部分。通過深入理解其工作原理，掌握其應用領域，並遵循正確的選型、安裝和維護保養原則，可以充分發揮變頻器的優勢，提升工業生産的效率、質量和經濟效益。隨著技術的不斷進步，變頻器將繼續嚮著更智能化、高性能化、綠色環保的方嚮發展，為工業的持續進步貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，初次接觸變頻器領域時，麵對各種復雜的控製信號和高壓電路，我常常感到無從下手。但這本書的齣現，極大地改變瞭我的認知。它以一種非常直觀和易於理解的方式，將變頻器內部的奧秘一一展現在我麵前。我喜歡書中循序漸進的講解方式，從基礎的功率變換電路到復雜的控製迴路，都進行瞭細緻的梳理。尤其令我印象深刻的是，書中不僅提供瞭電路圖，還詳細解釋瞭每個電路的功能和設計意圖。比如，在介紹過壓保護電路時，它會詳細說明觸發條件、保護機製以及如何選擇閤適的元器件來確保係統的安全運行。這種“知其然，更知其所以然”的講解方式，對於提升我的動手能力和解決實際問題的能力有著顯著的幫助。我發現，通過研讀這本書，我不再僅僅停留在“會用”的層麵，而是能夠逐漸走嚮“理解”和“掌握”變頻器的核心技術。

評分☆☆☆☆☆

對於任何一個在電力電子和自動控製領域摸爬滾打的從業者來說，一本高質量的參考手冊是不可或缺的。這本“正版弘變頻器實用電路圖集與原理圖說(第2版)”恰恰就扮演瞭這樣的角色，而且它的實用性遠超我的預期。書中收錄的電路圖，不僅僅是理論模型，而是經過實際驗證、可以直接參考的設計。我尤其看重的是它對於不同應用場景下的變頻器電路的解析，比如在伺服驅動、電機調速等方麵的具體實現。這使得我可以根據自己的項目需求，從中找到閤適的參考方案，並在此基礎上進行優化和創新。書中的原理說明同樣清晰透徹，它能夠幫助我理解每個電路模塊的設計邏輯和參數選擇的依據，從而避免在實際設計中走彎路。這本書為我提供瞭一個堅實的理論基礎和豐富的實踐指導，極大地提升瞭我的工作效率和設計能力。

評分☆☆☆☆☆

我一直對工業自動化領域中的核心驅動設備——變頻器——抱有極大的好奇心。當我拿到這本書時，就像是打開瞭一扇通往真實工業現場的大門。它所呈現的不僅僅是冰冷的圖紙和文字，而是飽含著設計者對於實際工程問題的深入思考和巧妙解決方案。書中對於各種變頻器類型的解析，從基本的V/f控製到更高級的矢量控製，都提供瞭紮實的理論基礎，並且更重要的是，將其轉化為可供參考的實際電路設計。我特彆欣賞的是，作者在講解每個電路模塊時，都深入剖析瞭其工作原理和關鍵參數的設計考量，這讓我能夠理解為什麼某個元器件需要那樣選擇，為什麼電路需要那樣連接。舉例來說，在介紹直流環節的設計時，書中詳細闡述瞭電容的選擇、電感的作用，以及它們如何影響變頻器的性能和穩定性。這種細緻入微的講解，對於想要深入理解變頻器內部構造和工作原理的讀者來說，無疑是極具價值的。它幫助我建立瞭更加係統和完整的變頻器知識體係。

評分☆☆☆☆☆

深入研究變頻器技術，往往需要跨越理論和實踐的鴻溝。這本書在這方麵做得非常齣色，它成功地將抽象的原理轉化為可視化的電路圖，並將復雜的概念用通俗易懂的語言進行闡釋。我特彆喜歡書中針對不同類型的變頻器，提供瞭詳盡的電路分析，這讓我能夠係統地掌握各種變頻器的工作方式和技術特點。例如，在討論驅動電路的設計時，書中詳細介紹瞭IGBT的驅動方式、門極信號的生成以及保護措施，這些細節對於保證變頻器的穩定運行至關重要。同時，書中對於控製部分的講解也十分到位，包括各種控製算法的實現和在實際電路中的體現。通過這本書，我不僅能夠理解變頻器是如何工作的，更能對其內部的精妙設計産生由衷的敬意。它是我在變頻器領域學習和探索道路上的一位得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本“正版弘變頻器實用電路圖集與原理圖說(第2版)”實在是一次令人驚喜的發現，尤其是對於我這種對電力電子和自動化控製有著濃厚興趣的讀者而言。翻開這本書，首先映入眼簾的是那種嚴謹而又實用的風格，它不像一些理論書籍那樣空泛，而是直接切入實際應用。書中大量的電路圖，繪製得清晰明瞭，每一個元器件的標注都非常準確，並且附帶瞭詳盡的原理說明。我特彆喜歡的是它在介紹不同變頻器拓撲結構時，不僅僅停留在理論層麵，更是結閤瞭實際電路來實現，這對於我理解那些復雜的控製邏輯非常有幫助。通過對照圖集和原理說明，我能夠一步步拆解變頻器的內部工作機製，比如功率器件的開關過程、PWM調製原理在實際電路中的體現，以及各種保護電路是如何設計的。這本書的價值在於它打通瞭理論與實踐之間的壁壘，讓我能夠更深入地理解變頻器在工業自動化領域扮演的關鍵角色，以及它們是如何通過精確的控製實現節能和提高生産效率的。即使是對變頻器有一定基礎的工程師，也能從中獲得不少啓發。