變頻技術 9787122116000 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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付蘭芳，張憲 著

圖書標籤:

• 變頻技術
• 電力電子
• 電機控製
• 工業自動化
• 電力拖動
• 開關電源
• PWM
• 控製工程
• 電子技術
• 高頻電路

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122116000

商品編碼：29677509831

包裝：平裝

齣版時間：2011-10-01

基本信息

書名：變頻技術

定價：29.00元

作者：付蘭芳,張憲

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2011-10-01

ISBN：9787122116000

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.295kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《變頻技術》內容包括變頻調速技術基礎、變頻技術基礎電路、脈寬調製（PnH）技術、變頻器的構成與選定、變頻器的控製方式、通用變頻器、專用變頻器、變頻器的應用、變頻器與電磁乾擾等。通過《變頻技術》的學習，讀者可較全麵地掌握變頻技術的基本理論和基本分析方法，並瞭解變頻器的特性和應用。

　　《變頻技術》可供廣大工程技術人員、電氣技師和維修電工使用，也可作為大、院校相關專業的教材使用。

目錄

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章 變頻調速技術基礎
　1.1 電動機的調速
　　1.1.1 三相異步電動機
　　1.1.2 異步電動機的調速
　1.2 常用電力電子器件
　　1.2.1 晶閘管
　　1.2.2 門極可關斷晶閘管
　　1.2.3 雙極型功率晶體管（GTR）
　　1.2.4 電力場效應晶體管
　　1.2.5 絕緣門極雙極型晶體管
　　1.2.6 新型電力電子器件
第2章 變頻技術基礎電路
　2.1 整流電路
　　2.1.1 單相整流電路
　　2.1.2 單相橋式整流電路
　　2.1.3 三相整流電路
　2.2 斬波電路
　　2.2.1 基本斬波電路
　　2.2.2 復閤斬波電路和多相多重斬波電路
　2.3 逆變電路
　　2.3.1 逆變電路的工作原理和分類
　　2.3.2 電壓型逆變電路
　　2.3.3 電流型逆變電路
　　2.3.4 復閤型逆變電路
第3章 脈寬調製（PWM）技術
　3.1 PWM技術的基本原理
　　3.1.1 PWM技術的基本原理
　　3.1.2 正弦波脈寬調製（SPWM）
　3.2 SPWM的實現
　　3.2.1 調製法
　　3.2.2 規則采樣法
　3.3 SPWM逆變器及其控製
　　3.3.1 SPWM逆變器及其控製模式
　　3.3.2 PWM跟蹤控製法
　　3.3.3 PWM專用芯片與微處理器
　3.4 空間電壓矢量SVPWM
第4章 變頻器的構成與選定
　4.1 變頻器的分類
　4.2 變頻器的主電路
　　4.2.1 交-直-交變頻器
　　4.2.2 交-交變頻器
　4.3 變頻器控製電路
　　4.3.1 變頻器的主控電路
　　4.3.2 變頻器的驅動、檢測和保護電路
　　4.3.3 操作麵闆、電源及外部端子
　4.4 變頻器的選定
　　4.4.1 變頻器型號的選擇
　　4.4.2 變頻器容量的選擇
　4.5 變頻器的外圍設備的選用
第5章 變頻器的控製方式
　5.1 壓頻V/F控製
　　5.1.1 V/F控製的基本原理
　　5.1.2 恒轉矩調速和恒功率調速
　　5.1.3 變壓變頻實現方式
　　5.1.4 數字控製V/F變壓變頻調速係統
　5.2 轉差頻率SF控製
　　5.2.1 轉差頻率控製的基本原理
　　5.2.2 轉差頻率控製的變壓變頻調速係統
　5.3 矢量（VC）控製
　　5.3.1 矢量控製的原理和應用範圍
　　5.3.2 基於轉差頻率控製的矢量控製方式
　　5.3.3 無速度傳感器的矢量控製方式
　　5.3.4 矢量控製的特點
　5.4 直接轉矩控製
　　5.4.1 直接轉矩控製係統的原理和特點
　　5.4.2 直接轉矩控製變頻調速係統
　　5.4.3 控製方式的比較
第6章 通用變頻器
　6.1 通用變頻器的標準規格指標
　　6.1.1 通用變頻器的型號及公共技術規範
　　6.1.2 額定輸入、輸齣參數
　　6.1.3 通用變頻器控製特性
　　6.1.4 通用變頻器轉矩控製參數
　　6.1.5 運行參數
　　6.1.6 顯示功能參數
　　6.1.7 通用變頻器的製動轉矩、防護及保護
　6.2 通用變頻器端子功能及接綫
　　6.2.1 總接綫圖
　　6.2.2 變頻器主電路端子
　　6.2.3 變頻器控製電路的端子
　6.3 常見通用變頻器簡介
　　6.3.1 西門子通用變頻器
　　6.3.2 ABB通用變頻器
　　6.3.3 颱安通用變頻器
　　6.3.4 富士通用變頻器
第7章 專用變頻器
　7.1 電梯專用變頻器
　　7.1.1 電梯拖動係統的基本構成和工作過程
　　7.1.2 電梯變頻調速電路
　　7.1.3 富士FRENICLIFT電梯專用變頻器
　7.2 變頻空調專用變頻器
　　7.2.1 變頻空調的特點
　　7.2.2 傢用變頻空調結構與控製原理
　　7.2.3 變頻空調專用功率模塊
　7.3 水泵專用變頻器
　　7.3.1 泵類負載的特性
　　7.3.2 泵類專用變頻器選擇要點
　　7.3.3 泵專用（二次方遞減轉矩負載用）變頻器富士FRENICVP係列
　　7.3.4 變頻恒壓供水
　7.4 注塑機專用變頻器
　　7.4.1 注塑機工作原理
　　7.4.2 注塑機變頻器控製應用特點及效果
　　7.4.3 注塑機專用變頻器SB61Z
第8章 變頻器的應用
　8.1 變頻器在起重機械中的應用
　　8.1.1 橋式起重機械
　　8.1.2 變頻器在起重設備中的應用
　　8.1.3 變頻器在起重機中的應用實例分析
　8.2 變頻器在風機控製中的應用
　　8.2.1 風機負載的機械特性
　　8.2.2 變頻器的設置
　　8.2.3 風機變頻調速係統電路組成
第9章 變頻器與電磁乾擾
　9.1 電磁乾擾源
　　9.1.1 變頻器主要電磁乾擾的類型
　　9.1.2 諧波和電磁輻射的主要危害
　9.2 電磁乾擾的途徑與傳導乾擾的機理
　　9.2.1 電磁乾擾的途徑
　　9.2.2 PWM變頻器的傳導乾擾機理
　9.3 變頻器的抗乾擾措施
　　9.3.1 抑製乾擾源
　　9.3.2 切斷乾擾途徑
　　9.3.3 保護敏感電路
主要參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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變頻技術：驅動工業革新的脈搏 在現代工業生産的宏大圖景中，電動機無疑是最為核心的動力源泉。然而，傳統的固定轉速供電方式，往往在效率、精度和成本控製方麵顯得力不從心。變頻技術，作為一種革命性的電力電子控製手段，猶如一股強勁的脈搏，為工業生産注入瞭新的活力，深刻地改變瞭機械設備的運行方式，引領著製造業嚮著更高效、更智能、更節能的方嚮邁進。 變頻技術的誕生與發展：從理論到實踐的飛躍 變頻技術並非橫空齣世，而是技術不斷積纍與融閤的必然産物。早期的電動機，隻能在固定的頻率下工作，其轉速由電源頻率決定，這在很大程度上限製瞭設備的靈活性和能耗控製。隨著電力電子技術，特彆是半導體器件（如晶閘管、IGBT等）的飛速發展，工程師們開始探索如何精確地控製電動機的轉速。 其核心思想在於，通過改變供給電動機的電源的頻率和電壓，從而改變電動機的轉速。最早的變頻器，結構復雜，成本高昂，性能也相對有限。然而，隨著集成電路、微處理器以及電力電子器件性能的不斷提升，變頻器的體積越來越小，功能越來越強大，價格也逐漸親民。這使得變頻技術得以從實驗室走嚮大規模的工業應用，成為現代工業不可或缺的一部分。 變頻技術的核心原理：讓能量流動更加智能 要理解變頻技術，首先需要瞭解其基本工作原理。目前主流的變頻器，多采用“AC-DC-AC”的變頻方式，也就是我們常說的電壓型脈寬調製（PWM）變頻器。其基本結構可以分為三個主要部分： 1. 整流環節 (Rectifier): 將來自電網的三相交流電（AC）轉換為脈動的直流電（DC）。這一環節通常采用二極管或晶閘管組成的橋式整流電路。為瞭減小脈動，通常會加入直流濾波電感和電容。 2. 直流中間環節 (DC Bus): 將整流得到的脈動直流電進一步濾波，形成一個相對穩定的直流電壓。這個環節是整個變頻器的核心儲能部分，它將電網的能量暫時儲存起來，為後續的逆變環節提供平穩的直流電源。 3. 逆變環節 (Inverter): 這是變頻器中實現變頻功能的核心。它利用高速開關器件（如IGBT），通過復雜的控製算法，將穩定的直流電（DC）重新組閤成具有可變頻率和可變電壓的交流電（AC），以驅動電動機。最常用的PWM（Pulse Width Modulation，脈寬調製）技術，通過改變脈衝的寬度來模擬不同幅值的交流電壓，同時通過改變脈衝的周期來改變輸齣頻率。 通過精確控製逆變環節輸齣的電壓和頻率，變頻器就可以實現對電動機轉速的平滑、精確控製。例如，當需要降低電動機轉速時，變頻器就降低輸齣的頻率；當需要提高轉速時，則提高輸齣頻率。同時，為瞭保證電動機在不同轉速下都能獲得足夠的扭矩，變頻器還會根據頻率的變化，相應地調整輸齣電壓，這便是“恒壓頻比”控製的基礎。 變頻技術的關鍵技術：智慧的“大腦”與強健的“心髒” 變頻技術的進步，離不開關鍵技術的不斷突破。 電力電子器件的革新: 從早期的Thyristor（晶閘管）到GTO（門極關斷晶閘管），再到如今廣泛應用的IGBT（絕緣柵雙極晶體管）和MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管），電力電子器件的開關速度、耐壓能力、導通壓降和散熱性能不斷提升，使得變頻器能夠處理更高的功率，實現更高的效率，並做得更小巧。 控製算法的演進: 變頻器的“大腦”——控製係統，決定瞭其性能的上限。從最初的開環V/f控製，到更先進的矢量控製（SVC，Sensorless Vector Control）和直接轉矩控製（DTC，Direct Torque Control），控製算法的復雜度和精度不斷提高。 V/f控製 (Voltage/Frequency Control): 這是最簡單的一種控製方式，它將輸齣電壓與輸齣頻率按照一定的比例關係進行調節（恒壓頻比）。適用於對轉速精度要求不高的場閤，如風機、水泵等。 矢量控製 (Vector Control): 這種控製方式將電動機的定子電流分解為磁場電流和轉矩電流兩個嚮量，分彆進行獨立控製。它能夠模擬直流電動機的控製方式，實現對電動機轉矩的精確控製，即使在低速情況下也能提供較大的轉矩，並且具有更好的動態響應和過載能力。矢量控製又可以分為有感矢量控製（需要編碼器等傳感器）和無感矢量控製（無需傳感器）。 直接轉矩控製 (DTC): DTC直接根據電動機的電壓和電流信息，通過查找錶的方式，直接控製逆變器開關器件的導通，從而直接控製電動機的磁鏈和轉矩。DTC具有非常快的動態響應速度，甚至優於矢量控製，但控製係統的實現也更為復雜。 先進的驅動和保護技術: 確保電力電子器件安全可靠工作，需要高效的驅動電路和完善的保護機製。這包括對過壓、過流、過溫、短路等各種異常情況的實時監測和快速響應。 變頻技術帶來的巨大效益：工業升級的助推器 變頻技術之所以能夠在工業界得到如此廣泛的應用，與其帶來的顯著效益密不可分。 節能降耗: 這是變頻技術最直接、最顯著的優勢。在風機、水泵等恒轉矩負載的應用中，轉速的降低能帶來平方級的功率節約。例如，將風機轉速從100%降低到80%，其消耗的功率可能僅為原來的（0.8）³ ≈ 51%。這意味著大幅度的電費節省，對企業降低運營成本至關重要。 提高生産精度和産品質量: 精確的速度控製意味著更穩定的工藝參數，從而提高産品的一緻性和閤格率。例如，在紡織、造紙、印刷等行業，變頻器可以實現對捲繞速度、張力、送料速度的精確控製，有效避免瞭産品的次品率。 改善工藝流程和設備性能: 變頻器能夠實現設備的平緩啓停，避免瞭傳統直接啓動或軟啓動帶來的機械衝擊和對電網的衝擊，延長瞭設備的使用壽命。同時，它還能實現更寬範圍的速度調節，適應不同的生産需求，優化瞭生産流程。 降低噪音和振動: 降低電動機轉速，可以直接減少設備運行時的噪音和振動，改善工作環境，提高操作人員的舒適度。 自動化和智能化水平提升: 變頻器可以方便地與PLC（可編程邏輯控製器）、DCS（分布式控製係統）等自動化控製係統集成，實現生産過程的自動化監控和智能調節，是實現工業4.0和智能製造的重要基礎。 變頻技術在各行各業的應用：無處不在的能量調節者 變頻技術的應用範圍極為廣泛，幾乎涵蓋瞭所有需要電力驅動的工業領域： 通用機械: 風機、水泵、壓縮機是變頻器最常見的應用對象。在暖通空調（HVAC）係統、供水係統、排風係統中，通過變頻控製，可以根據實際需求調節風量和水量，實現節能和恒壓控製。 起重運輸: 起重機、輸送帶、電梯等設備的起升、下降、運行速度的平滑控製，離不開變頻技術。這不僅保證瞭操作的安全性和平穩性，也提高瞭工作效率。 金屬加工: 機床（如車床、銑床、磨床）、捲闆機、壓力機等，都需要精確的速度和扭矩控製，變頻器能夠實現對切削速度、進給速度的精確調節，提高加工精度，降低刀具損耗。 紡織印染: 紡織機械（如織布機、絡筒機）、印染設備（如染色機、烘乾機）對速度和張力的控製要求極高，變頻器能夠實現精確的同步運行和張力控製，保證産品質量。 造紙與印刷: 造紙機的抄紙速度、捲紙機的捲取速度，印刷機的印刷速度，都需要變頻器進行精確調節，以保證産品質量和生産效率。 化工與製藥: 攪拌器、泵、離心機等設備在化工和製藥過程中，需要精確的轉速控製，以滿足不同的工藝要求。 新能源領域: 風力發電機組的槳葉角度控製、太陽能發電係統的跟蹤係統，都可能涉及到變頻技術。 軌道交通: 高鐵、地鐵等動車組的牽引係統，是變頻技術應用最為集中的領域之一，其核心就是先進的交流電機變頻調速技術。 變頻技術的未來展望：邁嚮更高效、更智能、更綠色的時代 隨著科技的不斷發展，變頻技術正朝著更集成化、智能化、高效化的方嚮邁進。 更高性能的電力電子器件: SiC（碳化矽）、GaN（氮化鎵）等第三代半導體材料的應用，將帶來更高的耐壓、更低的損耗、更高的開關頻率，使得變頻器體積更小，效率更高，可靠性更強。 更先進的控製算法: 隨著人工智能和機器學習技術的發展，變頻器的控製算法將更加智能，能夠更好地適應復雜多變的工況，實現更精密的控製和更優化的節能策略。 物聯網（IoT）與工業互聯網的融閤: 變頻器將更多地接入物聯網平颱，實現遠程監控、故障診斷、預測性維護，進一步提升工業生産的智能化水平。 綠色能源的驅動: 變頻技術在可再生能源的開發利用、電動汽車的動力係統中扮演著越來越重要的角色，為構建綠色低碳的能源體係貢獻力量。 變頻技術，這一改變工業運行模式的革命性力量，正以其強大的生命力，持續驅動著現代工業的進步。從最初的粗放式控製到如今的精細化、智能化管理，它深刻地體現瞭人類智慧在能源利用和生産效率提升方麵的不斷追求。理解和掌握變頻技術，就是把握工業發展的脈搏，洞察未來製造的趨勢。

評分☆☆☆☆☆

我剛開始接觸這個領域的時候，市麵上很多資料都存在一個緻命的缺點：理論推導冗長晦澀，而實操指導又流於錶麵化，搞得人不上不下。然而，這本書在處理這些矛盾時展現齣瞭驚人的平衡感。它沒有迴避那些需要微積分和傅裏葉分析的復雜數學模型，但它總能在推導的節點處插入清晰的工程解釋，告訴我“為什麼要這麼算”比“怎麼算齣來”更重要。比如，在講解開關損耗優化時，作者引入瞭一個非常巧妙的類比，將IGBT的導通與關斷過程比作高速公路上的並綫與超車，瞬間就把抽象的物理過程可視化瞭。更讓我驚喜的是，它對不同拓撲結構（如三電平、NPC逆變器）的優缺點分析，不是簡單地羅列參數，而是結閤瞭電磁兼容性（EMC）和散熱設計的實際製約因素進行深度剖析，這對於設計高可靠性係統的人來說，是無價的經驗之談。閱讀過程中，我感覺作者就像一位經驗豐富的老工程師，一邊在黑闆上演算著深奧的公式，一邊時不時地抬起頭，用一句充滿生活智慧的“記住，實際工程中彆忘瞭加散熱片”來提醒你，這種亦師亦友的敘事風格，極大地降低瞭學習的挫敗感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計實在太吸引人瞭，封麵那種深邃的藍色調，配上簡潔有力的白色字體，一下子就讓人覺得這不是一本枯燥的技術手冊，而是一部關於未來電能控製的藝術品。我拿到手的時候，首先被它的紙張質感震撼瞭，那種略帶啞光的觸感，拿在手裏沉甸甸的，顯然是用瞭上乘的印刷材料，這對於長期閱讀和翻閱的學習者來說，簡直是種享受。內頁的排版也極為考究，圖文之間的留白處理得恰到好處，復雜的電路圖和參數錶格都清晰銳利，即便是初次接觸變頻器原理的新手，也不會因為信息過載而感到焦慮。特彆是章節的劃分，邏輯性極強，從最基礎的電力電子器件講起，逐步深入到電機控製算法和實際應用案例，過渡自然得像是潺潺流水，讓人在不知不覺中就完成瞭知識的階梯攀爬。我個人尤其欣賞作者在引言部分對“能源效率革命”的宏大敘事，它成功地將枯燥的技術細節置於一個更廣闊的時代背景下，極大地激發瞭我鑽研下去的興趣，感覺自己不是在學習一個技術，而是在參與一場關乎全球能耗未來的深刻變革。這本書在細節上的用心程度，完全配得上它在行業內的聲譽，值得所有電力電子愛好者和工程師珍藏。

評分☆☆☆☆☆

從編輯和校對的角度來看，這本書的水準堪稱國內技術書籍的標杆。我發現全書幾乎沒有齣現印刷錯誤或者公式標號對不上的情況，這在動輒包含數百個希臘字母和上下標的電力電子類書籍中，是極其罕見的。更值得稱贊的是，它成功地在保持學術嚴謹性的同時，維持瞭極強的可讀性。作者的敘事節奏非常穩定，既沒有為瞭炫耀知識而堆砌生僻術語，也沒有因為追求通俗而犧牲專業精度。它就像是一部精心製作的紀錄片，用流暢的鏡頭語言將一個復雜的係統（變頻器）從芯片級一直拉伸到工廠級應用的全貌展現給你。它不是那種讀完一遍就束之高閣的參考書，我更傾嚮於把它放在手邊，作為解決具體問題的工具書和定期迴顧基礎知識的良師益友。這本書的價值在於，它提供瞭一個全麵、可靠且經過實戰檢驗的知識框架，讓你能夠自信地站在前人的肩膀上，去探索電力電子技術的下一個前沿領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用價值遠超乎我的預期，尤其是在故障診斷和係統保護這一章。在實際工業現場，設備齣故障的概率遠高於實驗室環境，而如何快速準確地定位問題，往往決定瞭停機損失的大小。作者非常接地氣地分析瞭常見的過壓、過流保護失效案例，並特彆指齣瞭一些硬件設計層麵的“陷阱”，比如采樣電阻的頻率響應問題，或者光耦隔離帶來的延遲偏差。這些都是教科書裏通常不會提及的“江湖經驗”。書中提供瞭一套基於殘差分析的電機繞組故障早期預警方法，並結閤示波器上的波形特徵給齣瞭詳細的圖例說明。我記得有一次我們的一颱伺服驅動器齣現瞭間歇性的轉矩脈衝，用常規手段查不齣問題，我翻閱這本書後，嘗試按照書中提到的低頻諧波注入法進行測試，結果精準定位到瞭編碼器信號的微小抖動，這種解決實際問題的能力，是單純靠閱讀標準協議就能獲得的嗎？絕對不是，這需要作者深厚的現場積纍和無私的分享精神。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我買這本書是衝著它對高級控製策略的介紹去的，畢竟目前很多教科書在講完基本的電壓源逆變器（VSI）控製後，就戛然而止瞭。這本書則不然，它用瞭相當大的篇幅深入探討瞭磁鏈觀測器在無速度傳感器控製中的應用，並且詳細對比瞭滑模觀測器（SMO）和基於模型的預測控製（MPC）在動態響應和魯棒性上的差異。我最佩服的是作者對“參數辨識”這一“老大難”問題的處理。他沒有簡單地推薦一個現成的算法，而是係統地梳理瞭不同工況下（啓動、低速、高速）參數漂移的物理根源，並提供瞭一套實用的在綫自整定流程。書中附帶的那些MATLAB/Simulink仿真案例，代碼結構清晰，注釋詳盡，我直接下載下來運行，稍加修改就能代入我自己的電機模型進行驗證，這對於快速構建和測試新控製方案簡直是神助攻。以前我總覺得理論和仿真之間有一道看不見的鴻溝，讀完這部分內容後，我纔明白，真正的高手是能將理論的優雅性與仿真的嚴謹性完美結閤起來的，這本書就是這種結閤的典範。