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1.1　直流电动机及其拖动系统的基础知识回顾 1

1.1.1　直流电动机的工作原理 1

第1章　变频调速技术概述 1

1.1.2　直流电动机的励磁方式 2

1.1.3　直流电动机的机械特性 3

1.1.4　直流电动机的调速 4

1.2　三相交流异步电动机及其拖动系统的基础知识回顾 5

1.2.1　三相异步电动机的基本结构 5

1.2.2　三相异步电动机的工作原理 7

1.2.4　三相异步电动机的运行特点 10

1.2.3　旋转磁场的极数 10

1.2.5　三相异步电动机的调速 11

1.2.6　三相异步电动机的机械特性 12

1.2.7　异步电动机负载的机械特性 13

1.2.8　异步电动机拖动系统运行状况的分析 15

1.2.9　异步电动机拖动反抗性恒转矩负载系统的制动 16

1.2.10　异步电动机拖动位能性恒转矩负载系统的制动 18

1.3.3　交流电动机的变频器种类 20

1.3.2　交流电动机的变频调速技术的主要发展过程 20

1.3.1　什么是交流电动机的变频调速技术 20

1.3　交流电动机的变频调速技术概述 20

思考题与习题 24

第2章　常用电力电子器件原理及选择 25

2.1　晶闸管的结构原理及测试 25

2.1.1　普通晶闸管的结构 25

2.1.2　晶闸管的工作原理 25

2.1.3　晶闸管管脚极性的判断和测试 27

2.2.1　功率晶体管的结构及工作特点 28

2.2　功率晶体管 28

2.1.4　门极可关断晶闸管 28

2.2.2　功率晶体管的主要参数 29

2.2.3　功率晶体管的选择方法 31

2.2.4　常用功率晶体管的驱动电路模块 31

2.3　功率场效应晶体管的结构、工作特点及测试 31

2.3.1　功率场效应晶体管的结构 31

2.3.2　功率场效应晶体管的工作特点 32

2.3.3　功率场效应晶体管的测试 32

2.4.1　绝缘栅双极晶体管的结构 33

2.4.2　绝缘栅双极晶体管的工作特点 33

2.4　绝缘栅双极晶体管的结构与工作特点 33

2.5　集成门极换流晶闸管的结构与工作特点 34

2.5.1　集成门极换流晶闸管的结构 34

2.5.2　集成门极换流晶闸管的工作特点 34

2.6　MOS控制晶闸管的结构与工作特点 35

2.6.1　MOS控制晶闸管的结构 35

2.6.2　MOS控制晶闸管的工作特点 35

2.7　电力半导体器件的应用特点 35

2.8　智能电力模块的结构与工作特点 36

思考题与习题 38

第3章　变频调速原理 39

3.1　变频调速的基本原理 39

3.1.1　变频调速系统的控制方式 39

3.1.2　PWM控制技术 41

3.2　通用变频器简介 45

3.2.1　通用变频器基本结构 45

3.2.2　变频器的主电路 47

3.3　V/f控制型通用变频器 49

3.3.1　普通控制型V/f通用变频器 49

3.3.2　具有恒定磁通功能的V/f通用变频器 53

3.3.3　转速闭环控制的转差频率控制系统 54

3.4　矢量控制系统通用变频器 55

3.4.1　矢量控制的基本思路 55

3.4.2　矢量控制通用变频器举例 57

3.5　直接转矩控制 57

3.5.1　PWM逆变器输出电压的矢量表示 57

3.5.2　磁通轨迹控制 58

3.5.3　直接转矩控制系统的实际结构 60

3.6　高压变频器主电路结构及其控制特点 61

3.7.1　变频调速技术的发展过程 62

3.7　我国变频调速技术的发展状况 62

3.7.2 目前国内主要的产品状况 63

3.8　变频技术的发展方向 64

思考题与习题 65

第4章　变频器的选择 66

4.1　变频器的额定值和性能指标 66

4.2　变频器的选择 68

4.2.1　变频器类型的选择 69

4.2.2　变频器容量的选择 69

4.5　变频器的外围设备及其选择 76

4.3　电网与变频器的切换 76

4.4　瞬时停电再启动 76

4.5.1　常规配件的选择 77

4.5.2　专用配件的选择 78

思考题与习题 82

第5章　变频调速拖动系统的构建 84

5.1　变频调速拖动系统的组成 84

5.2　构建变频调速拖动系统的基本要求 84

5.2.1　在机械特性方面的要求 84

5.3.1　有效转矩线的概念 86

5.2.2　在运行可靠性方面的要求 86

5.3　变频调速时电动机的有效转矩线 86

5.3.2　fx≤fN时的有效转矩线 87

5.3.3　fx＞fN时的有效转矩线 87

5.4　恒转矩负载变频调速系统的构建 88

5.4.1　工作频率范围的选择 88

5.4.2　调速范围与传动比 89

5.4.3　电动机和变频器的选择 91

5.5.1　恒功率负载系统构建的主要问题 93

5.5　恒功率负载变频系统的构建 93

5.5.2　电动机和变频器的选择 96

5.6　平方律负载变频调速系统的构建 96

5.6.1　平方律负载系统构建的主要问题 96

5.6.2　平方律负载系统电动机与变频器的选择 97

5.7　直线律负载变频系统的构建 98

5.7.1　直线律负载及其特性 98

5.8.2　对混合特殊性负载变频器的选择 99

5.8.1　混合特殊性负载及其特性 99

5.8　对混合特殊性负载变频器的选择 99

5.7.2　直线律负载系统变频器的选择 99

思考题与习题 100

第6章　变频技术应用概述 101

6.1　变频技术的应用 101

6.2　起升机构的变频调速 103

6.2.1　起升机构的特点 103

6.2.2　起升机构对拖动系统的要求 105

6.2.3　起升机构的变频调速改造 106

6.3　箱式电梯设备的变频调速 109

6.3.1　箱式电梯与起升机构的异同 109

6.3.2　箱式电梯的变频调速 110

6.4　水泵、风机的变频调速 114

6.4.1　水泵变频调速节能原理 115

6.4.2　恒压供水变频调速系统的构成与工作过程 117

6.4.3　恒压供水系统的应用实例 119

6.5 中央空调的变频调速 120

6.5.1　中央空调的构成 120

6.5.2　对中央空调变频调速系统的基本考虑 121

6.5.3　对中央空调变频调速系统的另一考虑 123

6.6　机床的变频调速改造 125

6.6.2　变频器的频率给定 126

6.6.1　变频器的选择 126

6.6.3　变频调速系统的控制电路 128

思考题与习题 129

第7章　变频器的安装、维护与调试 130

7.1　三菱FR-E500系列变频器 130

7.1.1　变频器的外形与结构 130

7.1.2　功能结构 133

7.1.3　功能预置的几个问题 134

7.2.1　变频器的安装 145

7.2　变频器的安装、维护与调试常识 145

7.2.2　变频器的调试 146

7.2.3　变频器的保养和维护 149

7.2.4　变频器故障诊断 152

7.2.5　电磁干扰和射频干扰 156

思考题与习题 156

第8章　变频器操作实验 159

实验一　变频器结构认识与接线 159

实验二　变频器的基本操作 169

实验三　变频器的PU模式操作 175

实验四　变频器的外部操作 180

实验五　变频器的组合操作 183

实验六　变频器的频率跳变 188

实验七　变频器的多段速运行 190

实验八　变频器的程序运行 194

实验九　变频器与PLC的综合应用 201

附录　三菱FR-A500变频调速器常用参数表 206

思考题与习题解答 209

参考文献 239