變頻調速技術及應用(王瑾) 9787122130853 化學工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王瑾，孫艷萍 著

圖書標籤:

• 變頻調速
• 電機控製
• 電力電子
• 工業自動化
• 驅動技術
• 王瑾
• 化學工業齣版社
• 9787122130853
• 電氣工程
• 控製工程

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122130853

商品編碼：29874201639

包裝：平裝

齣版時間：2012-02-01

基本信息

書名：變頻調速技術及應用(王瑾)

定價：22.00元

作者：王瑾,孫艷萍

齣版社：化學工業齣版社

齣版日期：2012-02-01

ISBN：9787122130853

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.259kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書從變頻器的結構入手，首先介紹組成變頻器的電力電子器件的結構、工作原理以及各種應用。對沒有學過電知識的人，也能從元器件開始，深入淺齣學習變頻器的工作原理。在此基礎上，以電動機為被控對象，介紹變頻調速原理及變頻調速工作方式。以西門子MM430係列變頻器為例，介紹瞭變頻器的選擇、安裝、接綫、參數調整、抗乾擾措施和運行檢修。《變頻調速技術及應用》拓展介紹瞭多套工業設備或係統，使得變頻器的參數設置和調試更注重培養學生的工程應用能力和解決現場實際問題的能力。將變流技術與交流調速有機結閤起來。用較少的課時完成兩門課程的學習。同時，《變頻調速技術及應用》精選瞭四個實訓環節，力求在簡單的實訓硬件配置情況下，完成實用性較強、較先進的變頻器應用，如PID控製、觸摸屏控製係統等。
　　本書適閤於高職學院電氣自動化專業和機電設備維修與管理專業的學生，也適用於生産過程自動化專業、機電一體化專業和自動控製技術專業的學生。也可作為企業相關技術人員的參考資料。

目錄

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第1章 概述
　1.1 變頻係統技術
　1.2 變頻調速技術的發展過程
　1.3 中國變頻調速技術的發展狀況
　1.4 變頻技術的發展方嚮
　1.5 高壓變頻調速技術應用現狀與發展趨勢
　思考題與習題
第2章 電力電子器件
　2.1 電力電子器件概述
　2.2 不可控器件——二極管及其應用
　2.3 半控型器件——晶閘管及其應用
　2.4 全控型器件
　2.5 新型電力電子器件
　思考題與習題
第3章 電力電子器件的應用與開發
　3.1 小功率電力電子器件的應用
　3.2 電力電子器件的綜閤應用
　3.3 新型電力電子器件的開發
　思考題與習題
第4章 變頻調速原理
　4.1 變頻調速的基本原理
　4.2 變頻器的分類
　4.3 交 直 交變頻器主電路及其變頻調速係統
　4.4 正弦脈寬調製變頻器及其調速係統
　4.5 西門子變頻器簡介
　4.6 通用變頻器的控製電路原理
　4.7 高壓變頻器主電路結構及其控製特點
　思考題與習題
第5章 變頻器的選用
　5.1 變頻器的選擇
　5.2 變頻器的安裝
　5.3 變頻器的接綫
　5.4 變頻器的功能及參數
　5.5 變頻器的抗乾擾技術
　思考題與習題
第6章 變頻技術的綜閤應用
　6.1 變頻技術在空調設備上的應用
　6.2 變頻技術在機床設備上的應用
　6.3 變頻技術在電梯設備上的應用
　6.4 變頻技術在電綫生産綫上的應用
　6.5 變頻技術在風機上的應用
　6.6 變頻技術在起重機上的應用
　6.7 變頻技術在恒壓供水上的應用
　思考題與習題
第7章 變頻技術實訓
　7.1 基礎實訓西門子MM440變頻器的參數設置及調試
　7.2 基礎實訓西門子MM440變頻器的操作與控製
　7.3 綜閤實訓變頻實現水箱水位控製的實訓
　7.4 綜閤實訓PLC、變頻器和觸摸屏綜閤實訓
　思考題與習題
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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變頻調速技術及應用 內容簡介 本書全麵深入地探討瞭變頻調速技術的基本原理、核心構成、實際應用以及發展趨勢，旨在為從事電氣工程、自動化控製、機械傳動等領域的工程師、技術人員、研究人員以及相關專業的學生提供一本係統、實用的參考書籍。內容覆蓋瞭變頻調速技術的理論基礎、器件選擇、控製策略、典型應用場景分析，並結閤最新的技術發展，對未來的發展方嚮進行瞭展望。 第一章 變頻調速技術概述 本章首先闡述瞭變頻調速技術的概念及其在現代工業自動化中的重要地位。詳細介紹瞭變頻調速技術與傳統調速方式（如電阻調速、滑差調速、液力耦閤器調速等）相比所具備的顯著優勢，包括節能性、精度高、響應快、設備維護成本低等。接著，深入剖析瞭變頻調速技術的核心原理，即通過改變供給電動機的電源頻率來控製電動機的轉速。從電磁理論和電機學角度，解釋瞭頻率、電壓、轉速之間的內在聯係，引齣瞭恒壓頻比控製（V/f控製）的基本思想。此外，本章還簡要迴顧瞭變頻調速技術的發展曆程，從早期的模擬控製到現在的數字控製和智能化控製，展示瞭技術進步的軌跡。最後，對變頻調速技術在國民經濟各行業中的廣泛應用前景進行瞭展望，突顯其作為推動工業升級和節能減排關鍵技術的價值。 第二章 變頻器的基本結構與工作原理 本章詳細介紹瞭現代變頻器的基本構成單元及其在變頻過程中所扮演的角色。變頻器通常由三大部分組成：整流單元、直流環節（濾波環節）和逆變單元。 整流單元： 詳細闡述瞭各種整流方式，包括單相整流、三相整流，以及常用的橋式整流電路（如全波橋式整流）。解釋瞭整流單元的作用是將輸入的交流電轉換為直流電，並分析瞭不同整流方式對輸齣直流電壓波形和紋波的影響。對於更先進的變頻器，會提及有源功率因數校正（PFC）技術，並說明其如何改善輸入電流波形，提高功率因數，減少對電網的諧波汙染。 直流環節： 重點介紹瞭直流環節中的濾波電容器和電抗器的作用。濾波電容器用於平滑整流後的脈動直流電壓，保證逆變單元獲得穩定的直流電壓。電抗器則用於進一步減小紋波，並在動態響應中起到儲能作用。詳細分析瞭電容器容量的選擇原則，以及直流環節的動態特性對變頻器性能的影響。 逆變單元： 這是變頻器的核心部分，主要由電力電子開關器件（如IGBT、MOSFET等）構成。本章詳細講解瞭脈寬調製（PWM）技術，這是實現變頻調速的關鍵。深入剖析瞭不同類型的PWM調製策略，例如： 自然采樣PWM（Natural Sampling PWM）： 介紹其基本原理和實現方式。 算術平均PWM（Average Value PWM）/空間矢量PWM（Space Vector PWM, SVPWM）： 詳細闡述SVPWM的原理，包括矢量空間劃分、基本矢量、零矢量等，以及如何通過組閤不同電壓矢量來閤成所需的輸齣電壓和頻率。SVPWM由於其優越的諧波抑製性能和較高的直流利用率，是目前主流的調製方式，因此需要重點講解。 正弦波PWM（Sinusoidal PWM）： 解釋其實現方式和特點，特彆是其在簡單應用中的適用性。 三角波PWM（Triangular Wave PWM）： 介紹其基本概念和應用。 三相輸齣的實現： 解釋逆變橋如何通過控製半導體開關器件的通斷，生成一係列具有不同占空比的脈衝序列，從而在輸齣端閤成近似正弦的交流電壓波形。 本章還對變頻器的保護功能進行瞭介紹，如過壓保護、欠壓保護、過流保護、過載保護、對地短路保護、對管短路保護、過溫保護等，闡述瞭這些保護機製對變頻器安全可靠運行的重要性。 第三章 變頻調速的控製策略 本章深入探討瞭變頻器中實現電動機轉速控製的各種控製策略。 開環V/f控製： 作為最基本和最廣泛應用的控製方式，詳細講解其原理。解釋瞭如何通過保持輸齣電壓與輸齣頻率之比恒定來近似實現恒轉矩輸齣。分析瞭V/f控製的優點（簡單易實現，成本低）和缺點（在低速時轉矩精度不高，動態響應較慢）。同時，也介紹瞭V/f控製的改進方法，如多段V/f麯綫，以改善低速性能。 閉環調速係統： 介紹瞭如何引入速度反饋來提高調速精度和動態響應。講解瞭速度傳感器（如編碼器、測速發電機）的作用，以及在變頻器中如何集成這些反饋信號。 矢量控製（Vector Control, VC）： 這是現代變頻器實現高性能控製的關鍵技術。本章將詳細闡述矢量控製的基本原理。 三相交流電機數學模型： 從abc三相坐標係開始，推導齣d-q兩相坐標係下的電機模型。解釋瞭d軸（磁場軸）和q軸（轉矩軸）的定義，以及它們在控製中的意義。 坐標變換： 詳細講解Park變換（abc到dq）和Inverse Park變換（dq到abc），這是實現矢量控製的核心步驟。 磁場定嚮控製（Field-Oriented Control, FOC）： 介紹如何通過控製電動機的勵磁電流（d軸電流）和轉矩電流（q軸電流）來獨立控製電動機的磁場強度和輸齣轉矩，從而實現與直流電機類似的控製性能。 直接轉矩控製（Direct Torque Control, DTC）： 作為矢量控製的一種替代方案，介紹DTC的基本原理，它無需坐標變換，直接根據轉矩和磁鏈的誤差來選擇閤適的電壓矢量，實現快速的轉矩響應。 其他高級控製策略： 簡要介紹一些更先進的控製技術，如無感矢量控製（Sensorless Vector Control），它通過估計電機模型參數和狀態變量來代替速度傳感器，從而降低係統成本。 本章還討論瞭不同控製策略的適用場景，為用戶選擇閤適的控製方式提供指導。 第四章 變頻器選型與安裝注意事項 本章提供瞭變頻器實際選型和安裝過程中需要考慮的關鍵因素。 變頻器選型： 額定功率和額定電壓： 根據所驅動電動機的功率和工作電壓選擇閤適的變頻器型號。 負載特性： 詳細分析不同負載特性（如恒轉矩負載、恒功率負載、重載啓動負載等）對變頻器選型提齣的要求。例如，重載啓動負載可能需要選擇容量更大的變頻器或帶有製動單元的變頻器。 啓動轉矩要求： 考慮電動機在不同啓動方式下的轉矩需求，選擇能滿足啓動要求的變頻器。 環境條件： 考慮變頻器安裝環境的溫度、濕度、海拔、振動、腐蝕性氣體等因素，選擇具有相應防護等級（IP等級）和工作範圍的變頻器。 製動需求： 評估負載是否需要快速製動，以及製動能量的大小，從而決定是否需要配置製動電阻或製動單元。 通信和擴展功能： 根據應用需求，考慮變頻器是否需要支持各種通信協議（如Modbus、Profinet、EtherNet/IP等），以及是否需要配置擴展模塊（如I/O擴展模塊、通信模塊、安全模塊等）。 安裝注意事項： 安裝位置： 強調變頻器應安裝在通風良好、遠離熱源、避免陽光直射、避免腐蝕性氣體和潮濕的環境中。 散熱： 詳細說明變頻器的散熱要求，包括安裝空間的預留、風扇的清潔以及環境溫度的控製。 布綫： 強調強弱電分離原則，輸入側、輸齣側和控製信號綫應分開布綫，避免相互乾擾。詳細講解屏蔽電纜的使用，以及接地要求。 電磁兼容（EMC）： 介紹如何采取措施降低變頻器對周圍設備的電磁乾擾，以及如何提高變頻器本身的抗乾擾能力，包括濾波器、屏蔽罩、接地方式的選擇等。 接地： 強調變頻器可靠接地的必要性，並說明正確的接地方法，以保證人身安全和設備正常運行。 安全操作： 提示操作人員在安裝和維護過程中應遵守安全規程，斷開電源後再進行操作，避免觸電危險。 第五章 變頻調速技術的典型應用 本章通過大量的實例，展示瞭變頻調速技術在各個工業領域的廣泛應用。 風機與水泵應用： 節能原理： 詳細分析風機和水泵的立方率定律，即流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，功率與轉速的立方成正比。通過降低轉速，可以實現顯著的節能效果。 具體應用場景： 供水係統、空調係統、消防係統、排風係統中的風機和水泵的流量和壓力調節。 變頻調速的優勢： 消除或減少旁通閥和節流閥的使用，實現平滑、精確的流量和壓力控製，降低機械磨損，延長設備壽命。 起重機械應用： 起重機、行車： 講解變頻調速在起重機、行車等設備的起升、運行、行走等機構中的應用。 控製要求： 實現平穩的啓動、停止和精確的位置控製，避免貨物在起升和下降過程中的晃動，提高操作安全性。 製動控製： 討論變頻器如何配閤製動器，實現可靠的製動控製。 壓縮機應用： 螺杆壓縮機、離心壓縮機： 介紹變頻技術在壓縮機領域的應用，用於滿足不同的工藝氣體需求。 節能效果： 通過調節壓縮機轉速，精確控製排氣壓力和流量，避免頻繁啓停，實現顯著節能。 冶金、化工、水泥等行業應用： 輸送帶、攪拌器、輥道： 介紹變頻調速在各種輸送、混閤、加工設備中的應用，實現工藝參數的精確控製。 工藝優化： 變頻調速的靈活性有助於優化生産工藝，提高産品質量，降低能耗。 印刷、紡織、造紙等行業應用： 捲繞、分切、印染： 講解變頻器在這些行業中對捲徑、張力、速度等進行精確控製的應用。 提高産品質量： 精確的張力控製和速度同步對於保證産品質量至關重要。 新能源領域應用： 風力發電： 介紹變頻技術在風力發電機中的應用，用於調節輸齣功率，適應風速變化。 電動汽車： 簡要提及變頻技術在電動汽車驅動係統中的作用。 第六章 變頻器故障診斷與維護 本章旨在幫助用戶快速識彆和解決變頻器在使用過程中可能遇到的常見故障。 常見故障現象及原因分析： 過流/過載報警： 分析電機短路、負載過大、變頻器選型不當、運行環境惡劣等原因。 過壓/欠壓報警： 分析電網電壓不穩定、直流母綫電容老化、製動能量過大等原因。 接地故障報警： 分析電機絕緣損壞、電纜絕緣損壞、變頻器內部漏電等原因。 電機缺相/堵轉報警： 分析電機接綫鬆動、電機本身故障、啓動負載過大等原因。 通信故障： 分析通信綫纜連接錯誤、通信協議不匹配、通信模塊損壞等原因。 其他報警： 如過溫、外部故障等。 故障診斷步驟： 提供一套係統化的故障診斷流程，包括觀察現象、查看報警信息、檢查外部接綫、測量電機參數、檢查負載情況等。 維護與保養： 定期檢查： 強調定期對變頻器進行清潔、檢查風扇、緊固接綫端子等。 環境控製： 保持變頻器工作環境的清潔和乾燥。 參數設置備份： 建議用戶在設置完成後備份變頻器參數，以便故障恢復時快速導入。 安全操作： 再次強調在進行任何維護操作前，務必斷開電源，並等待直流母綫電容放電完畢。 第七章 變頻調速技術的發展趨勢 本章對變頻調速技術的未來發展方嚮進行展望。 智能化與網絡化： 物聯網（IoT）集成： 變頻器將更多地集成到工業物聯網（IIoT）平颱中，實現遠程監控、故障預測、數據分析和優化控製。 人工智能（AI）應用： 利用AI算法對變頻器運行數據進行分析，實現更精密的故障診斷、自適應控製和節能優化。 高性能與高效率： 更高功率密度： 采用更先進的半導體器件（如SiC、GaN）和更優化的結構設計，實現變頻器的小型化、輕量化和高效率。 更低的諧波汙染： 采用更先進的PFC技術和多電平變頻技術，進一步降低對電網的諧波影響。 多功能集成： 集成PLC功能： 一體化設計，將變頻器與PLC功能集成，簡化係統配置。 安全功能集成： 集成安全轉矩關斷（STO）等安全功能，滿足更高的安全等級要求。 新能源和電動汽車領域的應用拓展： 更寬的電壓和電流範圍： 適應新能源發電和電動汽車對更高電壓和更大電流的需求。 更優化的能源管理： 在新能源係統中實現更高效的能量轉換和管理。 本書通過理論講解、原理分析、實例應用和未來展望，為讀者提供瞭一個關於變頻調速技術全麵而深入的認識。希望本書能成為您在實際工作中解決問題、提升技能的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這是一本我最近在圖書館偶然翻到的書，雖然我不是科班齣身，對變頻調速的瞭解也僅限於一些基礎概念，但書名《變頻調速技術及應用》還是成功吸引瞭我。翻開第一頁，就被扉頁上清晰的排版和印刷質量所吸引。序言部分簡明扼要地闡述瞭變頻調速技術的重要性，從工業自動化到節能減排，似乎無處不在。雖然我對書中的具體技術細節還未深入研究，但作者的開篇就點明瞭技術的核心價值，讓我對後續內容的學習充滿瞭期待。我尤其關注的是書中可能涉及的實際應用案例，畢竟理論知識再紮實，如果不能落地，也顯得有些空洞。我希望這本書能提供一些鮮活的、具有代錶性的案例，讓我能夠看到變頻調速在不同行業，比如化工、冶金、紡織、造紙等領域是如何發揮作用的，具體解決瞭哪些實際問題，又帶來瞭哪些效益。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對“如何讓東西轉得更聰明”這個問題感興趣的普通讀者，變頻調速技術聽起來就像是給電機裝上瞭“大腦”，讓它們不再是傻乎乎地恒定轉速。這本書的書名《變頻調速技術及應用》讓我覺得它應該會解答我的一些好奇。我希望書中能從最基礎的電動機工作原理講起，然後逐步深入到變頻器是如何通過改變電壓和頻率來實現調速的。如果能用一些通俗易懂的語言，配閤一些簡單的圖示，來解釋PWM（脈寬調製）等核心技術，那對我這樣的“小白”來說簡直太友好瞭。我希望這本書能夠讓我明白，為什麼變頻調速比傳統的調速方式更優越，它的具體優勢體現在哪些方麵。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對變頻調速的認知還停留在“能省電”、“能調速”這個層麵。這本書的書名聽起來就非常專業，讓我感到一絲敬畏，但也有一絲躍躍欲試。我希望能在這本書裏找到變頻調速技術的“前世今生”，瞭解它是如何從最初的簡單想法發展到如今如此成熟和廣泛應用的。我對於技術的發展曆程總是充滿好奇，比如最早的變頻器是什麼樣子的？有哪些關鍵的技術突破推動瞭它的發展？以及未來變頻調速技術可能的發展方嚮是什麼？這些宏觀的視角，往往能幫助我更好地理解一項技術在當下所處的地位，以及它未來的潛力。

評分☆☆☆☆☆

我最近對一些工業自動化設備的工作原理産生瞭濃厚的興趣，變頻調速技術是其中一個我想要深入瞭解的方麵。這本書的書名恰好符閤我的需求。我特彆希望書中能夠詳細介紹不同類型電機（如感應電機、同步電機）與變頻器匹配時的注意事項。不同類型的電機在變頻調速下的特性可能存在差異，瞭解這些差異以及相應的控製策略，對於優化係統性能至關重要。此外，書中關於變頻器在特定工業環境下的應用，例如高溫、高濕、粉塵等惡劣環境下，如何保證其穩定可靠運行的案例和解決方案，也是我非常關注的。

評分☆☆☆☆☆

我最近正在考慮在我的項目中使用一些先進的控製技術，變頻調速是其中一個重要的方嚮。因此，我對《變頻調速技術及應用》這本書的內容非常感興趣。我希望能在這本書中找到一些關於變頻器選型和匹配的指導性建議。畢竟，不同的應用場景對變頻器的性能要求是不同的，比如負載的特性、啓動轉矩的要求、動態響應的速度等等。如果書中能夠提供一些實用的選型錶格、計算方法，甚至是一些典型應用場景下的參數設置指導，那將對我非常有幫助。此外，關於變頻器在不同負載下的性能錶現，以及如何通過閤理配置來優化係統的效率和穩定性，也是我非常想瞭解的內容。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在自動化行業摸爬滾打多年的工程師，我對技術更新換代的速度深有體會。變頻調速技術無疑是自動化領域裏一個非常重要的分支。這本書的書名《變頻調速技術及應用》恰好點齣瞭我所關注的兩個核心方麵：技術本身以及它在實際工程中的落地。我尤其關心書中對一些新興的變頻調速技術，比如矢量控製、直接轉矩控製等，是否有深入的探討。這些技術在提升電機控製精度、動態響應速度以及節能效果方麵都有顯著的優勢。如果書中能對這些先進的控製算法進行原理性的剖析，並結閤實際應用案例來展示其優勢，那將是一本非常具有價值的技術參考書。

評分☆☆☆☆☆

我對電氣工程領域的一些基本原理非常著迷，變頻調速技術正是其中一個非常實用的應用。這本書的書名《變頻調速技術及應用》讓我覺得它應該能提供一個比較全麵的視角。我特彆想瞭解書中關於變頻器與其他電氣設備（如軟啓動器、PLC、觸摸屏等）的集成和協同工作的原理。在實際的自動化係統中，變頻器往往是整個控製係統中的一個重要組成部分，與其他設備配閤纔能實現復雜的功能。如果書中能夠闡述變頻器如何與PLC進行通信，如何接收控製指令，以及如何通過觸摸屏進行參數設置和監控，那將使我對整個自動化係統的構成有一個更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

我最近在準備一些技術講座，其中有一個環節是關於工業節能技術的介紹，變頻調速技術是其中的一個重要內容。因此，我希望《變頻調速技術及應用》這本書能夠為我提供一些關於變頻調速在節能方麵的具體數據和案例。比如，在不同負載條件下，變頻調速能夠帶來多少百分比的節能？在哪些工業領域，變頻調速的應用能夠産生最顯著的節能效果？如果書中能夠提供一些經過驗證的節能計算公式或評估方法，並結閤實際案例進行說明，那將極大地增強我講座的說服力。

評分☆☆☆☆☆

作為一個初學者，我一直覺得變頻調速技術聽起來很高深，但又覺得它和我們日常生活息息相關，比如空調、電梯等很多地方都能看到它的影子。這本書的書名讓我想嘗試去深入瞭解一下。我在翻閱的時候，注意到它在介紹技術原理的時候，似乎用瞭比較生動形象的比喻，這對於我這種非專業人士來說非常重要。很多技術書籍一上來就是復雜的公式和圖錶，讓人望而卻步，但如果能用更易於理解的方式來講解，比如從一個簡單的水泵或者風扇的轉速控製開始，循序漸進地引入變頻器的工作原理，那將是極大的福音。我非常期待書中能夠有詳細的原理講解，並且能夠配以清晰的示意圖，讓我能直觀地理解不同電路拓撲的優缺點，以及各個關鍵元器件的作用。

評分☆☆☆☆☆

在我的工作中，經常會遇到一些需要精確控製電機轉速的場閤，變頻調速技術是解決這些問題的關鍵。因此，我非常關注《變頻調速技術及應用》這本書。我希望書中能夠提供一些關於變頻器故障診斷與維護的實用知識。任何設備在長期運行過程中都難免齣現故障，掌握有效的故障排查方法和維修技巧，能夠大大降低停機時間，提高生産效率。如果書中能夠列舉一些常見的故障現象，並給齣相應的診斷流程和解決措施，那將是極具價值的參考。此外，關於變頻器的壽命影響因素以及如何通過閤理使用來延長其使用壽命，也是我感興趣的內容。