变频器技术及应用

第1章概论

1.1变频技术的一般概念

1.2变频技术的基本类型

1.3变频技术的发展

1.4变频器的发展趋势

1.5变频器的功能与应用

1.6我国变频器应用概况

1.7学习本课程的要求及方法

习题1

第2章常用电力半导体器件

2.1晶闸管(SCR)

2.1.1晶闸管的结构

2.1.2晶闸管的工作原理

2.1.3晶闸管的主要参数

2.2功率晶体管(GTR)

2.2.1功率晶体管的结构

2.2.2功率晶体管的主要参数

2.2.3功率晶体管的驱动电路

2.3功率场效晶体管(MOSFET)

2.3.1功率场效晶体管的结构特点

2.3.2功率场效晶体管的主要参数

2.3.3使用功率场效晶体管的注意事项

2.4绝缘栅双极晶体管(IGBT)

2.4.1绝缘栅双极晶体管的基本结构

2.4.2绝缘栅双极晶体管的主要参数

2.4.3绝缘栅双极晶体管的驱动

2.5智能功率模块(IPM)

2.5.1智能功率模块结构特点

2.5.2智能功率模块的功能

习题2

第3章变频器的原理、结构及控制方式

3.1PwM变频调速控制技术

3.1.1PWM原理

3.1.2SPWM调制技术

3.2变频器的组成

3.2.1交一交变频器

3.2.2交一直一交变频器的组成

3.3变频器主电路

3.3.1交一直变换环节

3.3.2中间直流环节

3.3.3直一交变换环节

3.4变频器的控制电路

3.4.1控制电路的组成及端子

3.4.2控制电路的作用

3.5变频调速原理及V／F控制方式

3.1.1变频调速基本原理

3.5.2V／F控制方式

3.5.3变频调速的机械特性

3.5.4电动机实际转速控制

3.6矢量控制方式(VC)

3.6.1直流电动机调速特征

3.6.2交流电动机调速特征

3.6.3矢量控制方式基本思想

3.6.4矢量控制方式原理

3.6.5矢量控制中的反馈

3.7直接转矩控制方式

3.8中、高压变频器简介

3.8.1中、高压变频器的特点

3.8.2中、高压变频器存在的问题

3.8.3中、高压变频器应用场合

本章实训

实训项目变频器的结构

习题3

第4章变频器的功能选择与参数设定

4.1三菱FRA540系列变频器简介

4.1.1三菱FRA540系列变频器的特点

4.1.2三菱FRA-540系列变频器的规格型号

4.2三菱FRA540系列变频器的接线原理

4.2.1主回路接线端子及外接选件端子

4.2.2控制回路接线端子

4.3变频器的操作模式

4.3.1面板(PU)操作模式

4.3.2外部操作模式

4.3.3组合操作模式

4.3.4计算机通信模式

4.4变频器常用控制功能与参数设定

4.4.1功能与参数设置

4.4.2频率给定功能

4.4.3变频器特定频率的功能和意义

4.4.4起动控制功能

4.4.5制动控制功能

4.4.6工频与变频的切换功能

4.4.7瞬时停电再起动功能

4.4.8多挡转速控制功能

4.4.9程序控制功能

4.4.10PID调节功能

4.4.11控制方式的选择功能

4.4.12保护控制功能

4.4.13适用负载选择功能

本章实训

实训项目1使用变频器的接线端子

实训项目2变频器面板操作

实训项目3升降速控制操作

实训项目4PID参数的整定方法

变频器使用要点

习题4

第5章变频器的选择、安装与维护

5.1拖动系统的组成

5.1.1拖动系统组成与参数

5.1.2异步电动机的机械特性

5.2负载的机械特性

5.2.1恒转矩负载

5.2.2恒功率负载

5.2.3二次方律负载

5.3拖动系统的运行状态

5.3.1拖动系统的工作点

5.3.2拖动系统动态过程分析

5.3.3拖动系统的传动机构

5.4变频调速系统主电路及外接电器的选择

5.4.1变频调速系统主电路

5.4.2自动空气开关

5.4.3输入侧交流接触器

5.4.4输出侧交流接触器

5.4.5保护电器

5.4.6交流电抗器

5.4.7直流电抗器

5.4.8直流制动电阻与制动单元

5.5变频调速系统控制电路

5.5.1正转控制电路

5.5.2正、反转控制电路

5.6变频器与PLC的连接

5.6.1开关指令信号输入

5.6.2数值型信号输入

5.6.3PLC与变频器的匹配

5.7变频器的选择

5.7.1变频器的分类

5.7.2变频器额定值

5.7.3变频器连续运行时所需容量的计算

5.7.4频繁升、降速运行时变频器容量的选择

5.7.5电动机直接起动变频器容量计算

5.7.6不同负载变频器的选择

5.8变频器的安装

5.8.1变频器安装对周围环境的要求

5.8.2变频器的安装工艺

5.8.3变频器使用注意事项

5.9变频器的抗干扰

5.9.1变频器干扰的来源

5.9.2干扰信号的传播方式

5.9.3变频调速系统抗干扰对策

5.10变频调速系统调试方法

5.10.1试车前的工作

5.10.2系统空载试验

5.10.3系统的带载试验

5.11变频调速系统的维护与维修

5.11.1系统的维护和检查

5.11.2变频器常见故障

本章实训

实训项目1主电路接线

实训项目2控制电路接线

实训项目3通电试车

变频器使用要点

习题5

第6章变频器在调速系统中的应用

6.1变频技术应用综述

6.2变频器在风机控制中的应用

6.2.1风机负载的机械特性

6.2.2变频器的设置

6.2.3风机变频调速系统电路组成

6.2.4节能效益分析

6.3变频器在恒压供水系统中的应用

6.3.1供水系统的主要参数

6.3.2供水系统的特性

6.3.3供水系统流量的调节方法

6.3.4恒压供水的控制目标

6.3.5恒压供水变频调速系统控制原理

6.3.6变频器选型及功能设置

6.3.7恒压供水变频调速系统实例分析

6.4变频器在中央空调控制系统中的应用

6.4.1中央空调系统构成

6.4.2冷却水系统变频调速控制

6.4.3冷冻水系统变频调速控制

6.4.4中央空调变频调速的节能作用

6.5变频器在起重设备中的应用

6.5.1变频调速起重设备系统的特点

6.5.2起升机构拖动系统的技术要求

6.5.3变频器在起重设备中的应用实例分析

6.6变频器在电梯控制中的应用

6.6.1电梯传动系统组成

6.6.2变频调速电梯实例分析

6.6.3自动扶梯技术改造简介

6.7变频器在啤酒灌装生产线上的应用

6.7.1系统的组成

6.7.2电气控制原理

6.7.3变频器的选择及参数设置

6.8变频器在龙门刨床上的应用

6.8.1龙门刨床的机械运动

6.8.2龙门刨床变频调速系统的组成

6.8.3刨台变频调速系统工作原理

6.9变频技术在家用电器上的应用

6.9.1家用变频空调

6.9.2变频洗衣机

6.9.3变频冰箱

6.9.4变频微波炉

本章实训

实训项目PLC与变频器连接实现多段速控制

习题6

附录1森兰SB61系列变频器

附录2安川G7系列变频器

主要参考文献