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项目一 认识变频器1

任务一 变频的内涵1

一、变频调速的原理1

二、变频器的构成框图3

任务二 变频器的主电路4

一、变频器的分类4

二、交—直—交变频器的主电路5

三、逆变原理7

四、变频器中的半导体开关器件8

任务三 变频器操作实验10

一、变频器面板及工作模式介绍11

二、变频器的面板操作及运行14

三、变频器的外部运行、组合运行16

任务四 变频器相关内容拓展17

一、变频器的应用17

二、变频器的外接主电路、各元器件的作用及选择18

三、实物变频器的内部构成解析20

项目小结21

思考题21

项目二 变频与变压23

任务一 变频与变压概述23

一、异步电动机的平衡方程23

二、变频也需变压26

三、变频变压的实现方法27

任务二 变频器主电路参数的测量30

一、输出电压的测量31

二、输入电流的测量32

三、功率的测量33

项目小结33

思考题34

项目三 变频调速时电动机的机械 特性35

任务一 异步电动机及各类负载的机械特性35

一、异步电动机的机械特性35

二、电动机的稳定运行36

三、异步电动机的起动和制动37

四、负载的机械特性37

任务二 电动机变频后的机械特性39

一、调频、调压比39

二、变频后电动机的机械特性39

三、变频后电动机的有效转矩线41

四、对额定频率fN以下变频调速特性的修正42

五、变频调速时理想有效转矩线的特点43

项目小结45

思考题46

项目四 提高转矩的方法47

任务一 V/F控制47

一、V/F控制的程度47

二、V/F控制功能的选择48

三、转矩补偿时U/f值的验证49

四、补偿不当举例50

任务二 矢量控制50

一、直流电动机与异步电动机调速上的差异51

二、矢量控制中的等效变换51

三、变频器矢量控制的基本思想及反馈53

四、V/F控制与矢量控制的区别54

五、使用矢量控制的要求54

任务三 传动机构的作用55

一、拖动系统的组成55

二、传动机构的作用及系统参数折算56

任务四 基本频率、电动机磁极对转矩的影响58

一、基本频率对转矩的影响58

二、不同磁极的电动机有效转矩的差别59

三、转矩提高的综合思考60

项目小结61

思考题62

项目五 变频器的各种频率参数63

任务一 各种频率参数的意义及验证63

一、各种频率参数的意义63

二、常见频率参数的功能验证64

任务二 多挡转速频率的控制和验证65

一、多挡转速频率的控制65

二、多挡转速运行验证66

三、多挡转速的PLC控制验证68

任务三 程序控制69

一、程序控制概述69

二、程序运行方式验证70

项目小结74

思考题74

项目六 变频器的加速与减速76

任务一 加速及起动76

一、工频起动与变频起动76

二、加速时间77

三、加速模式79

任务二 减速与停机80

一、减速时电动机工作在发电状态80

二、减速时的泵升电压81

三、制动电阻和制动单元的作用82

四、制动电阻的选择82

任务三 变频器的保护功能83

一、过载和过电流保护83

二、电压保护85

三、自动重合闸85

项目小结86

思考题87

项目七 变频器的控制端子及外接控制电路88

任务一 变频器的控制端子88

一、变频器的输入控制端子88

二、变频器的输出控制端子94

任务二 变频器控制端子功能验证97

一、监视器输出信号的应用验证97

二、自锁、加减速端子和封锁输出的应用验证99

三、模拟量输入端子的应用实验100

四、实现电动机正反转的几种方法102

五、多功能端子的应用103

任务三 变频／工频切换控制电路105

一、继电器控制电路105

二、变频器自带的切换功能106

项目小结108

思考题109

项目八 变频调速系统闭环控制111

任务一 PID控制的基本知识111

一、闭环控制111

二、PID调节112

三、传感器接线及目标值的设置方式115

任务二 PID闭环调节实验117

一、反馈值取自电位器时的操作117

二、有实验设备时的操作118

项目小结120

思考题121

项目九 变频器的安装、调试及干扰防范122

任务一 变频器的安装及布线122

一、变频器的设置环境122

二、变频器的安装123

三、变频器的布线124

任务二 变频器的功率因数和改善措施126

一、变频器输入电流中的高次谐波126

二、高次谐波对功率因数的影响127

任务三 变频器的抗干扰措施128

一、外界对变频器的干扰129

二、变频器对周边设备的干扰和对策129

任务四 变频调速系统的调试及常见故障132

一、变频调速系统的调试132

二、变频调速系统故障原因分析133

项目小结134

思考题135

项目十 变频调速拖动系统的设计136

任务一 变频调速系统设计的基本知识136

一、变频调速系统设计的基本要求136

二、变频调速系统中电动机的有效转矩线和有效功率线138

任务二 恒转矩负载变频调速系统的设计139

一、恒转矩负载的基本特点139

二、系统设计的主要问题140

三、电动机和变频器的选择143

任务三 恒功率负载变频调速系统的设计144

一、恒功率负载的基本特点144

二、系统设计的主要问题145

三、电动机和变频器的选择148

任务四 二次方律负载变频调速系统的设计149

一、二次方律负载的基本特点149

二、系统设计的主要问题149

三、电动机与变频器的选择150

项目小结151

思考题152

项目十一 风机、水泵类负载变频调速应用实例153

任务一 变频调速的节能153

一、节能的几种情况153

二、节能的计算156

任务二 风机和空气压缩机的变频调速157

一、风机的变频调速157

二、空气压缩机的变频调速159

任务三 恒压供水系统162

一、单机的恒压供水系统162

二、PLC控制的1控3的恒压供水系统164

三、变频器自带的恒压供水控制165

任务四 水泵的变频调速168

一、中央空调冷却水的变频调速系统168

二、水位控制的变频调速系统171

项目小结173

思考题174

项目十二 其他各类负载变频调速应用实例175

任务一 多单元同步的变频调速系统175

一、概述175

二、手动微调的同步控制175

三、自动微调的同步控制176

任务二 起重机械的变频调速178

一、起重机械中的电动机运行状态178

二、再生电能的处理179

三、溜钩的防止180

任务三 车床主轴的变频调速182

一、普通车床的大致构造182

二、普通车床主运动的负载性质182

三、计算实例183

任务四 龙门刨床的变频调速186

一、龙门刨床的构造与工作特点186

二、刨台运动的变频调速187

项目小结189

思考题190

项目十三 变频器与其他设备的通信191

任务一 通信的基础知识191

一、数据通信方式191

二、数据传送方向193

三、传送介质193

四、串行通信接口标准193

任务二 三菱系列变频器的RS-485通信194

一、数据格式194

二、数据定义196

三、三菱PLC串行数据通信196

四、变频器通信设置198

任务三 变频器与其他自动化设备通信实验199

一、触摸屏与变频器的通信199

二、PLC与变频器的通信203

项目小结208

思考题209

项目十四 高压变频及其应用211

任务一 高压变频器的组成原理211

一、高压变频器的分类211

二、单元串联高压变频器的构成214

三、高压变频器的应用领域216

任务二 高压变频器的操作及常见功能216

一、常见产品界面介绍216

二、高压变频器的操作218

任务三 应用举例220

一、发电厂引风机变频改造220

二、高压变频器在冶金企业中的应用222

项目小结224

思考题225

附录226

附录A 简易实验台的制作226

一、需要的材料和元器件226

二、实验台的制作226

附录B 三菱FR-A700变频器简介227

一、三菱FR-A700变频器端子图227

二、三菱FR-A700变频器端子说明227

三、三菱FR-A700变频器主要功能说明230

附录C 森兰变频器简介243

一、森兰SB60G系列变频器端子图243

二、森兰SB60G系列变频器控制回路端子说明243

三、森兰SB60G系列变频器主要功能说明244

参考文献248