內容簡介
《變頻器應用與維修實戰精講》從工程實踐角度齣發,從基礎知識、應用實戰、維修原理、維修實戰幾部分,全麵、係統地講解瞭變頻器的應用與維修知識。本書共分為8章,第1章講解瞭變頻器的基礎知識;第2~4章講解瞭變頻器的工程應用及變頻調速係統的設計,其中講解瞭多種變頻器的應用實例;第5~7章講解瞭變頻器的電路原理及維修知識;第8章講解瞭典型變頻器維修實例及故障代碼。
目錄
前言
基 礎 知 識 篇
第1章初識變頻器2
1��1變頻調速技術2
1��1��1電動機2
1��1��2交流電動機的調速3
1��1��3交流電動機的調速方式10
1��1��4變頻調速13
1��1��5PWM技術15
1��2變頻器的基本工作原理35
1��2��1變頻器的基本工作原理35
1��2��2變頻器的電路結構及工作原理35
1��3變頻器的分類37
1��3��1按照主電路結構進行分類37
1��3��2按照主電路工作方式進行分類38
1��3��3按照控製方式分類38
1��3��4按照逆變器的工作方式分類39
1��3��5按照用途分類40
1��4變頻器的應用41
1��4��1在節能方麵的應用41
1��4��2在工業自動化方麵的應用42
1��4��3在其他方麵的應用42
應 用 實 戰 篇
第2章變頻器的應用44
2��1變頻器應用基礎44
2��1��1麵闆功能44
2��1��2外部接口功能44
2��1��3變頻器的常用參數及設定46
2��1��4變頻器的通信與組網51
2��2三菱FR-A540型變頻器的應用62
2��2��1外觀結構62
2��2��2拆卸麵闆63
2��2��3端子功能64
2��2��4應用接綫67
2��2��5操作麵闆的應用73
2��2��6運行操作76
2��2��7常用功能及參數設置79
2��3變頻器的典型控製及應用電路87
2��3��1電動機正轉控製電路87
2��3��2電動機正、反轉控製電路88
2��3��3工頻與變頻切換電路90
2��3��4多擋速控製電路93
2��3��5程序控製95
2��3��6PID控製應用97
2��4變頻器與PLC綜閤應用100
2��4��1變頻器與PLC的連接100
2��4��2變頻器與PLC聯機工作時的注意事項103
2��4��3變頻器與PLC組閤實現電動機正反轉控製104
2��4��4變頻器與PLC組閤實現多擋轉速控製106
2��4��5變頻器與PLC組閤電梯控製工程應用109
第3章變頻調速係統設計114
3��1變頻器的選用114
3��1��1變頻器的選擇114
3��1��2負載轉矩特性116
3��1��3變頻器的容量選擇與計算118
3��2變頻器外圍設備的選用124
3��2��1變頻器外圍設備124
3��2��2輸入斷路器的選用126
3��2��3交流電抗器的選用127
3��2��4輸入接觸器的選用128
3��2��5EMI電源濾波器的選用128
3��2��6輸齣接觸器的選用130
3��2��7直流電抗器的選用130
3��2��8製動電阻及製動單元的選用131
3��2��9電網電源切換裝置133
3��3變頻器的安裝133
3��3��1變頻器的安裝環境133
3��3��2變頻器的安裝方法135
3��3��3變頻器的接綫137
3��3��4變頻調速係統的布綫141
3��4變頻器的調試144
3��4��1檢查145
3��4��2熟悉變頻器操作麵闆145
3��4��3空載試驗145
3��4��4帶載試驗146
3��4��5變頻器通電試機146
3��5變頻器的負載適應147
3��6變頻器的維護151
第4章變頻器的工程應用實例156
4��1西門子MM440係列變頻器的工程應用156
4��1��1MM440係列變頻器的應用156
4��1��2MM440係列變頻器的基本控製173
4��1��3MM440係列變頻器的可選件181
4��1��4配套編碼器模塊182
4��1��5MM440係列變頻器的高級應用184
4��1��6MM440係列變頻器在給水泵上的工程應用189
4��1��7MM440係列變頻器在風機係統中的工程應用193
4��1��8MM440係列變頻器在料車捲揚調速係統中的工程應用196
4��2ABB係列變頻器的工程應用200
4��2��1概述200
4��2��2ACS510係列變頻器的應用205
4��2��3ACS550係列變頻器的應用212
4��2��4ACS800係列變頻器的應用215
4��2��5ACS550係列變頻器在控製水泵齣水口壓力工程中的應用229
4��3颱安N2係列變頻器的工程應用230
4��3��1颱安N2係列變頻器概述230
4��3��2功能及參數設定235
4��3��3颱安N2係列變頻器的安裝及其應用電路251
4��3��4颱安N2係列變頻器在內圓磨床上的工程應用253
4��4安川L1000A係列變頻器的工程應用254
4��4��1安川L1000A係列變頻器概述254
4��4��2電梯的變頻控製256
4��4��3安川L1000A係列變頻器在電梯中的工程應用259
4��5英威騰CHV190係列變頻器在起重機中的工程應用267
4��5��1CHV190係列變頻器的功能及特點267
4��5��2變頻器在起重機中的應用269
4��5��3CHV190係列變頻器在門式起重機中的工程應用實例273
維 修 原 理 篇
第5章電力電子器件278
5��1電力電子器件的種類278
5��1��1按控製信號的特性分類278
5��1��2按開關控製特性分類278
5��2電力二極管279
5��2��1電力二極管的主要類型279
5��2��2電力二極管的主要特性280
5��2��3電力二極管的主要參數280
5��3單嚮晶閘管281
5��3��1單嚮晶閘管的結構與工作原理281
5��3��2單嚮晶閘管的工作特點283
5��3��3單嚮晶閘管的主要參數285
5��3��4單嚮晶體管的檢測286
5��3��5單嚮晶閘管的驅動電路286
5��3��6單嚮晶閘管的串並聯290
5��4其他類型晶閘管291
5��4��1可關斷晶閘管292
5��4��2雙嚮晶閘管294
5��4��3逆導晶閘管和光控晶閘管297
5��5電力晶體管297
5��5��1基本特點297
5��5��2電力晶體管的驅動299
5��5��3電力晶體管的保護300
5��5��4電力晶體管式變頻器的特點301
5��5��5電力晶體管的串並聯302
5��6電力場效應晶體管(MOS管)302
5��6��1電力MOS管的類型和特點303
5��6��2增強型MOS管303
5��6��3耗盡型MOS管304
5��6��4電力MOS管的主要參數305
5��6��5電力MOS管的檢測306
5��6��6電力MOS管的驅動307
5��7絕緣柵雙極晶體管(IGBT)309
5��7��1IGBT的外形、結構及圖形符號310
5��7��2工作原理及特點310
5��7��3IGBT的主要特性310
5��7��4IGBT的主要參數311
5��7��5IGBT的開通與關斷312
5��7��6IGBT的結電容313
5��7��7IGBT的檢測314
5��8其他電力電子器件314
5��8��1靜電感應晶體管314
5��8��2MOS控製晶閘管314
5��8��3集成門極換流晶閘管315
5��8��4功率模塊315
5��8��5IGBT智能模塊315
5��9IGBT驅動電路316
5��9��1IGBT驅動電路基本原理316
5��9��2IGBT對驅動電路的要求317
5��9��3分立件式驅動電路320
5��9��4IGBT驅動模塊321
5��10電力電子器件的保護電路326
5��10��1過電流保護電路326
5��10��2過電壓保護電路326
5��10��3緩衝電路327
第6章變頻器的工作原理328
6��1變頻器的電路結構328
6��1��1變頻器的主電路328
6��1��2變頻器的控製電路329
6��2電力電子電路詳解329
6��2��1整流電路330
6��2��2斬波電路337
6��2��3逆變電路343
6��2��4PWM控製351
6��2��5交流調壓電路358
6��2��6交—交變頻電路362
6��3變頻器主電路詳解366
6��3��1單元電路分析366
6��3��2實際電路分析371
6��4變頻器的控製係統374
6��4��1主控電路374
6��4��2開關電源375
6��4��3采樣處理電路375
6��5開關電源和驅動電路詳解376
6��5��1開關電源基礎376
6��5��2分立件式自勵振蕩電路分析381
6��5��3集成芯片式他勵振蕩電路384
6��5��4開關電源實際電路分析390
6��5��5驅動電路詳解395
6��6變頻器檢測電路詳解404
6��6��1電壓檢測電路404
6��6��2電流檢測電路408
6��6��3接地判斷電路410
6��6��4溫度檢測電路411
6��7變頻器CPU電路詳解412
6��7��1CPU電路概述412
6��7��2實際CPU基本電路分析418
6��7��3外部端子接口電路419
6��7��4內部接口電路421
6��8變頻器製動電路詳解423
維 修 實 戰 篇
第7章變頻器的維修428
7��1常用儀器和工具428
7��1��1常用測量儀器儀錶428
7��1��2常用工具434
7��2維修基本技能442
7��2��1手工焊接技術442
7��2��2電路識圖基礎446
7��3變頻器主電路的維修449
7��3��1變頻器主電路的基本結構449
7��3��2主電路常見故障450
7��3��3一體化IGBT模塊的檢測451
7��3��4充電限流、濾波和製動電路的檢測453
7��3��5主電路通電檢修454
7��3��6主電路主要元器件的故障與檢測460
7��4變頻器開關電源電路維修465
7��4��1自製維修電源466
7��4��2開關電源主要器件與維修要點467
7��4��3開關電源的維修方法473
7��4��4自勵式開關電源的維修476
7��4��5他勵式開關電源的維修477
7��5變頻器驅動電路的維修479
7��5��1驅動電路的基本類型479
7��5��2常用驅動芯片的維修資料480
7��5��3PC923、PC929驅動芯片驅動電路的維修485
7��5��4HCPL361J驅動電路的維修488
7��5��5裝機前試驗490
7��5��6IPM信號隔離電路的維修493
7��6變頻器檢測電路的維修494
7��6��1電壓檢測電路的維修494
7��6��2電流檢測電路的維修498
7��6��3基準電壓形成電路的維修500
7��6��4電流檢測電路的故障代碼501
7��6��5溫度檢測電路的維修504
7��7變頻器CPU電路的維修504
7��7��1CPU基本電路的維修504
7��7��2CPU外部接口電路的維修515
7��7��3CPU驅動脈衝輸齣電路的維修516
第8章變頻器故障維修實例與常見故障代碼517
8��1變頻器故障維修實例517
8��1��1變頻器主電路故障維修實例517
8��1��2變頻器開關電源電路故障維修實例518
8��1��3變頻器驅動電路故障維修實例521
8��1��4變頻器檢測電路的故障維修實例527
8��1��5CPU電路故障維修實例527
8��2變頻器的故障代碼530
8��2��1西門子MM440係列變頻器故障代碼530
8��2��2LG係列變頻器故障代碼534
8��2��3艾默生係列變頻器故障代碼536
8��2��4德力西係列變頻器故障代碼539
8��2��5富士係列變頻器故障代碼544
8��2��6安川係列變頻器故障代碼544
精彩書摘
《變頻器應用與維修實戰精講》:
(1)額定電壓。額定電壓是變頻器專用濾波器用在一定電源頻率時的工作電壓。例如,用在50Hz單相電源的濾波器,額定電壓為250V;用在50Hz三相電源的濾波器,額定電壓為440V。輸入濾波器的電壓不能超過額定電壓值。如果輸入濾波器的電壓過高,會使濾波器的內部電容器損壞。
(2)額定電流。額定電流是在額定電壓和一定環境條件下所允許的最大連續工作電流。由於電感導綫的銅損、磁芯損耗或者周圍環境溫度升高等原因導緻工作溫度高於室溫時,插入損耗的性能難以保證。因此,應該根據實際可能的最大工作電流和工作環境溫度來選擇電源濾波器的額定電流。
(3)插入損耗。插入損耗是變頻器專用濾波器最重要的技術參數之一,設計原則是:在保證濾波器安全、互不乾涉、機械和可靠性能滿足有關標準要求的前提下,實現盡可能高的插入損耗。
影響變頻器專用濾波器插入損耗的因素包括阻抗的搭配和安裝。實際應用中,變頻器專用濾波器輸入端和輸齣端的阻抗不是標準的5Ω,因此它對乾擾信號的衰減不等於産品標準或說明書中給齣的插入損耗。如果選用變頻器專用濾波器的網絡結構和參數閤理,並且安裝得當,則有可能實現優於標準中規定的插入損耗;反之,則很可能得不到好的應用效果。另一個影響因素是濾波器的工作溫度和額定電流,濾波器中的電感采用鐵氧體或其他磁性材料,大電流工作時,磁性飽和狀態引起性能變壞,從而降低插入損耗。
……
前言/序言
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控製裝置。變頻器主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控製變頻),先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源,然後再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控製的交流電源以供給電動機。
由於電力電子技術的不斷發展和進步,新的控製理論提齣與完善,使交流調速傳動,尤其是采用性能優異的變頻調速傳動得到瞭飛速發展,因此在工程實踐中采用變頻器+變頻電動機的情況越來越多,變頻調速係統的設計也成瞭機電係統工程至關重要的一個環節。隨著變頻器的大量應用,其故障損壞的現象也是屢見不鮮,大部分的工程技術人員隻是一換瞭之,這對整個工程也是一種巨大的經濟浪費。
鑒於上述情況,為瞭提高廣大機電係統工程師的業務水平,縮短工程周期,降低工程成本,編者根據自己多年來的工程實踐經驗,編寫瞭本書。本書從實踐齣發,全麵地、係統地介紹瞭變頻器的電路原理、工程應用、故障特點及維修技術,並搜集瞭大量的工程實例和原廠資料,可謂十分珍貴。本書具有通俗易懂、實用性強等特點,可以使讀者很快上手,能夠“一學就會”,短時間之內成為一名優秀的機電係統工程師。
在本書的編寫過程中,編者參閱瞭多個廠傢說明書及部分相關書籍,並從互聯網上收集瞭部分資料,從中得到瞭不少啓發,在此對原作者錶示衷心的感謝。參加本書編寫的還有劉景永、馮金鳳、薛朋、嶽玉娟、句龍、劉永祥、劉美靜、李海娜、潘佳寜、邢倩、張連超、王大寶、王雲雷、馬雪晶、侯誌遠、張鵬、那金貴等。
本書內容豐富、深入淺齣、圖文並茂,適閤變頻調速係統設計和應用的技術人員、電工、維修電工、電子工程技術人員使用,同時可供機電一體化等相關專業師生參考。
由於作者水平有限,時間倉促,本書難免有不足之處,望廣大讀者批評指正。
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