交流變頻調速技術 何超 9787810778732 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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何超 著

圖書標籤:

• 交流變頻器
• 變頻調速
• 電機控製
• 電力電子
• 工業自動化
• 驅動技術
• 電氣工程
• 控製工程
• PWM控製
• 矢量控製

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 北京航天航空大學齣版社

ISBN：9787810778732

商品編碼：29577354844

包裝：平裝

齣版時間：2006-08-01

基本信息

書名：交流變頻調速技術

定價：28.00元

作者：何超

齣版社：北京航天航空大學齣版社

齣版日期：2006-08-01

ISBN：9787810778732

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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交流電動機變頻調速技術是在近幾十年來迅猛發展起來的電力拖動先進技術，其應用領域十分廣泛。為瞭適應科技的發展，將先進技術推廣到生産實踐中去，交流變頻調速技術已成為應用型本科、高職高專電類專業的必修或選修課程。
全書分八章，依次是：變頻調速技術概述，常用電力電子器件原理及選擇，變頻調速原理，變頻器的選擇，變頻調速拖動係統的構建，變頻技術應用概述，變頻器的安裝、維護與調試和變頻器的操作實驗。
本書在理論上以必需、夠用為原則；精心選材，努力貫徹少而精、啓發式的教學思想；根據應用型本科和高職高專的教學要求，在降低理論學習難度、增強實踐性方麵，花費瞭較大的精力，努力做到理論聯係實際，使教材的適用性、實用性更強。全書結構閤理、簡明扼要，重點突齣；文筆通俗流暢，圖文並茂。書中還精選瞭思考題和習題。
本書適用於應用型本科和高職高專電類、自動化類、機電類專業選用，也可供對變頻技術感興趣的工程技術人員參考。

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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變頻調速技術：現代工業動力之源 在飛速發展的現代工業領域，對生産過程的精確控製和能源效率的提升始終是核心追求。其中，電動機作為最普遍的動力設備，其運行效率和可控性直接影響著整個工業係統的效能。傳統的定速運行方式，雖然簡單易行，但在許多需要變速或負載變化的應用場景下，卻顯得效率低下且浪費能源。為瞭剋服這些局限，變頻調速技術應運而生，並逐漸成為現代工業不可或缺的關鍵技術之一。 變頻調速技術，顧名思義，是通過改變供給電動機的交流電頻率，從而控製電動機轉速的一種技術。它實現瞭對電動機在寬廣範圍內平滑、高效的速度調節，突破瞭傳統定速運行的瓶頸，為工業生産帶來瞭前所未有的靈活性和經濟效益。這項技術的核心在於對電力電子器件的精妙運用，以及對電機控製理論的深刻理解。 變頻調速技術的基石：電力電子器件的飛躍 變頻調速的核心在於如何生成可變頻率和可變電壓的交流電源。這離不開電力電子器件的革命性發展。從早期的晶閘管（SCR）到現在的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）等，電力電子器件的開關速度、耐壓能力、導通損耗以及成本都在不斷優化，使得功率變換器的設計和性能得到瞭極大的提升。 一個典型的交流變頻器（Variable Frequency Drive, VFD）通常包含幾個關鍵模塊： 整流單元（Rectifier）： 將輸入的固定頻率、固定電壓的交流電（如市電）轉換為直流電。常見的有二極管整流和晶閘管整流。二極管整流簡單可靠，但輸齣的直流電壓幅值固定；晶閘管整流則可以調節直流輸齣電壓，為後續的變頻控製提供更大的靈活性。 直流環節（DC Link）： 這是一個儲能環節，通常由電容器（有時也加入電感）組成，用於平滑整流後的脈動直流電，並為逆變器提供一個穩定的直流電壓源。這個環節的穩定性和儲能能力對於保證變頻器的輸齣質量至關重要。 逆變單元（Inverter）： 這是變頻器的核心部分，負責將直流電轉換為具有可變頻率和可變幅值（或通過PWM技術實現等效的幅值控製）的交流電，供給電動機。IGBT是目前最主流的逆變器功率器件，其優異的性能使得高頻開關成為可能，從而能夠生成高質量的交流電波形。 控製單元（Control Unit）： 這是變頻器的“大腦”，通常由微處理器或數字信號處理器（DSP）構成。它負責接收來自外部的控製指令（如頻率設定、啓動/停止、方嚮控製等），根據預設的控製算法，生成PWM（脈衝寬度調製）信號，精確控製逆變器中功率器件的開關動作，從而實現對輸齣電壓和頻率的精確調節。 控製策略的演進：從V/f到矢量控製 隨著電力電子技術和微電子技術的發展，變頻器的控製策略也在不斷演進，以期獲得更優的性能。 恒壓頻比（V/f）控製： 這是最簡單也是最早應用的控製方法。其基本原理是保持輸齣電壓與輸齣頻率的比值恒定（V/f = 常數）。這樣做是為瞭在改變頻率的同時，維持電動機的電磁轉矩基本不變，避免電動機在低速時齣現轉矩不足或高速時齣現磁飽和。V/f控製易於實現，成本較低，適用於對動態性能要求不高的場閤，例如風機、水泵等。然而，其缺點是無法精確控製電動機的轉矩，動態響應較慢，精度也相對較低。 矢量控製（Vector Control）/磁場定嚮控製（Field-Oriented Control, FOC）： 為瞭剋服V/f控製的不足，矢量控製應運而生。該控製方法將電動機的定子電流矢量分解為勵磁分量和轉矩分量，分彆進行獨立控製，就像直流電機那樣，從而實現瞭對電動機轉矩的精確控製。矢量控製能夠提供優異的動態響應、精確的轉矩控製以及良好的低速性能，大大提升瞭電動機的運行效率和可控性。根據是否需要檢測電動機的轉速，矢量控製又可分為有感矢量控製（需要編碼器等速度傳感器）和無感矢量控製（通過觀測電流和電壓信號估算轉速和轉子位置）。無感矢量控製的齣現，進一步簡化瞭係統配置，降低瞭成本，並拓展瞭變頻器在復雜環境下的應用。 變頻調速技術的廣泛應用與深遠影響 變頻調速技術的齣現，極大地推動瞭工業自動化和節能減排的進程。其應用範圍幾乎涵蓋瞭所有需要電機驅動的工業領域： 工業生産設備： 在冶金、化工、造紙、紡織、塑料加工等行業，變頻器被廣泛應用於各種生産機械，如軋機、泵、風機、輸送帶、擠齣機、捲繞機等。通過精確的速度控製，可以優化生産工藝，提高産品質量，降低能耗。例如，在泵和風機應用中，通過調節流量或風量，變頻器可以根據實際需求精確輸齣功率，避免“大馬拉小車”的現象，實現顯著的節能效果。 交通運輸： 電力機車、地鐵、有軌電車等軌道交通工具的牽引係統普遍采用變頻調速技術，實現平穩的起動、加速和製動，提高運行舒適性，並能在製動時進行能量迴收，提高能源利用率。 樓宇自動化： 在大型建築物的暖通空調係統（HVAC）中，變頻器被用於控製風機和水泵的轉速，根據室內外環境變化和人員需求，自動調節送風量和循環水量，保證舒適的室內環境，同時大大降低能源消耗。電梯係統的控製也離不開變頻技術，它能實現平穩的升降，減少衝擊，並提升運行效率。 新能源領域： 在風力發電和太陽能發電係統中，變頻器（也稱為風機變流器或光伏逆變器）是將風力或光能轉化為電能的關鍵設備。它們負責將發電機産生的變頻變壓的交流電轉換為符閤電網要求的穩定頻率和電壓的交流電。 其他領域： 此外，變頻調速技術還廣泛應用於船舶推進係統、石油鑽井平颱、港口機械、起重設備、包裝機械、食品加工機械等各種工業及民用領域。 變頻調速技術的未來展望 隨著科技的不斷進步，變頻調速技術仍在持續發展和創新。 智能化與集成化： 未來的變頻器將更加智能化，集成瞭更先進的故障診斷、自適應控製、網絡通信和遠程監控功能，能夠與上位控製係統（如PLC、DCS）進行更緊密的集成，實現更高級彆的自動化和智能化生産。 高頻開關與低損耗： 新型電力電子器件的齣現，將使得變頻器能夠以更高的開關頻率運行，從而生成更接近正弦波的輸齣波形，進一步減小諧波汙染和電機損耗，提高效率。同時，器件本身的損耗也在不斷降低，使得變頻器自身效率更高。 永磁同步電機（PMSM）與變頻器的結閤： 永磁同步電機憑藉其高效率、高功率密度和高功率因數等優點，在許多應用中逐漸取代傳統的感應電機。變頻器與PMSM的完美結閤，將進一步提升整體係統的性能和能效。 再生製動與能量迴饋： 隨著對能源效率和環保要求的不斷提高，變頻器的再生製動功能將得到更廣泛的應用。能夠將製動過程中産生的能量迴饋到電網，實現能源的二次利用，進一步提高整體係統的能源效率。 功率密度提升與小型化： 通過優化設計和采用更高性能的功率器件，變頻器的功率密度將不斷提升，實現設備的小型化，方便安裝和維護。 總而言之，變頻調速技術作為現代工業的核心動力控製技術，其重要性不言而喻。從最初的簡單調速到如今的精密控製和智能化應用，變頻技術的發展史就是一部工業自動化和節能減排的進步史。未來，隨著技術的不斷突破，變頻調速將在更廣闊的領域發揮關鍵作用，為構建綠色、高效、智能的現代工業體係提供強有力的支撐。

評分☆☆☆☆☆

評價三： “對於我這樣一名資深的自動化設備維修工程師來說，麵對琳琅滿目的變頻器産品，如何快速準確地診斷和排除故障，是一項至關重要的技能。我經常需要麵對各種品牌、各種型號的變頻器，它們的內部結構和控製邏輯可能韆差萬彆，但歸根結底，其核心原理都是圍繞著交流變頻調速技術展開的。這本書的齣現，就像是為我提供瞭一本“武林秘籍”，能夠讓我從根本上理解變頻器的運行機製。我尤其期待書中關於變頻器故障分析和診斷的內容。比如，當變頻器齣現過壓、欠壓、過流、過載等報警時，我希望能夠通過學習，更深入地理解這些報警背後的根本原因，而不是僅僅停留在“更換模塊”這樣的錶麵處理。書中是否會提供一些係統的故障排查流程，或者一些經典的故障案例分析，這將極大地提高我工作效率。另外，我還希望書中能夠介紹一些變頻器的日常維護和保養的知識，以及一些延長變頻器使用壽命的技巧。畢竟，在實際工作中，預防比維修更重要。這本書的齣版信息看起來比較有曆史，這正是我所需要的，經典的技術書籍往往能提供最紮實的基礎，讓我能夠應對各種復雜的現場情況。”

評分☆☆☆☆☆

評價二： “拿到這本《交流變頻調速技術》，我最直觀的感受就是它的厚重感，仿佛蘊含著作者數十年積纍的智慧和經驗。我是一名電力電子專業的在讀研究生，目前的研究方嚮就與電機控製密切相關。在我的學術生涯中，閱讀大量的技術文獻和經典教材是必不可少的環節。我一直認為，要真正理解一項技術，就必須深入到其最核心的原理層麵，而不是僅僅停留在應用層麵。這本書的作者何超，名字給我一種嚴謹、紮實的感覺，讓人不由自主地對書中內容的深度和廣度産生瞭極大的信任。我特彆關注書中對於電力電子器件在變頻器中的應用，以及不同拓撲結構的分析。我希望能夠通過這本書，深入理解IGBT、MOSFET等關鍵器件的工作原理，以及它們在實際電路中的作用。同時，對於各種變頻器拓撲，如兩電平、三電平，以及它們的優缺點，書中應該會有詳盡的論述。此外，作為一名即將畢業的學生，我對於如何將理論知識轉化為實際應用也非常感興趣。書中是否會介紹一些具體的工程實踐案例，或者提供一些設計參考，這將對我未來的研究和工作具有極大的指導意義。總之，我滿懷期待地希望這本書能成為我學術道路上的重要引路者。”

評分☆☆☆☆☆

評價四： “我是一名在校的電氣工程專業的學生，即將麵臨畢業設計的挑戰。我的畢業設計題目正好涉及到交流電機變頻調速係統設計。在尋找相關資料的過程中，我瞭解到《交流變頻調速技術》這本書是該領域非常經典的一本著作。雖然我還沒有來得及仔細閱讀，但從目錄和簡介中，我已經被書中內容的係統性和全麵性所吸引。我希望能從這本書中獲得關於變頻器設計的基本理論知識，包括功率器件的選擇、驅動電路的設計、控製算法的實現等等。我特彆希望能看到書中關於不同類型變頻器拓撲的詳細比較和分析，以便我能夠為我的畢業設計選擇最閤適的方案。此外，對於變頻器的軟件設計，例如如何編寫控製程序，如何實現速度、轉矩等閉環控製，書中是否有相關的指導和示例。我一直覺得，理論知識的學習固然重要，但如何將這些理論付諸實踐，纔是真正的難點。這本書的作者何超，作為一個名字，我希望他能夠像他的名字一樣，在技術上“超群”。我非常期待這本書能為我的畢業設計提供堅實的理論基礎和寶貴的實踐指導。”

評分☆☆☆☆☆

評價五： “作為一名在新能源領域深耕多年的工程師，我深知變頻調速技術在提高能源利用效率方麵所扮演的關鍵角色。無論是風力發電、太陽能光伏發電，還是電動汽車驅動係統，都離不開高效的變頻控製。這本書的齣現，讓我看到瞭一個深入理解交流變頻調速技術的絕佳機會。我尤其關注書中關於高級控製策略的論述，比如針對不同工況下的最優控製方法，以及如何通過控製來提升係統的動態響應速度和穩定性。我希望能夠從書中學習到一些前沿的變頻控製技術，例如模型預測控製、自適應控製等，瞭解它們在實際應用中的優勢和局限性。同時，我也對書中關於變頻器在電力係統中的應用，以及如何與電網進行交互的內容非常感興趣。隨著新能源發電的占比越來越高，如何實現變頻器與電網的平滑接入、以及如何參與電網的穩定運行，都成為瞭亟待解決的問題。這本書的齣版信息顯示其具有一定的年頭，這反而說明瞭其內容的經典和基礎性，我非常相信經典的理論知識能夠幫助我更好地理解和解決當下遇到的技術挑戰。我期待這本書能夠成為我掌握更先進變頻調速技術的有力助手。”

評分☆☆☆☆☆

評價一： “這本書的封麵設計樸實無華，一看就充滿瞭技術硬核的味道。我是一名剛入行不久的電氣工程師，在工作中經常會遇到各種各樣的電機調速問題，尤其是對於一些老舊的設備，如何高效、節能地進行變頻調速，一直是我比較頭疼的難題。偶然間聽同事提到瞭這本書，說是業內比較經典的教材，講解非常係統和深入。我迫不及待地入手瞭一本，翻開目錄，看到那些章節的標題，比如“交-直-交變頻器原理”、“電壓矢量控製”、“空間矢量脈寬調製”等等，頓時感覺知識的海洋就在眼前。雖然有些概念我之前有所接觸，但總感覺碎片化，不夠係統。這本書的齣現，恰恰彌補瞭我的這一塊知識短闆。我特彆期待的是它對於各種控製策略的詳細解析，比如V/f控製、轉矩控製、速度閉環控製等等，希望能夠通過學習，掌握如何根據不同的應用場景選擇最閤適的控製方法，從而提升設備的運行效率，降低能耗。這本書的齣版年代也比較早，這反而讓我覺得它更具價值，因為很多基礎的理論和原理是經久不衰的，那些被時間檢驗過的經典知識，往往是最可靠的。我準備近期把手頭的工作告一段落，全身心地投入到這本書的學習中，相信它一定會為我的職業生涯帶來質的飛躍。”