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李利著 著

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512307933

商品编码：29867722596

包装：平装

出版时间：2011-06-01

基本信息

书名：变频器、软起动器电路设计宝典

定价：45.00元

作者：李利著

出版社：中国电力出版社

出版日期：2011-06-01

ISBN：9787512307933

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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本书共8章，主要内容包括变频器、软起动器的基本原理，变频器、软起动器各种选件的功能及选配方法，以施耐德电气公司的变频器ATV21、ATV61／ATV71和软起动器ATS48为例，详细分析了变频器和软起动器一次电路和二次电路设计中的各种常见错误，并给出了正确的设计。附录部分还提供了一些常见负载的分类方法和一些常见问题的解答。
本书以应用为目的，强调实用性，书里提供了大量的工程应用方案，并给出了应用图，方便读者学习参考。

目录

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序
前言
1变频器、软起动器基本原理
2变频器、软起动器选件功能说明
3中压变频器
4施耐德电气变频器、软起动器一次图常见错误设计
5变频器、软起动器招标技术规范书注意事项
6变频器、软起动器典型应用一次、二次图
7施耐德电气变频器、软起动器特殊应用方案
8变频器、软起动器工程应用方案
附录

作者介绍

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文摘

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序言

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《电气控制系统故障诊断与维修实战》 内容简介： 本书专注于电气控制系统在实际工业生产中遇到的各种故障现象，并提供了系统、深入的诊断方法和实用的维修技术。本书并非理论的堆砌，而是以海量的真实案例为基础，结合作者多年的现场经验，旨在为电气工程师、技术维修人员以及相关专业学生提供一本切实可行的操作指南。 第一章：电气控制系统的基本原理回顾与常见问题分析 本章首先对工业电气控制系统的基本原理进行简要回顾，包括继电器控制、PLC控制、变频器及伺服系统等核心组成部分的工作原理。在此基础上，重点分析在实际运行中最常出现的几类问题，如： 控制回路失灵： 接触器不吸合、释放，继电器触点粘连或开路，指示灯不亮或常亮，急停按钮失灵等。 执行机构异常： 电机不启动、过载、异响、震动、温升过高，液压或气动元件动作不协调、泄漏等。 信号传输与采集故障： 传感器信号失真、丢失，信号传输线断路、短路，PLC输入/输出点异常等。 电源与接地问题： 电源电压不稳定，接地不良导致系统干扰，漏电保护器频繁跳闸等。 通过对这些常见问题的深入剖析，为读者建立起对电气控制系统故障的初步认知框架，为后续章节的详细诊断奠定基础。 第二章：故障诊断的基本思路与方法论 本章详细阐述了进行电气控制系统故障诊断的一套科学、系统的思路和方法。这套方法论强调逻辑性、条理性，并提倡“由表及里、由易到难、由宏观到微观”的原则。 信息收集与分析： 听： 听设备运行时的声音，如异常的嗡嗡声、咔咔声、尖叫声等。 看： 观察设备的运行状态，如指示灯、仪表读数、设备外观是否有焦糊、破损、异物等。 摸： 用手触摸设备的关键部位，感受其温度、震动情况，但需注意安全。 问： 询问操作人员故障发生前的现象、操作过程、最近的维修记录等。 测： 使用万用表、钳形电流表、绝缘电阻表等测量仪器进行参数测量。 逻辑判断与推理： 排除法： 逐一排除可能引起故障的部件或线路。 对比法： 将故障设备与正常设备进行对比，找出差异。 关联分析： 分析故障现象与其他系统或部件之间的关联性。 正向与反向追踪： 从输入端追踪到输出端（正向），或从输出端反向追踪到输入端（反向）。 工具与仪表的使用： 详细介绍各种常用检测工具（万用表、示波器、逻辑分析仪、红外测温仪等）的正确使用方法和注意事项，并结合实际案例讲解如何利用这些工具快速定位故障。 安全操作规程： 强调在进行任何电气设备检查和维修时，必须严格遵守安全操作规程，如断电、验电、挂牌等，确保人身安全。 第三章：接触器、继电器控制电路的故障诊断与维修 本章聚焦于传统但仍广泛应用的接触器和继电器控制电路。 接触器故障分析： 线圈不吸合： 分析原因可能是线圈断路、短路，控制电压不足，交流接触器铁芯有积垢或剩磁，交流接触器铁芯粘结等。 吸合后不保持： 分析原因可能是辅助触点接触不良，控制回路断路等。 触点烧蚀或粘连： 分析原因可能是负载过大，频繁操作，触点材料问题等。 接触器发出异常噪音： 分析原因可能是线圈有异物，交流接触器分断时有杂物，线圈烧毁等。 继电器故障分析： 时控、数控继电器失效： 分析原因可能是内部电路损坏，设定参数错误，外部触发信号异常等。 功率继电器误动作或不动作： 分析原因可能是线圈损坏，驱动信号问题，触点接触不良等。 维修技巧： 讲解更换线圈、触点，清洁铁芯，调整衔铁间隙，检测线圈电阻和绝缘等具体维修方法。 第四章：PLC控制系统故障诊断与维修 本章将重点放在当前主流的PLC（可编程逻辑控制器）控制系统。 PLC硬件故障诊断： 电源模块故障： 检查电源指示灯，测量输出电压，排查过载或短路。 CPU模块故障： 观察CPU指示灯状态，检查程序是否异常，内存是否损坏。 输入/输出（I/O）模块故障： 逐个检查I/O点的信号状态，使用万用表测量输入信号电压，检查输出端是否带负载。 通信模块故障： 检查通信指示灯，确认通信线路连接，配置通信参数。 PLC软件故障诊断： 程序逻辑错误： 分析程序运行时的错误提示，通过在线调试观察变量状态，单步执行程序。 数据溢出与越界： 检查数据寄存器的使用范围，避免越界操作。 中断服务程序问题： 检查中断触发条件，中断服务程序执行时间和逻辑。 看门狗（Watchdog）复位： 分析程序死循环或执行时间过长导致看门狗超时。 案例分析： 结合具体工业场景，如自动化生产线、包装设备等，展示PLC程序设计中的常见错误和故障排除过程。 第五章：变频器及驱动系统故障诊断与维修 本章深入探讨变频器在实际应用中出现的各类故障，并提供解决方案。 变频器常见故障现象： 无法启动或频繁停机： 分析原因可能是参数设置不当，过载保护值设置过高或过低，电机参数不匹配，外部控制信号异常，制动电阻问题等。 输出频率异常或不稳定： 分析原因可能是频率设定源问题，编码器信号丢失，内部控制电路故障，电机绕组问题等。 噪音或震动过大： 分析原因可能是参数设置不当（如载波频率），电机本身故障，安装不当，机械传动问题等。 过电流、过电压、欠电压报警： 详细分析每种报警的原因，如电网电压问题，负载突变，刹车单元故障，整流桥或逆变模块损坏等。 过热报警： 分析原因可能是散热不良，风扇故障，环境温度过高，变频器内部元器件损坏等。 变频器参数设置与优化： 讲解关键参数的含义和设置方法，如电机类型、额定参数、加减速时间、过载能力、PID控制参数等，以及如何通过参数优化提升系统性能。 电机选型与变频器匹配： 强调电机类型、额定功率、防护等级等与变频器的匹配关系，避免因选型不当导致故障。 制动单元与制动电阻的应用： 讲解制动单元的工作原理，制动电阻的选择和安装，以及制动单元故障的诊断。 实际操作： 演示如何通过变频器面板或上位机软件读取故障代码，分析报警信息，并进行参数调整和复位。 第六章：软起动器电路故障诊断与维修 本章专注于软起动器在电机启动过程中的常见问题。 软起动器基本原理回顾： 简述软起动器的工作原理，如移相触发控制晶闸管（SCR）或IGBT，实现电压的平滑提升。 软起动器常见故障： 启动失败或启动冲击大： 分析原因可能是触发信号不稳定，控制电路故障，晶闸管损坏，电机绕组问题，参数设置不当（如启动电压、启动时间）等。 运行过程中异常： 分析原因可能是旁路接触器不吸合，软起动器内部通信故障，过载保护失效等。 软起动器发热严重： 分析原因可能是散热不良，负载过大，内部功率器件损坏，安装不当等。 保护功能失效： 分析原因可能是内部保护电路故障，外部传感器信号错误，参数设置问题等。 参数设置与调整： 讲解如何正确设置软起动器的启动电压、启动时间、力矩补偿、旁路切换时间等参数，以适应不同负载的启动要求。 与接触器、断路器的配合： 强调软起动器与主回路接触器、断路器的正确连接和配合，确保系统稳定可靠运行。 第七章：传感器、执行器及其他辅助设备故障诊断与维修 本章将涵盖更广泛的电气控制系统组件。 传感器故障： 接近开关、光电开关： 讲解其工作原理，常见故障如感应不良，输出信号错误，寿命问题，以及如何进行检测和更换。 温度传感器（热电偶、热电阻）： 分析其信号输出特性，常见故障如开路、短路、冷端补偿问题，以及如何使用专用仪表进行校准。 压力传感器： 讲解其压力信号转换方式，常见故障如零点漂移、量程不准、接口问题。 编码器： 分析其信号类型（增量、绝对），常见故障如信号丢失、脉冲跳变、连接松动，以及如何通过示波器或专用测试仪进行诊断。 执行器故障： 电磁阀： 分析其工作原理，常见故障如线圈烧毁、阀芯卡滞、密封件老化，以及如何检测线圈电阻和控制信号。 液压、气动元件： 简要介绍其故障诊断思路，如压力不足、泄漏、动作迟缓等。 其他辅助设备： 电源稳压器、UPS： 讲解其基本功能，常见故障如输出电压异常、电池失效、内部保护动作。 指示灯、按钮、开关： 即使是看似简单的部件，也可能引起系统故障，本章将介绍其检查方法。 第八章：典型工业自动化生产线故障综合分析与案例实战 本章将前面章节所学的知识融会贯通，通过对几个典型的工业自动化生产线（如食品包装线、数控机床、注塑机、印刷机械等）的实际故障进行案例分析。 案例一：某饮料灌装生产线节拍不稳故障分析 涉及PLC、变频器、传感器（光电、编码器）、电磁阀等多个环节。 从整体流程入手，逐步定位问题根源，可能涉及程序逻辑错误、传感器误判、变频器参数设置不当等。 案例二：某数控机床主轴抖动、加工精度下降故障分析 可能涉及主轴驱动系统（变频器或伺服）、编码器反馈、机械传动系统、PLC控制等。 重点分析变频器或伺服参数的调整、编码器信号的完整性、机械磨损等。 案例三：某注塑机保压阶段压力不稳故障分析 涉及液压系统、压力传感器、比例阀、PLC控制以及电源等。 分析传感器信号的准确性、比例阀的响应速度、液压油路的泄漏等。 每个案例都将遵循“故障现象描述—初步判断—详细诊断步骤—工具使用—解决方案—预防措施”的完整流程，让读者在模拟真实场景中学习故障排除。 第九章：电气控制系统的预防性维护与故障预测 本书的最后一章将重点放在如何通过科学的维护手段，将故障发生的概率降到最低。 定期检查与维护计划： 制定详细的设备检查周期和项目，包括清洁、紧固、润滑、参数备份等。 状态监测与早期预警： 介绍如何利用震动分析仪、红外热像仪、局部放电检测仪等工具，监测设备运行状态，发现潜在问题。 故障预测与寿命管理： 讨论如何根据设备的运行时间、负载情况、历史故障记录等，预测设备部件的剩余寿命，提前进行更换。 备件管理与标准化： 建立合理的备件库，确保常用易损件的及时供应。 技术培训与知识更新： 强调持续学习和提升技术能力的重要性，以应对日益复杂的电气控制系统。 本书特色： 案例丰富： 大量精选来自不同行业的真实故障案例，覆盖面广，具有极强的参考价值。 图文并茂： 配备大量原理图、接线图、故障现场图片，直观易懂。 实战导向： 强调动手能力和解决问题的能力，理论联系实际。 步骤清晰： 详细分解故障诊断和维修的每一步骤，便于读者模仿和学习。 安全至上： 贯穿全书的安全操作提示，确保维修人员的人身安全。 本书将是您在面对复杂电气控制系统故障时，一位不可或缺的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

”隔开。 这本《变频器、软起动器电路设计宝典》可以说是为我打开了新世界的大门。在接触到这本书之前，我虽然对电力电子有所了解，但对于变频器和软起动器这样核心的驱动控制设备，总觉得隔着一层纱，设计思路和实际应用总是难以完全打通。尤其是当需要针对特定负载和工况进行优化设计时，那种无从下手的感觉尤为明显。翻开这本书，我首先被其严谨的逻辑和清晰的结构所吸引。它并没有止步于理论的堆砌，而是从最基础的电力电子器件原理出发，循序渐进地讲解了不同类型变频器和软起动器的拓扑结构、工作原理以及核心控制算法。最让我感到惊喜的是，书中对于实际电路设计的考量非常周全，不仅仅是理论上的“如何实现”，更多的是“如何做得更好”、“如何解决实际问题”。例如，在讲解过载保护设计时，书中详细对比了不同保护机制的优劣，并给出了具体的元器件选型建议和电路实现图，这对于我这种需要将理论付诸实践的工程师来说，简直是宝藏。此外，书中对EMI（电磁干扰）抑制的章节也给我留下了深刻印象，在很多教材中，这部分内容常常被一带而过，但这本书却用了相当大的篇幅，详细分析了不同干扰源，并提供了多种有效的滤波和屏蔽方案，这无疑能帮助我们设计出更可靠、更符合标准的产品。总而言之，这本书提供了一种系统性的、从原理到实践的深度学习路径，让我能够更自信地应对变频器和软起动器相关的电路设计挑战。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在自动化领域摸爬滚打了多年的技术人员，我深知变频器和软起动器在工业自动化中的核心地位。然而，要真正掌握其电路设计的精髓，尤其是在面对日益复杂和个性化的应用需求时，往往需要付出巨大的努力。我之前也参考过一些相关的技术书籍，但大多要么过于偏重理论，要么过于狭窄，无法形成一个完整的知识体系。《变频器、软起动器电路设计宝典》的出现，可以说是填补了这一空白。这本书的叙事风格非常接地气，它并没有采用高高在上的理论讲授方式，而是更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地指导你。书中大量的实例分析和电路图解，让复杂的概念变得直观易懂。我尤其喜欢它对不同应用场景下设计考量的阐述，比如在伺服驱动领域，对动态响应和位置控制精度的要求极高，书中就详细解释了如何通过调整PWM调制策略和反馈控制环路来实现这些目标；而在风机水泵类负载中，对节能降耗的要求则更为突出，书中也提供了相应的优化设计思路。更重要的是，它强调了安全性和可靠性设计的重要性，对于元器件的可靠性评估、短路保护、过压/欠压保护等关键环节都有深入的探讨。这本书让我认识到，电路设计并非孤立的知识点，而是需要将物理学、控制论、材料学等多方面知识融会贯通，才能设计出真正高性能、高可靠性的产品。

评分☆☆☆☆☆

《变频器、软起动器电路设计宝典》这本书，对于我来说，不仅仅是提供了一套电路图纸，更重要的是它教会了我“如何思考”如何设计。在书中，我看到了工程师们如何将理论知识与实际工程问题相结合，创造出高效可靠的电力电子设备。书中对不同控制策略的对比分析，让我对如何选择最优的控制方案有了更深刻的理解。例如，在变频器设计中，书中详细对比了V/f控制、矢量控制以及直接转矩控制等不同控制方法的优缺点，并分析了它们在不同应用场景下的适用性。这对于我这种需要在不同项目中使用不同控制策略的工程师来说，具有极大的参考价值。此外，书中关于安全保护和故障检测的部分，也做得非常出色。它详细介绍了各种保护电路的设计，如过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护等，并给出了具体的电路实现方案。例如，在设计过流保护时，书中不仅分析了瞬时过流和长期过流的区别，还给出了相应的检测和保护电路设计，能够有效地保护功率器件免受损坏。这本书让我认识到，优秀的电路设计不仅仅是功能上的实现，更是对可靠性、安全性和经济性的综合考量。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，当我第一次接触到《变频器、软起动器电路设计宝典》这本书时，我抱着试试看的心态。因为我一直认为，变频器和软起动器的设计是一项高度专业化且复杂的技术，非一般人能够轻易掌握。然而，这本书的出现彻底颠覆了我的认知。它以一种极其友好的方式，将原本看似高不可攀的电路设计知识，变得触手可及。书中对于不同电源拓扑和控制方法的梳理，清晰明了，让我能够快速建立起对变频器和软起动器基本结构的认知。我尤其喜欢书中对控制回路的设计分析，它详细阐述了如何构建电流环和电压（或速度）环，以及如何通过参数的调整来优化控制性能。例如，在设计电流环时，书中不仅介绍了PI控制器的基本原理，还详细分析了电流环的带宽、稳定性等关键指标，并给出了如何根据实际负载特性进行参数整定的方法。对于软起动器，书中也对相控式软起动器的触发控制电路进行了详细的讲解，包括触发角的计算、触发脉冲的生成和延时等，让我能够理解如何通过精确控制晶闸管的导通角来实现平滑的启动。这本书的优点在于，它循序渐进，从易到难，让读者在不知不觉中掌握复杂的电路设计技巧。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够真正指导我进行变频器和软起动器实际电路设计，而非仅仅介绍原理的书籍，《变频器、软起动器电路设计宝典》无疑是我的不二之选。这本书最大的亮点在于其丰富的实践指导性。它没有停留在纸面上的理论，而是将每一个设计环节都进行了细致的讲解。例如，在讲解功率器件的选型时，书中不仅列举了不同类型功率器件的参数，还提供了计算功率损耗、结温升高以及热阻的详细方法，指导我们如何根据负载功率、工作频率以及散热条件来选择合适的功率器件，并确保器件在安全的工作范围内运行。此外，书中对驱动电路的设计也进行了深入的阐述，它详细分析了功率器件的驱动电压、驱动电流、驱动信号上升/下降时间等对器件开关性能的影响，并提供了多种实用的驱动电路设计方案，包括隔离驱动、非隔离驱动等，以及如何处理共模电压、寄生电感等问题，以确保驱动信号的准确性和可靠性。这本书让我能够从“知道”走向“做到”，并极大地提升了我独立完成变频器和软起动器电路设计的信心。

评分☆☆☆☆☆

收到！以下是十段以读者口吻撰写的、详细且风格各异的《变频器、软起动器电路设计宝典》图书评价，每段不少于300字，并用“

评分☆☆☆☆☆

这本《变频器、软起动器电路设计宝典》对于我来说，与其说是一本书，不如说是一个“随时待命”的灵感库。我一直面临着如何在有限的成本和空间内，设计出满足客户多样化需求的变频器和软起动器控制方案的挑战。这本书在这方面提供了极大的帮助。它不拘泥于某种特定型号或厂家，而是从通用性的设计原则出发，教授读者如何根据具体需求进行裁剪和优化。书中对控制算法和软件实现的部分，虽然我不是软件工程师，但了解其基本原理也对我进行硬件选型和接口设计提供了重要的参考。例如，在PID控制器的设计章节，书中不仅给出了离散化的PID算法公式，还详细分析了在实际应用中如何进行参数整定，以及如何考虑采样周期、量化误差等因素对控制性能的影响，这让我能够更好地与软件团队协作，共同完成项目。另外，书中关于散热设计和PCB布局的章节也给我留下了深刻印象。很多时候，我们只关注核心的电路功能，却忽略了看似“小事”的散热和布局问题，而这些往往是导致产品失效的关键因素。书中提供的具体建议，如散热器的选型、风道的合理设计、PCB板上大电流走线的处理等，都具有极高的实践指导意义。这本书的价值在于，它能帮助我们从整体上提升产品设计水平，而不仅仅是解决某个孤立的技术难题。

评分☆☆☆☆☆

对于我们这些在生产一线工作的技术人员来说，能够阅读到如此详尽实用的电路设计宝典，实属难得。很多时候，我们面对的是已经设计好的设备，需要去维修、调试和改进，而《变频器、软起动器电路设计宝典》正好满足了我们这方面的需求。书中对故障诊断和排除的章节，详细列举了不同类型故障的可能原因，并提供了相应的检测方法和维修建议，这对于缩短设备停机时间、提高维修效率非常有帮助。例如，当遇到变频器报过压故障时，书中不仅分析了可能引起过压的原因（如减速时间设置不当、电网电压波动等），还给出了详细的电路检测步骤，指导我们如何定位是电网问题、主电路问题还是控制回路问题。这种“庖丁解牛”式的分析方法，让我受益匪浅。此外，书中对一些常见的应用场景下的设计考量，如低速大转矩应用、高精度定位应用等，也有深入的讲解，这对于我们理解设备的工作原理、更好地进行调试和优化具有重要的指导意义。虽然这本书的重点在于电路设计，但其所包含的控制原理和应用知识，也极大地拓宽了我们的视野，让我们能够更全面地理解变频器和软起动器的工作机制。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，体现在它能够帮助我们打破“黑箱”思维。很多时候，我们购买现成的变频器和软起动器，对它们的内部是如何工作的，并不十分清楚，只是按照说明书进行操作。《变频器、软起动器电路设计宝典》则系统地揭示了这些“黑箱”背后的奥秘。它详细讲解了从基本的逆变器拓扑（如三相桥式逆变器）到各种复杂的调制策略（如SPWM、SVPWM），以及如何通过这些策略来控制电机的转速和转矩。对于软起动器，书中也对不同类型的软起动器（如可控硅调压式、晶闸管调压式）的工作原理进行了深入剖析，并给出了相应的电路设计方案。我特别欣赏书中对功率变换环节的讲解，它不仅介绍了各种功率器件（如IGBT、MOSFET、SCR）的电气特性，还详细阐述了如何根据实际应用需求选择合适的功率器件，并设计相应的保护电路。例如，在设计晶闸管软起动器时，书中详细分析了晶闸管触发电路的设计，包括如何产生精确的触发脉冲，以及如何处理触发脉冲的相位控制，以实现平滑的启动过程。这种深入到器件和电路细节的讲解，让读者能够真正理解设备的工作原理，并具备独立设计和改进的能力。

评分☆☆☆☆☆

我一直对电力电子领域抱有浓厚兴趣，尤其对如何将抽象的数学模型转化为实际的电子电路设计充满好奇。《变频器、软起动器电路设计宝典》这本书，恰恰满足了我这种求知欲。它不仅仅是一本技术手册，更是一本引人入胜的“故事书”，讲述了工程师们如何运用智慧和创造力，将复杂的变频和软启动功能集成到紧凑高效的电路中。书中对功率器件的选择和驱动电路的设计分析，是我最为关注的部分。 IGBT、MOSFET等功率器件的特性、参数解读以及与之匹配的驱动电路设计，书中都给出了非常详尽的指导。例如，在讨论IGBT的驱动时，书中详细阐述了门极驱动信号的上升/下降时间、驱动电压、驱动电流对IGBT开关性能的影响，以及如何设计最优的驱动电路来减小开关损耗和提高器件寿命。这对于我这种对器件级细节非常看重的读者来说，简直是福音。此外，书中对过电流检测和保护电路的设计也十分到位，它不仅介绍了常用的电流检测方法（如霍尔电流传感器、分流电阻等），还深入分析了不同检测方式的优缺点，并给出了集成化的保护电路设计方案，这对于提高电路的整体稳定性和安全性至关重要。总之，这本书让我对变频器和软起动器的内部构造有了更深层次的理解，也激发了我进一步探索电力电子电路设计的热情。