調(diào)速用變頻器及配套設(shè)備選用指南

第2版前言
第1版前言
第1章 電氣調(diào)速傳動(dòng)概論
1.1 概述
1.1.1 引言
1.1.2 電氣傳動(dòng)發(fā)展史
1.1.3 調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1.1.4 調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)
1.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的要求和規(guī)范
1.2.1 市場(chǎng)要求
1.2.2 傳動(dòng)規(guī)范
1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的分類和特性
1.3.1 按應(yīng)用分類
1.3.2 按電力電子器件類型分類
1.3.3 按變頻器類型分類
第2章 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理及特性
2.1 異步電動(dòng)機(jī)的原理與構(gòu)造
2.2 異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
2.3 變頻器與異步電動(dòng)機(jī)
2.3.1 定子電壓與氣隙磁通
2.3.2 異步電動(dòng)機(jī)的特性
2.3.3 用工頻電源傳動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的特性
2.3.4 用變頻器傳動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的特性
2.4 異步電動(dòng)機(jī)在變頻與工頻運(yùn)行下特性比較
2.4.1 等效電路
2.4.2 空載特性
2.4.3 負(fù)載特性
2.4.4 轉(zhuǎn)矩特性
2.4.5 電動(dòng)機(jī)溫升及使用限制范圍
2.4.6 負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性
2.4.7 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與起動(dòng)電流
2.4.8 噪聲與振動(dòng)
2.4.9 抑制噪聲、振動(dòng)的對(duì)策
第3章 變頻器的電路方式及變頻原理
3.1 交-交變頻電路方式
3.1.1 傳統(tǒng)式交-交變頻工作原理
3.1.2 傳統(tǒng)式交-交變頻運(yùn)行方式
3.1.3 傳動(dòng)式交-交變頻主電路型式
3.1.4 新式交-交矩陣變換器
3.2 交-直-交變頻電路方式
3.2.1 電壓型與電流型
3.2.2 電壓控制與電流控制
3.2.3 PAM與PWM
3.2.4 PWM的種類及原理
3.2.5 多重化變頻器
3.2.6 正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)
3.2.7 電動(dòng)與再生
第4章 變頻器的構(gòu)成、質(zhì)量與可靠性
4.1 變頻器的構(gòu)成
4.1.1 主回路
4.1.2 控制回路
4.2 變頻器的散熱與通風(fēng)
4.2.1 風(fēng)冷裝置
4.2.2 水冷裝置
4.3 變頻器質(zhì)量的性能指標(biāo)
4.3.1 變頻器質(zhì)量性能指標(biāo)的內(nèi)容
4.3.2 變頻器質(zhì)量性能指標(biāo)的簡(jiǎn)易評(píng)定方法
4.4 變頻器質(zhì)量的可靠性指標(biāo)
4.4.1 變頻器可靠性指標(biāo)的分配
4.4.2 元器件的選用
4.4.3 元器件及模塊的測(cè)試
4.4.4 功率器件電路可靠性熱設(shè)計(jì)技術(shù)
4.4.5 變頻器整機(jī)可靠性試驗(yàn)
第5章 變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制方式
5.1 U／f恒定控制
5.1.1 控制原理
5.1.2 電壓型變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的U／f比恒定控制的構(gòu)成
5.2 轉(zhuǎn)差頻率控制
5.2.1 控制原理
5.2.2 轉(zhuǎn)差頻率控制的系統(tǒng)構(gòu)成
5.2.3 系統(tǒng)性能分析
5.3 矢量控制
5.3.1 矢量控制簡(jiǎn)介
5.3.2 異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型
5.3.3 矢量控制理論
5.3.4 轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)成
5.4 變頻器的電壓空間矢量和磁通軌跡控制
5.4.1 PWM變頻器輸出電壓的矢量表示
5.4.2 磁通軌跡控制
第6章 變頻器用晶閘管
6.1 普通晶閘管的特性和主要參數(shù)
6.2 可關(guān)斷晶閘管GTO
6.2.1 可關(guān)斷晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷條件
6.2.2 可關(guān)斷晶閘管特性及主要參數(shù)
6.2.3 GTo發(fā)展方向
6.2.4 晶閘管觸發(fā)器
6.2.5 晶閘管智能模塊
6.2.6 模塊的保護(hù)和控制
6.3 MOS控制晶閘管MCT
6.3.1 等效電路和開關(guān)特性
6.3.2 MCT與其他電力電子器件的比較
6.3.3 MCr的門極驅(qū)動(dòng)
6.4 集成門極換流晶閘管IGCT
6.4.1 ICCT規(guī)格及應(yīng)用范圍
6.4.2 IGCI的優(yōu)越性
6.4.3 IGCI技術(shù)參數(shù)
6.4.4 IGCT的串聯(lián)
6.5 逆阻斷型晶閘管OCT
6.5.1 GCT的特點(diǎn)
6.5.2 GCT的特性
6.5.3 GCT的型號(hào)規(guī)格及外形尺寸
6.5.4 GCT的應(yīng)用
第7章 變頻器用晶體管
7.1 開關(guān)二極管
7.1.1 PN結(jié)的特性
7.1.2 通用二極管的類型
7.1.3 二極管及整流模塊型號(hào)規(guī)格參數(shù)
7.2 電力雙極型晶體管BJT
7.2.1 基本結(jié)構(gòu)和工作原理
7.2.2 靜態(tài)特性
7.2.3 動(dòng)態(tài)特性
7.2.4 晶體管基極驅(qū)動(dòng)電路
7.3 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFECT
7.3.1 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)
7.3.2 通態(tài)電阻
7.3.3 內(nèi)部體二極管
7.3.4 內(nèi)部電容
7.3.5 工作區(qū)
7.3.6 開關(guān)特性
7.3.7 安全工作區(qū)
7.4 絕緣柵雙極型晶體管IGBT
7.4.1 基本結(jié)構(gòu)和工作原理
7.4.2 靜態(tài)特性
7.4.3 開通特性
7.4.4 關(guān)斷特性
7.4.5 性能參數(shù)
7.4.6 柵極驅(qū)動(dòng)要求
7.5 高壓IGBT
7.6 電子加強(qiáng)注入型絕緣柵極晶體管IEGT
7.6.1 IEGT的基本原理
7.6.2 產(chǎn)品和特性
第8章 變頻器用智能功率模塊IPM
8.1 智能功率模塊的結(jié)構(gòu)
8.1.1 多層環(huán)氧樹脂粘合結(jié)構(gòu)
8.1.2 銅箔直接鍵合結(jié)構(gòu)
8.2 額定值和特性
8.2.1 最大額定值
8.2.2 熱阻
8.2.3 電氣特性
8.2.4 推薦工作條件
8.2.5 測(cè)試電路和測(cè)試條件
8.3 安全工作區(qū)
8.3.1 開關(guān)安全工作區(qū)
8.3.2 短路安全工作區(qū)
8.4 自保護(hù)功能
8.4.1 自保護(hù)特點(diǎn)
8.4.2 控制電源欠電壓鎖定（Uy）
8.4.3 過熱保護(hù)
8.4.4 過電流保護(hù)（Oc）
8.4.5 短路保護(hù)（Sc）
8.5 IPM的選用
8.6 控制電路電源
8.6.1 控制功率消耗
8.6.2 布線指南
8.6.3 電路結(jié)構(gòu)
8.7 接口電路
8.7.1 接口電路的要求
8.7.2 布線指南
8.7.3 IPM輸入／輸出電路
8.7.4 接口電路的連接
8.7.5 死區(qū)時(shí)間
8.7.6 Fn輸出信號(hào)使用
8.8 HVIPM高壓功率集成塊
8.9 電力電子器件的比較
8.10 電力電子器件的未來發(fā)展方向
第9章 高壓大功率變頻器的種類及特點(diǎn)
9.1 矩形電壓波交.交變頻器
9.1.1 工作原理
9.1.2 換相過程和換組過程
9.2 正弦電壓波交-交變頻器
9.3 正弦電流波交-交變頻器
9.4 交-直-交電流源型變頻器
9.4.1 串聯(lián)二極管式電流源型變頻器
9.4.2 輸出濾波器換相式電流源型變頻器
9.4.3 負(fù)載換相式電流源型變頻器
9.4.4 GTO-PWM式電流源型變頻器
9.5 多電平交-直-交電壓源型中（高）壓變頻器
9.5.1 五種多電平結(jié)構(gòu)的構(gòu)成及比較
9.5.2 多電平電壓型變頻器的基本原理及實(shí)例
9.6 多脈波、多電平交.直.交電壓源型中（高）壓變頻器
9.6.1 多脈波電路對(duì)諧波的影響
9.6.2 多脈波的構(gòu)成
9.6.3 多脈波變頻器實(shí)例
9.7 多重化功率單元變頻器
9.7.1 功率單元串聯(lián)多電平變頻器原理
9.7.2 特點(diǎn)及構(gòu)成實(shí)例
9.7.3 具有再生能力多重化的中（高）壓變頻器
9.8 直接串聯(lián)IGBT、IGCT變頻器
9.8.1 直接串聯(lián)IGBT變頻器
9.8.2 直接串聯(lián)IGCT變頻器
9.9 直接串聯(lián)組件變頻器與其他變頻電路方式的比較
9.9.1 直接串聯(lián)與交.交變頻器的比較
9.9.2 直接串聯(lián)與電流源型變頻器的比較
9.9.3 直接串聯(lián)與多電平、多重化電路方式的比較
第10章 中小容量變頻器的主電路及特點(diǎn)
10.1 中小容量通用變頻器
10.1.1 通用變頻器的主電路
10.1.2 控制技術(shù)
10.1.3 功能特點(diǎn)
10.1.4 通用變頻器的規(guī)格
10.2 智能型變頻器的主電路及特點(diǎn)
10.2.1 系統(tǒng)的組成
10.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
10.2.3 硬件實(shí)現(xiàn)及結(jié)果
10.3 高功率因數(shù)變頻器的主電路及特點(diǎn)
10.4 風(fēng)機(jī)、水泵用節(jié)能型變頻器的主電路及特點(diǎn)
10.5 能量回饋式變頻器的主電路及特點(diǎn)
10.6 變頻空調(diào)用變頻器的主電路及特點(diǎn)
10.6.1 變頻壓縮機(jī)
10.6.2 變頻控制系統(tǒng)
10.6.3 一拖三變頻空調(diào)模糊變頻控制器
10.7 單相電容分相式電動(dòng)機(jī)變頻器主電路及其特點(diǎn)
10.7.1 單相電容電動(dòng)機(jī)的工作原理
10.7.2 單相電容電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)
10.7.3 單相電容式電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
10.7.4 輸出電流波形
第11章 變頻器電磁兼容措施及配套設(shè)備選用指南
11.1 對(duì)電源電網(wǎng)干擾的防止
11.1.1 變頻器接人配電電網(wǎng)
11.1.2 防止不同電源網(wǎng)絡(luò)電磁干擾的對(duì)策
11.2 變頻器輸入側(cè)產(chǎn)生高次諧波的機(jī)理
11.3 變頻器輸入側(cè)高次諧波對(duì)電網(wǎng)及其他設(shè)備的干擾
11.4 防止變頻器輸入側(cè)高次諧波干擾的配套設(shè)備
11.4.1 輸入側(cè)進(jìn)線電感小時(shí)，6脈沖變頻器可加輸入電抗器
11.4.2 輸入側(cè)進(jìn)線電感大時(shí)，可采用三相雙開關(guān)兩電平功率因數(shù)校正電路（PFc）
11.4.3 有能量回饋要求時(shí)，可采用三相六開關(guān)功率因數(shù)校正電路（PFC）
11.5 變頻器輸出側(cè)PwM控制產(chǎn)生高次諧波的機(jī)理
11.6 變頻器輸出側(cè)高次諧波干擾的途徑及對(duì)電動(dòng)機(jī)的危害
11.6.1 變頻器輸出側(cè)高次諧波干擾途徑
11.6.2 輸出側(cè)高次諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)的危害
11.7 防止變頻器輸出側(cè)高次諧波的配套設(shè)備
11.7.1 主電路采用多脈波、多電平、多重化
11.7.2 防止干擾的配套設(shè)備
11.8 數(shù)字電路干擾的產(chǎn)生及對(duì)策
11.8.1 干擾的產(chǎn)生
11.8.2 對(duì)策
11.9 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)
11.9.1 電壓畸變率規(guī)定
11.9.2 變頻器抗干擾國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
11.9.3 IEEE-519簡(jiǎn)介
11.9.4 國(guó)外部分品牌變頻器采標(biāo)情況
11.10 配套設(shè)備
11.10.1 變頻器主接線配套設(shè)備
11.10.2 電源協(xié)調(diào)用交流電抗器（Ac電抗器）
11.10.3 改善功率因數(shù)直流電抗器（Dc電抗器）
11.10.4 電源濾波器
第12章 按傳動(dòng)負(fù)載的類型和特性選用變頻器及配套設(shè)備
12.1 負(fù)載的類型和特性
12.1.1 負(fù)載特性
12.1.2 電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)工作制
12.1.3 負(fù)載的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩
12.1.4 DuGD2
12.1.5 過負(fù)載
12.1.6 齒輪的作用
12.1.7 前饋控制與反饋控制
12.2 速度控制
12.2.1 電動(dòng)機(jī)速度的確定條件
12.2.2 加減速時(shí)間
12.2.3 速度控制系統(tǒng)
12.3 位置控制
12.3.1 位置控制特點(diǎn)
12.3.2 開環(huán)位置控制方式
12.3.3 開環(huán)位置控制的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
12.3.4 手動(dòng)決定位置的控制方式
12.3.5 閉環(huán)位置控制方式
12.4 張力控制
12.4.1 采用轉(zhuǎn)矩電流控制張力
12.4.2 采用拉延控制張力
12.4.3 采用調(diào)節(jié)輥控制張力
12.4.4 采用張力檢測(cè)器控制張力
12.5 流量控制
12.5.1 流量控制方法
12.5.2 流量控制的特點(diǎn)
12.5.3 采用變頻器的流量控制系統(tǒng)
12.5.4 配套設(shè)備
12.5.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
12.6 溫度控制
12.6.1 溫度控制的特點(diǎn)
12.6.2 配套設(shè)備
12.6.3 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
12.7 壓力控制
12.7.1 壓力控制的特點(diǎn)
12.7.2 給水泵壓力控制
12.7.3 出口恒壓控制
12.7.4 預(yù)測(cè)末端壓恒定控制
12.7.5 出口壓階段控制
12.7.6 實(shí)際末端壓恒定控制
12.7.7 送風(fēng)機(jī)的靜壓控制
12.7.8 壓力系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
12.8 負(fù)載特性要求響應(yīng)快
12.8.1 要求響應(yīng)快的原因
12.8.2 快速響應(yīng)的表達(dá)
12.8.3 不同響應(yīng)時(shí)間變頻器的選擇
12.8.4 快速響應(yīng)系統(tǒng)選擇變頻器的要點(diǎn)
12.9 負(fù)載特性要求調(diào)節(jié)精度高
12.9.1 要求高精度的系統(tǒng)
12.9.2 高精度控制的實(shí)現(xiàn)
12.10 負(fù)負(fù)載
12.10.1 負(fù)負(fù)載的種類
12.10.2 變頻器的負(fù)負(fù)載控制功能
12.10.3 再生過電壓失速防止控制
12.10.4 制動(dòng)電阻與制動(dòng)單元
12.10.5 負(fù)負(fù)載系統(tǒng)變頻器及配套設(shè)備選用指南
12.11 沖擊負(fù)載
12.11.1 產(chǎn)生沖擊負(fù)載的系統(tǒng)
12.11.2 沖擊負(fù)載產(chǎn)生的問題
12.11.3 沖擊負(fù)載系統(tǒng)的變頻器及配套設(shè)備選用指南
12.11.4 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大負(fù)載
12.12 羅茨鼓風(fēng)機(jī)
第13章 按不同電動(dòng)機(jī)的種類選擇變頻器及配套設(shè)備
13.1 標(biāo)準(zhǔn)籠型電動(dòng)機(jī)
13.1.1 根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流選擇變頻器容量
13.1.2 輸出電壓
13.1.3 額定電壓、額定頻率時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性
13.1.4 低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性
13.1.5 短時(shí)最大轉(zhuǎn)矩
13.1.6 容許最高頻率范圍
13.1.7 噪聲
13.1.8 振動(dòng)
13.2 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)
13.3 同步電動(dòng)機(jī)
13.4 無刷直流電動(dòng)機(jī)
13.5 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)
13.6 直線電動(dòng)機(jī)
13.7 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
13.8 集成電動(dòng)機(jī)
13.9 變頻電動(dòng)機(jī)
13.9.1 低噪聲、低振動(dòng)變頻電動(dòng)機(jī)
13.9.2 增高轉(zhuǎn)矩特性變頻電動(dòng)機(jī)
13.9.3 高速變頻電動(dòng)機(jī)
13.9.4 帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的變頻電動(dòng)機(jī)
13.9.5 矢量控制用變頻電動(dòng)機(jī)
13.10 齒輪電動(dòng)機(jī)
13.10.1 頻率范圍
13.10.2 容許最低頻率
13.10.3 連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)矩特性
13.10.4 齒輪電動(dòng)機(jī)的最佳用法
13.10.5 其他注意事項(xiàng)
13.11 帶制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)
13.12 變極電動(dòng)機(jī)
13.13 防爆電動(dòng)機(jī)
13.14 單相電動(dòng)機(jī)
參考文獻(xiàn)