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第1章　绪论1

1.1　通用变频器的发展过程1

1.1.1　通用变频器的应用范围不断扩大2

1.1.2　通用变频器使用的功率器件不断更新换代2

1.1.3　控制方式不断发展3

1.1.4　PWM控制技术进一步发展3

1.2　变频器的发展趋势4

1.2.1　高水平的控制5

1.2.2　主电路逐步向集成化、高频化和高效率发展5

1.2.3　控制量由模拟量向数字量发展5

1.2.4 向多功能化和高性能化发展6

1.2.5　向大容量和高压化发展7

1.3　变频器的应用7

1.3.1　变频器在节能方面的应用7

1.3.2　变频器在自动化系统中的应用7

1.3.3　变频器在提高工艺水平和产品质量方面的应用8

本章小结8

思考与练习8

第2章 电力电子器件10

2.1 电力二极管10

2.1.1　结构与伏安特性10

2.1.2　主要参数11

2.1.3 电力二极管的参数选择及使用注意事项12

2.2 晶闸管13

2.2.1 晶闸管的外形和图形符号13

2.2.2 晶闸管的工作原理13

2.2.3 晶闸管的阳极伏安特性14

2.2.4　晶闸管的参数15

2.2.5 晶闸管的门极伏安特性及主要参数16

2.3 门极可关断晶闸管17

2.3.1 GTO晶闸管的结构17

2.3.2 GTO晶闸管的工作原理17

2.3.3 GTO晶闸管的特性18

2.3.4　GTO晶闸管的主要参数19

2.4　电力晶体管20

2.4.1 GTR的结构20

2.4.2　GTR的主要参数21

2.4.3　二次击穿现象21

2.4.4 GTR的驱动电路模块22

2.5 电力场效应晶体管22

2.5.1 电力场效应管的结构与工作原理23

2.5.2 电力MOSFET的特性24

2.5.3 电力MOSFET的主要参数25

2.6　绝缘栅双极型晶体管26

2.6.1 IGBT的结构与基本工作原理26

2.6.2　IGBT的基本特性27

2.6.3　IGBT的主要参数29

2.6.4 IGBT的驱动电路30

2.7　集成门极换流晶闸管30

2.7.1 IGCT的结构30

2.7.2　IGCT的特点31

2.8　MOS控制晶闸管32

2.8.1　MCT的结构与工作原理32

2.8.2　MCT的主要参数33

2.9　静电感应晶体管33

2.9.1 SIT的基本结构和工作原理33

2.9.2　SIT的特性34

2.9.3　SIT的极限参数34

2.10　智能功率模块35

本章小结36

思考与练习36

第3章　变频技术37

3.1 整流电路37

3.1.1　不可控整流电路38

3.1.2　可控整流电路39

3.2 中间电路46

3.3　逆变电路48

3.3.1　逆变电路的工作原理48

3.3.2 电压型和电流型逆变电路49

3.3.3 单相半桥逆变电路50

3.3.4　单相全桥逆变电路51

3.3.5　三相桥式逆变电路52

3.4　SPWM控制技术55

3.4.1　SPWM控制的基本原理55

3.4.2　PWM逆变电路的控制方式57

本章小结61

思考与练习61

第4章 电机与电力拖动62

4.1　异步电动机62

4.1.1　异步电动机的工作原理62

4.1.2　异步电动机的铭牌参数63

4.1.3 电动机的工作制65

4.1.4　变频有效输出值65

4.1.5　电动机容量的选择66

4.1.6　异步电动机的等效电路及其平衡方程式66

4.1.7　异步电动机的功率及转矩68

4.2　异步电动机的机械特性与运行69

4.2.1 异步电动机的机械特性69

4.2.2　异步电动机的运行70

4.2.3　异步电动机的调速72

4.3　负载的机械特性73

4.3.1　恒转矩负载74

4.3.2　恒功率负载75

4.3.3 二次方律负载76

4.4　拖动系统与传动机构77

4.4.1 拖动系统77

4.4.2　传动机构的作用及系统参数78

本章小结79

思考与练习79

第5章　变频器的控制方式81

5.1　变频器的基本类型81

5.1.1　按主电路工作方式分类81

5.1.2　按开关方式分类82

5.1.3　按工作原理分类84

5.1.4　按用途分类85

5.2　变频器的控制方式87

5.2.1　U/f控制87

5.2.2　转差频率控制89

5.2.3　矢量控制通用变频器90

5.2.4　直接转矩控制98

5.3　高压变频器104

5.3.1　主电路的拓扑结构105

5.3.2　控制方式109

5.3.3　高压变频器对电网与电动机的影响110

本章小结111

思考与练习111

第6章 变频器参数与选择112

6.1　变频器的原理框图与接线端子112

6.1.1　变频器的外形与结构112

6.1.2　变频器的原理框图113

6.1.3　变频器与外部连接的端子114

6.2　变频器的操作与运行115

6.2.1 面板配置（FR-PZ02-02）及键盘简介115

6.2.2　功能结构及预置流程116

6.2.3　运行操作121

6.3　功能及参数125

6.3.1　频率的给定功能125

6.3.2　频率控制功能128

6.3.3　启动、升速、降速、制动功能129

6.3.4　PID调节功能132

6.3.5　保护功能136

6.3.6　变频器控制方式137

6.4　负载和操作模式、电机选择138

6.4.1　适用负载选择138

6.4.2　操作模式选择138

6.4.3　使用电机选择139

6.5　变频器的选择139

6.5.1　风机、泵类负载变频器的选择139

6.5.2　机械传动系统变频器的选择141

6.5.3　变频器容量计算143

6.6　变频调速系统的主电路及电器选择144

6.6.1 变频调速系统主电路的结构144

6.6.2　断路器145

6.6.3　接触器145

6.6.4　输入交流电抗器146

6.6.5　无线电噪声滤波器147

6.6.6　制动电阻及制动单元148

6.6.7　直流电抗器149

6.6.8　输出交流电抗器149

6.7　变频器系统的控制电路149

6.7.1　变频器控制电路的主要组成149

6.7.2　正转控制电路150

6.7.3　正、反转控制151

6.7.4　升速与降速控制152

6.7.5　变频与工频切换的控制电路154

6.8　变频器与PLC的链接155

6.9　变频器与PC的通信157

本章小结160

思考与练习160

第7章　变频器的安装与维护161

7.1　变频器的安装161

7.1.1　主电路控制开关及导线线径选择161

7.1.2　变频器的安装环境162

7.1.3 安装方向和空间163

7.1.4　变频器在多粉尘现场的安装163

7.1.5　安装布线164

7.2　变频器的抗干扰及抑制166

7.2.1　对变频器的干扰166

7.2.2　变频器产生的干扰167

7.2.3　抑制变频器干扰的措施167

7.3　变频调速系统的调试170

7.3.1　通电前的检查170

7.3.2　通电检查171

7.3.3 空载试验171

7.3.4　带负载测试172

7.4　变频器的维护、保养与故障处理173

7.4.1 维护和检查时的注意事项173

7.4.2　变频器的日常巡视173

7.4.3　变频器的定期维护与保养174

7.4.4　变频器的常见故障及处理175

本章小结177

思考与练习178

第8章　变频器综合应用179

8.1　变频器在恒压供水中的应用179

8.1.1　恒压供水技术179

8.1.2　节能原理179

8.1.3　系统结构181

8.1.4　工作原理182

8.1.5　PLC控制系统182

8.1.6　注意事项183

8.2　变频器在家用空调中的应用184

8.2.1　家用空调概述184

8.2.2　变频器解决方案184

8.3 中央空调的变频调速185

8.3.1 中央空调的构成185

8.3.2　循环水系统的特点187

8.3.3 冷却水系统的变频调速188

8.3.4　冷冻水系统的变频调速190

8.4　变频器在电梯中的应用192

8.4.1 电梯概述192

8.4.2　616G5变频器调速系统192

8.4.3　变频器功率及制动电阻的选择193

8.4.4　电梯用变频器的主要功能194

8.4.5　变频器的噪声抑制194

8.4.6　常见问题194

8.5　变频器在叠压供水中的应用195

8.5.1 国内、外供水现状195

8.5.2　叠压供水系统组成及原理196

8.5.3　系统的软件设计197

8.5.4　节能分析198

8.6　PLC与变频器连接实现多挡转速控制198

8.6.1　用旋转开关控制198

8.6.2　用PLC控制多段速运行199

8.7　刨台运动的变频调速改造203

8.7.1 变频调速系统及设计要点203

8.7.2　刨台往复运动的控制204

8.8　空气压缩机的变频调速及应用208

8.8.1 空气压缩机变频调速机理208

8.8.2　空气压缩机加、卸载供气控制方式存在的问题208

8.8.3　空气压缩机变频调速的设计209

8.8.4　空气压缩机变频调速的安装调试213

8.8.5 空气压缩机变频调速后的效益214

本章小结215

思考与练习215

第9章　项目实训216

项目1　正转连续控制电路216

项目2　正、反转控制电路225

项目3　外接两地控制电路230

项目4　变频与工频切换的控制电路237

项目5　PID控制电路240

项目6　多段速控制电路247

项目7　1控X切换电路254

项目8　输入端子操作控制261

项目9　模拟信号操作控制265

项目10　多段速频率控制269

项目11 PLC联机延时控制操作275

项目12　PLC联机多段速频率控制281

附录A286

附录B290

附录C301

参考文献310