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第1章 电力半导体器件及应用1

1.1 概述1

1.2 双极晶体管（BJT）2

1.2.1 BJT的发展2

1.2.2 BJT的主要参数4

1.2.3 BJT的安全工作区6

1.2.4 BJT的驱动8

1.2.5 BJT的保护11

1.2.6 BJT的并联运行14

1.2.7 BJT的选择19

1.2.8 散热器的设计21

1.3 绝缘栅双极晶体管（IGBT）24

1.3.1 IGBT产品介绍25

1.3.2 IGBT的构造说明25

1.3.3 IGBT的主要参数及基本特性27

1.3.4 IGBT使用注意事项28

1.3.5 IGBT的驱动30

1.4 其他电力半导体器件33

1.4.1 电力场效应晶体管（MOSFET）33

1.4.2 可关断晶闸管（GTO）37

1.4.3 场控晶闸管（MCT）40

1.5 智能型电力集成模块的发展41

1.6 应用举例42

1.6.1 步进电动机驱动系统42

1.6.2 开关磁阻电动机驱动系统49

参考文献56

第2章 通用变频器的原理58

2.1 概述58

2.1.1 变频调速的概况58

2.1.2 通用变频器的概况62

2.2 变频器的简单原理68

2.2.1 变频调速的基本控制方式68

2.2.2 变频器的基本构成71

2.3 变频器的分类72

2.3.1 按直流电源的性质分类72

2.3.2 按输出电压调节方式分类74

2.3.3 按控制方式分类76

2.3.4 按主开关器件分类79

2.4 6脉冲方波逆变器82

2.5 PWM逆变器83

2.5.1 SPWM控制84

2.5.2 同步调制与异步调制87

2.5.3 谐波分析与输出电压调节88

2.5.4 谐波消去法91

2.5.5 瞬时电流跟踪控制93

2.6 二极管整流器94

2.7 斩控式整流器98

2.7.1 斩控式整流器的原理100

2.7.2 调压原理105

2.7.3 斩控整流电路的工作状态106

2.8 变频器传动中的制动状态108

2.8.1 动力制动109

2.8.2 再生制动110

2.8.3 采用共用直流母线的多电动机传动111

2.8.4 直流制动113

2.9 通用变频器的控制方式与性能115

2.9.1 异步电动机变频调速时的转矩特性116

2.9.2 普通功能型U/f控制通用变频器122

2.9.3 高功能型U/f控制通用变频器124

2.9.4 高动态性能型矢量控制通用变频器133

参考文献144

3.1 使用通用变频器的目的及其效益145

第3章 通用变频器构成的调速系统145

3.1.1 节能应用147

3.1.2 提高生产率153

3.1.3 提高产品质量155

3.1.4 设备的合理化157

3.1.5 适应或改善环境159

3.2 使用通用变频器的技术优势159

3.3 通用变频器的功能164

3.4 生产机械的驱动179

3.4.1 生产机械的转矩特性181

3.4.2 生产机械的起动和制动186

3.5 异步电动机的选择190

3.5.1 异步电动机形式和容量的选择190

3.5.2 负载功率的计算194

3.5.3 异步电动机选用时的注意事项198

3.6 变频器及其外围设备的选择202

3.6.1 通用变频器的标准规格202

3.6.2 变频器类型的选择211

3.6.3 变频器容量的计算212

3.6.4 变频器的外围设备及其选择257

参考文献263

第4章 通用变频器的运行及维护264

4.1 通用变频器铭牌及面板操作264

4.1.1 通用变频器的铭牌264

4.1.2 通用变频器的面板266

4.1.3 通用变频器的功能码268

4.1.4 面板的显示和操作277

4.2 通用变频器标准接线及端子功能278

4.2.1 主电路连接278

4.2.2 控制电路的连接279

4.2.3 制动电阻的连接283

4.2.4 基本原理接线图284

4.3 通用变频器的安装环境与空间284

4.3.1 安装环境284

4.3.2 安装空间286

4.4 变频器的运行288

4.4.1 通电前的检查289

4.4.2 设定数据码289

4.4.3 试运行292

4.4.4 控制端子外部信号操作运行292

4.5.2 跳跃频率293

4.5 变频器的某些特殊功能293

4.5.1 电动机转矩提升的设定293

4.5.3 瞬时停电再起动294

4.5.4 转差补偿功能296

4.6 变频器的维护及故障处理297

4.6.1 日常维护与检查297

4.6.2 变频器本身的保护功能298

4.6.3 常见故障检查与处理300

4.7 使用变频器的注意事项301

4.7.1 接线及防止噪声的注意事项301

4.7.2 关于输入和输出的注意事项302

4.7.3 用于特殊电动机时的注意事项306

4.8 变频器的测量与实验方法307

4.8.1 目前常见的测量仪表307

4.8.2 变频器的测量与仪表的选择308

4.8.3 输入侧的测量308

4.8.4 输出侧的测量310

4.9 关于变频器的长期保管311

4.10 富士系列变频器312

4.11 三垦（SANKEN）系列变频器314

参考文献316

5.1 引言317

第5章 变频器的应用317

5.2 变频器的基本接线图319

5.3 变频器在电梯上的应用321

5.3.1 电梯传动控制系统概述321

5.3.2 高速电梯的变频器控制322

5.3.3 低速电梯的高载波频率变频器控制323

5.3.4 液压电梯的传动控制系统324

5.3.5 电梯门的传动控制系统326

5.4.1 泵的特性分析327

5.4 变频器在泵上的应用327

5.4.2 变频器控制泵时的几个问题329

5.4.3 应用实例331

5.5 变频器在风机控制方面的应用334

5.5.1 楼房空调外调扇的控制334

5.5.2 冷却塔风扇的控制336

5.5.3 发电厂锅炉鼓风机的控制338

5.5.4 大电动机冷却扇的控制339

5.5.5 集尘扇的控制341

5.6.1 自动车床的变频器控制343

5.6 变频器在机床方面的应用343

5.6.2 数控车床的控制344

5.6.3 立式车床的控制346

5.6.4 立式万能机床的控制347

5.6.5 旋转平面磨床的控制348

5.6.6 剃齿机的控制350

5.7 在装卸与搬运方面的应用351

5.7.1 升降吊车的控制351

5.7.2 输送平台车的控制354

5.7.3 塔式起重机的控制355

5.7.4 出料传送带与粉末供料器的控制357

5.8 空调设备的变频器控制359

5.8.1 多重分隔空调的控制359

5.8.2 房间空调的控制360

5.9 工业洗衣机的变频器控制361

5.10 压缩机的变频器控制364

5.11 在生产线上的应用366

5.11.1 钢铁生产线的控制366

5.11.2 胶片及造纸生产线的控制367

参考文献369

附录 生产销售通用变频器的部分厂商名录370