導體和電氣設備選型指南叢書：變頻器 9787512350533 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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中國工程建設標準化協會電氣專委會，導體和 著

圖書標籤:

• 變頻器
• 電氣設備
• 電力電子
• 工業控製
• 電機驅動
• 選型指南
• 電氣工程
• 自動化
• 節能
• 配電

店鋪： 琅琅圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512350533

商品編碼：29622115161

包裝：平裝

齣版時間：2013-10-01

圖書基本信息
圖書名稱	導體和電氣設備選型指南叢書：變頻器	作者	中國工程建設標準化協會電氣專委會, 導體和
定價	30.00元	齣版社	中國電力齣版社
ISBN	9787512350533	齣版日期	2013-10-01
字數		頁碼
版次	5	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

《導體和電氣設備選型指南叢書》是由中國丁程建設標準化協會電氣專委會導體和電氣設備選擇分委員會組織編寫的一套針對導體和電氣設備選型的技術叢書共13分冊，本分冊為《變頻器》。 　　本書是關於變頻器選擇和應用的一本實用下程技術書。全書共分lO章，分彆為概述、變頻器相關標準、變頻器分類、負載分類、變頻器容量的選擇、控製方式選擇、高壓變頻器主拓撲選擇、諧波乾擾處理、變頻電動機及變頻電纜、實例。主要內容包括變頻器及負載分類與分析；變頻器容量、控製方式以及拓撲分析與選擇；並就應用過程中遇到的諧波乾擾問題進行瞭詳細分析並介紹瞭相關的抑製措施；同時還介紹瞭變頻電動機及變頻電纜的相關知識；後給齣瞭詳細的實例，實例內容主要涉及發電廠各種應用變頻器的場閤等。 　　本書可供從事變頻器設計、製造、安裝、運行和試驗等相關專業的技術人員參考使用。

作者簡介

主要作者周建，教授級高工，長期從事電力係統設計工作，現任山東電力谘詢院電控室主任。曾擔任過多傢國有企業電力係統設計工作，同時還經常作為專傢組成員為重要用電企業進行節能改造工作進行指導，尤其擅長變頻器的設計、選擇等項目。

目錄

前言 章概述 　1．1　調速技術發展概述 　1．2　基本原理及特點 　1．3　應用領域 第2章　變頻器相關標準 第3章　變頻器分類 　3．1　按有無直流環節分類 　3．2　按調製方式分類 　3．3　按逆變器控製方式分類 　3。4　按有無中間低壓迴路分類 　3．5　按鉗位方式分類 第4章　負載分類 　4．1　恒轉矩負載及其特性 　4．2　恒功率負載及其特性 　4．3　二次方律負載(風機泵類負載)及其特性 　4．4　其他性質的負載 第5章　變頻器容量的選擇 　5．1　變頻器容量的確定 　5．2　變頻器起動加速能力的校驗 第6章　控製方式選擇 　6．1　一般性能要求 　6．2　控製方式及其適用場閤 第7章　高壓變頻器主拓撲選擇 　7．1　高低高變頻器原理 　7．2　交一交變頻器(CYC1O)　 　7．3　負載換嚮式(晶閘管)變頻器(1．CI)　 　7．4　單元串聯多電平變頻器 　7．5　中性點鉗位(NPC)三電子PWM電壓源型變頻器 　7．6　多相整流輸入、功率單元輸齣H橋三電平電壓源型變頻器一 　7．7　二電平電流源型CSI變頻器　 第8章　諧波乾擾處理 　8．1　變頻器諧波的産生 　8．2　基於供電電源的變頻器諧波抑製措施 　8．3　基於變頻器的諧波乾擾抑製措施 　8．4　變頻器控製電纜乾擾抑製措施 　8．5　抑製乾擾的實例 第9章　變頻電動機及變頻電纜 　9．1　變頻電動機 　9．2　變頻電纜 0章　實例 　1O．1　空冷風機變頻 　11．2　凝結水泵變頻 　10．3　引風機變頻 　10．4　一次風機變頻 　10．5　增壓風機變頻 　10．6　疏水泵變頻 　10．7　給水泵變頻 　10．8　其他需要說明的問題 參考文獻

編輯推薦

文摘

序言

變頻器技術深度解析與應用實踐 一、 變頻器概述與發展曆程 變頻器，又稱變頻調速器（Variable Frequency Drive, VFD），是一種用於控製交流電動機轉速的電力電子裝置。其核心功能是通過改變供給電動機的電源頻率和電壓，從而實現對電動機轉速的平滑、連續調節。自上世紀中葉以來，變頻器技術經曆瞭從早期笨重的模擬控製到如今高度集成化、智能化數字控製的飛躍式發展。 早期的變頻器主要采用脈衝寬度調製（PWM）技術，以簡單的方波或梯形波來改變輸齣頻率，但控製精度和效率相對較低。隨著電力電子器件（如晶閘管、IGBT等）性能的不斷提升，以及微處理器和數字信號處理器（DSP）技術的成熟，PWM調製技術得到瞭極大發展，能夠生成更高質量的輸齣波形，顯著提高瞭變頻器的控製精度、效率和動態響應能力。 現代變頻器不僅具備基礎的調速功能，還集成瞭過載保護、過壓欠壓保護、過溫保護、短路保護、相序保護等多種保護功能，大大增強瞭係統的安全性和可靠性。同時，隨著物聯網和工業4.0概念的興起，變頻器正朝著智能化、網絡化方嚮發展，能夠實現遠程監控、故障診斷、能耗優化等高級功能，成為現代工業自動化係統中不可或缺的關鍵設備。 二、 變頻器的工作原理 變頻器的基本工作原理可以分解為三個主要環節： 1. 整流環節（Rectifier）： 將輸入的交流電（AC）轉換為直流電（DC）。通常采用二極管橋式整流電路，或者更先進的有源功率因數校正（APFC）電路。APFC電路能夠顯著提高變頻器的輸入功率因數，減少電網諧波汙染，並可以在較寬的輸入電壓範圍內穩定輸齣直流電壓。 2. 直流環節（DC Bus）： 儲存和濾波整流後的直流電。這一環節通常由大容量的電容器組成，用於平滑直流電壓，並為逆變環節提供穩定的能量來源。在某些高性能變頻器中，直流環節還會加入電感，以進一步減小紋波，提高輸齣波形的質量。 3. 逆變環節（Inverter）： 將直流電（DC）重新轉換為可變頻率、可變電壓的交流電（AC），供給電動機。這是變頻器最核心的環節，通常采用IGBT（絕緣柵雙極晶體管）或MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）等功率開關器件。通過精確控製這些功率器件的開關時序，利用PWM技術生成所需的交流輸齣波形。PWM技術通過對載波信號（通常是高頻的三角波或鋸齒波）與調製信號（代錶所需的輸齣電壓和頻率）進行比較，生成一係列不同寬度和間隔的脈衝，最終閤成頻率和幅值可調的輸齣電壓。 三、 變頻器的基本控製模式 變頻器有多種控製模式，以適應不同負載和應用場景的需求。 1. V/f (Voltage/Frequency) 控製： 這是最基本、最簡單的控製模式。它通過保持電壓與頻率成恒定比例（V/f=常數）來控製電動機的轉速。這種控製方式適用於恒轉矩負載（如皮帶輸送機、風機、水泵在部分工況下）或對動態響應要求不高的場閤。V/f控製簡單易實現，成本低，但對於負載變化較大或需要精確轉速控製的場閤，其性能受限。 2. 矢量控製（Vector Control）/磁場定嚮控製（Field Oriented Control, FOC）： 矢量控製是一種更高級的控製模式，它將電動機的定子電流分解為勵磁分量（與磁場相關）和轉矩分量（與轉矩産生相關），並對這兩個分量進行獨立控製，就像直流電機那樣。這使得變頻器能夠實現對電動機轉矩的精確控製，從而獲得優異的調速性能、動態響應和低速大轉矩輸齣能力。矢量控製又可以分為無速度傳感器矢量控製（Sensorless Vector Control）和有速度傳感器矢量控製（Encoder Feedback Vector Control）。有速度傳感器矢量控製精度最高，但需要額外的編碼器；無速度傳感器矢量控製在省略編碼器的情況下，也能提供相當不錯的性能，大大降低瞭係統成本和安裝復雜度，已成為許多應用的首選。 3. 轉矩控製（Torque Control）： 轉矩控製模式允許直接設定電動機的輸齣轉矩。在這種模式下，變頻器會根據設定的轉矩值自動調整輸齣電壓和頻率，以實現精確的轉矩輸齣。這對於捲繞、放捲、擠齣等需要精確張力或扭矩控製的應用至關重要。 四、 變頻器的選型考量因素 在實際工程應用中，選擇閤適的變頻器是確保係統穩定可靠運行的關鍵。以下是幾個主要的選型考量因素： 1. 功率與額定電流： 這是最基本的參數。需要根據所驅動電動機的額定功率（kW或HP）和額定電流來選擇。通常建議選擇比電動機額定功率稍大一些的變頻器，以應對啓動電流和可能存在的過載情況。需要注意變頻器的額定輸齣電流，並與電動機的額定電流進行匹配。 2. 供電電源： 變頻器的輸入電壓和頻率需要與現場供電電源相匹配。常見的有單相220V、三相220V、三相380V、三相660V等。同時，也要考慮輸入電源的容量和質量。 3. 負載類型與特性： 恒轉矩負載： 如提升機、擠齣機、印刷機等，其負載轉矩在整個速度範圍內基本恒定。 風機水泵負載： 負載轉矩與速度的平方成正比（T ∝ n²），風機水泵負載。在變頻器調速時，轉速降低，負載轉矩和功率會大幅下降，節能效果顯著。 變轉矩負載： 如某些冶金設備、化工設備等，負載轉矩隨速度變化而變化，且變化規律不固定。 重載/輕載： 變頻器通常有重載型（HD）和輕載型（LD）之分。重載型變頻器允許更大的過載能力，適用於頻繁啓動、加減速或負載變化大的場閤；輕載型變頻器則適用於風機水泵等負載較輕的場閤，功率密度更高，成本可能更低。 4. 控製精度與動態響應要求： 如果應用需要精確的轉速控製、快速的加減速響應或精確的位置控製，則需要選擇具備矢量控製或更高階控製算法的變頻器，並可能需要配閤編碼器等反饋設備。 5. 防護等級（IP等級）： 根據安裝環境選擇閤適的防護等級。例如，在潮濕、多塵或腐蝕性環境下，需要選擇IP20、IP44、IP54甚至IP65等級的變頻器。 6. 安裝方式與尺寸： 考慮變頻器的安裝位置、空間限製以及散熱條件。常見的安裝方式有壁掛式、櫃式、機架式等。 7. 通信與擴展功能： 許多變頻器支持多種通信協議，如Modbus RTU/TCP、Profibus、EtherNet/IP等，以便於與PLC、HMI等上位控製器進行集成和組網。此外，一些變頻器還提供擴展I/O模塊、安全轉矩關斷（STO）等選配功能，以滿足更復雜的係統需求。 8. 環境條件： 變頻器的運行環境溫度、濕度、海拔高度等都會影響其性能和壽命。需要根據實際環境選擇能夠適應這些條件的變頻器。 9. 品牌與可靠性： 選擇知名品牌的産品，通常意味著更高的産品質量、更穩定的性能和更完善的售後服務。 五、 變頻器的應用領域 變頻器因其節能、高效、精確控製的特點，已廣泛應用於國民經濟的各個領域，成為現代工業自動化的重要組成部分： 1. 工業驅動： 風機與水泵： 這是變頻器最常見的應用領域之一。通過調速運行，可以顯著降低風機水泵的能耗，減少噪音，延長設備壽命。例如，在中央空調、供水係統、汙水處理等場閤。 通用機械： 如各類傳送帶、攪拌機、包裝機、印刷機、紡織機械、木工機械等，實現不同速度的精確控製。 冶金、礦山： 如捲揚機、提升機、軋鋼機、破碎機等，實現重載啓動、精確調速和節能。 石油化工： 如泵、壓縮機、風機等，在危險環境或需要精確流量控製的場閤。 機床： 如主軸驅動、進給驅動，實現高精度加工。 2. 交通運輸： 電動汽車： 變頻器是電動汽車動力係統的核心，控製電機的工作狀態。 軌道交通： 如電力機車、地鐵列車，實現牽引電機的調速控製。 3. 樓宇自動化： 電梯： 實現平穩、舒適的起停和速度調節。 自動扶梯： 調節速度以適應人流高峰。 4. 新能源： 風力發電： 控製風力發電機的轉速，以最大化能量捕獲。 太陽能發電： 在某些跟蹤式太陽能係統中，用於調節太陽能電池闆的角度。 5. 能源與電力： 電廠： 如鍋爐送風機、引風機、循環水泵等。 電網： 某些輸配電設備的調速控製。 六、 變頻器的安裝、調試與維護 1. 安裝： 安裝位置： 應選擇通風良好、遠離高溫、潮濕、腐蝕性氣體和導電粉塵的環境。 散熱： 變頻器運行時會産生熱量，需要保證足夠的散熱空間，避免堆疊安裝，必要時可加裝風扇或排風係統。 電磁兼容（EMC）： 變頻器會産生電磁乾擾，安裝時應盡量遠離敏感設備，並做好接地。動力綫和控製綫應分開布綫。 接地： 必須按照規範對變頻器外殼、電機外殼、控製櫃進行可靠接地，以保證安全和減小乾擾。 2. 調試： 通電檢查： 在接通主電源之前，應仔細檢查接綫是否正確、牢固。 參數設置： 根據電動機的銘牌參數和負載特性，設置變頻器的基本參數，如額定電壓、額定頻率、額定電流、電機極數、加速/減速時間、運行模式等。 空載運行： 在電動機不帶負載的情況下，進行空載運行測試，檢查變頻器運行是否正常，輸齣頻率和電壓是否符閤要求。 帶載運行： 逐漸增加負載，觀察變頻器的運行狀態，檢查是否有過載、過壓、欠壓等現象，並根據需要調整參數。 動態測試： 測試變頻器在不同負載和指令下的動態響應性能。 3. 維護： 定期檢查： 定期檢查變頻器周圍的清潔度，清理風扇濾網，檢查接綫端子是否鬆動。 電氣參數監測： 監測變頻器的輸齣電壓、電流、頻率等參數，以及電動機的溫升。 故障診斷： 熟悉變頻器提供的各種故障代碼，及時查找和排除故障。 部件更換： 對於壽命有限的部件（如電容），應根據使用年限和運行情況進行預防性更換。 軟件升級： 關注廠商發布的最新軟件版本，必要時進行升級，以獲得更好的性能和更多的功能。 七、 變頻器技術發展趨勢 未來變頻器技術將朝著以下幾個方嚮發展： 1. 更高集成度與小型化： 隨著電力電子器件和微處理器技術的進步，變頻器的體積將越來越小，集成度更高，能夠實現更靈活的安裝方式。 2. 智能化與網絡化： 變頻器將更加智能化，具備更強大的故障自診斷、自適應和預測性維護能力。同時，通過以太網、OPC UA等工業通信協議，實現與雲平颱、MES、ERP係統的深度集成，支持遠程監控、數據分析和遠程維護。 3. 高效率與低能耗： 采用更先進的功率器件（如SiC碳化矽、GaN氮化鎵）和更優化的控製算法，進一步提高變頻器的效率，降低能耗，符閤綠色發展的要求。 4. 安全功能增強： 越來越多的變頻器將集成安全轉矩關斷（STO）、安全限速（SLS）等安全功能，以滿足日益嚴格的安全生産要求。 5. 多功能集成： 未來變頻器可能會集成更多的功能，例如內置PLC、HMI接口、能量迴饋單元等，形成一體化解決方案。 八、 結語 變頻器作為現代工業自動化中不可或缺的關鍵驅動設備，其技術發展日新月異。深入理解變頻器的工作原理、掌握科學的選型方法、熟悉安裝調試與維護規程，對於提高生産效率、降低能耗、保障設備安全運行具有至關重要的意義。隨著技術的不斷進步，變頻器將在未來的工業發展中扮演更加重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

這套書的齣版，對於我們這些長期在電氣行業摸爬滾打的老工程師來說，簡直是雪中送炭。尤其是它聚焦於“變頻器”這一塊，內容之詳實、講解之深入，讓人讀完之後有一種茅塞頓開的感覺。我記得上次去一個大型化工廠做項目選型時，麵對那堆頭疼的電機參數和復雜的工況要求，簡直是無從下手。市麵上零散的資料看瞭不少，但都停留在理論的層麵，真正能落地指導實踐的少之又少。這本書不同，它似乎把所有工程師在實際工作中可能遇到的陷阱和難題都提前預演瞭一遍，並且給齣瞭詳細的規避和解決方案。比如，關於高海拔、高濕度環境下的變頻器降容選型，書中不僅列齣瞭計算公式，還結閤瞭多個實際案例的圖錶分析，讓人清晰地看到不同環境參數對設備壽命和穩定性的影響是多麼巨大。再比如，對於不同負載類型（如泵、風機、起重機）的矢量控製和V/f控製的適用性比較，講解得細緻入微，讓我明白瞭為什麼上次那個項目用瞭V/f控製後，電機總是有莫名其妙的過流跳閘現象。這本書簡直就是一本濃縮瞭無數工程師血淚經驗的實戰手冊，對於提高我們設計和調試的效率與準確性，有著不可替代的作用。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的項目經理，我在采購和閤同談判階段對技術規範的理解深度直接影響到項目的成本控製和後期維護的便利性。這本書的價值在於，它讓我能用更專業的視角去審視供應商提供的技術文件。例如，書中對變頻器散熱方式（自然風冷、強製風冷、液體冷卻）的優缺點分析，以及不同IP防護等級在不同環境下的適用性，都極其詳盡。這使得我在編寫技術規格書時，能夠精準地描述需求，避免瞭因描述模糊而導緻的後期設備不匹配或超額采購。更關鍵的是，它對不同類型變頻器（如再生製動型、中壓變頻器）的維護周期和備件策略也做瞭深入探討，這直接關係到我們工廠的非計劃停機時間。這本書的齣現，極大地提升瞭我作為管理者在技術決策層麵的話語權和準確性，它不僅僅是技術人員的工具書，更是工程管理者必備的戰略性參考資料，確保我們選擇的設備不僅性能可靠，而且全生命周期的管理成本都是最優的。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我原本對這種“選型指南”類的書籍抱持著一絲懷疑態度，總覺得它們難免會為瞭湊字數而堆砌一些通用信息。然而，這本專注於變頻器的指南徹底顛覆瞭我的看法。它的內容編排邏輯非常清晰，從最基礎的變頻器內部結構和工作原理入手，逐步深入到不同行業特殊應用場景下的定製化需求。我重點研究瞭其中關於“高精度定位與力矩控製”那一章。在一些精密機械設備中，對動態響應速度和輸齣轉矩的平穩性要求極高。書中詳細對比瞭不同品牌變頻器在這些特定模式下的性能麯綫和參數設置技巧，甚至提到瞭如何通過優化PID環的比例、積分、微分係數，結閤變頻器的死區補償功能，來達到最佳的控製效果。這些內容，你在一般的培訓課程上是很難係統學到的。它提供的不僅僅是知識點，更是一種解決復雜控製問題的思維框架。對於我們緻力於提升産品性能、追求極緻控製效果的技術人員來說，這本書無疑是一本可以放在手邊，隨時查閱和參考的“武功秘籍”。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本關於電氣設備選型的專業書籍，最讓我印象深刻的是它那種近乎苛刻的嚴謹性。它不是那種浮於錶麵的科普讀物，而是直指核心的專業參考書。我尤其欣賞它在係統集成和電磁兼容性（EMC）方麵所花費的筆墨。在如今越來越復雜的工業自動化現場，變頻器作為高頻開關設備，其産生的諧波和電磁乾擾問題是導緻整個係統不穩定的主要元凶之一。這本書對於如何科學地布置濾波器、屏蔽電纜的敷設規範，乃至變頻器安裝位置與敏感控製單元之間的距離要求，都給齣瞭明確的國標或行業推薦標準，甚至還配有示意圖。這對於我們進行新廠房的電氣設計時，提供瞭一個堅實的規範依據，避免瞭後期因EMC問題而不得不進行昂貴整改的麻煩。那種對細節的把控能力，讓人感到作者團隊絕對是深度參與過一綫工程實施的專傢，而不是紙上談兵的理論傢。這本書的價值，絕不僅僅在於告訴你“怎麼選”，更在於告訴你“為什麼必須這麼選”，這種深層的邏輯構建，纔是專業書籍真正的靈魂所在。

評分☆☆☆☆☆

這套叢書的選材和深度，顯示瞭編撰者對當前電氣行業發展趨勢的深刻洞察。現在，綠色節能和設備智能化是行業的主鏇律，變頻器作為實現電機節能的關鍵技術，其選型自然需要適應這些新要求。這本書在“節能評估與投資迴報分析”方麵做得尤為齣色。它沒有停留在“變頻器比傳統電控更省電”這種老生常談上，而是提供瞭一個詳細的、基於實際運行數據（如負載率、運行小時數）的經濟性分析模型。通過書中提供的錶格和計算器模闆，我們可以非常直觀地嚮決策層論證引入變頻器的必要性和投資迴收期，這對於推動老舊設備的改造項目至關重要。此外，書中還涉及瞭最新的總綫通信協議和智能診斷功能在變頻器中的應用，這為我們規劃未來工廠的數字化轉型打下瞭堅實的技術基礎。讀完後，我感覺自己對“如何用電氣設備實現商業價值最大化”這個問題，有瞭更全麵的認識和更強有力的工具。