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第1章 交流电动机变频调速原理及发展1

1.1 交流异步电动机的调速方式1

1.2 交流异步电动机变频调速原理2

1.3 变频器的发展5

1.3.1 变频器的发展历程5

1.3.2 变频器的主要发展方向9

1.4 交流异步电动机变频调速时的机械特性10

1.4.1 基频以下变频调速时的机械特性11

1.4.2 基频以上变频调速时的机械特性12

1.5 变频调速系统中生产机械的负载特性13

1.5.1 恒转矩负载特性13

1.5.2 平方降转矩负载14

1.5.3 恒功率负载15

1.6 我国变频器应用范围及市场前景16

1.6.1 应用范围16

1.6.2 市场前景17

小结18

思考题18

第2章 变频器的电路结构19

2.1 变频器的基本电路结构19

2.2 变频器主电路结构21

2.2.1 交—交变频器主电路结构及工作原理21

2.2.2 交—直—交变频器主电路结构23

2.3 变频器的分类25

小结26

思考题27

第3章 变频器中的脉宽调制控制技术28

3.1 正弦脉宽调制控制技术28

3.1.1 正弦脉宽调制原理28

3.1.2 正弦脉宽调制波的产生30

3.1.3 正弦脉宽调制方法32

3.2 电流滞环跟踪控制技术33

3.3 电压空间矢量控制技术34

3.3.1 空间矢量的定义34

3.3.2 电压与磁链空间矢量的关系36

3.3.3 电压空间矢量线性组合法38

小结40

思考题41

第4章 基于数学模型的变频调速系统42

4.1 转速开环恒压频率比控制的变频调速系统43

4.2 转速闭环转差频率控制的变频调速系统45

4.2.1 转差频率控制的基本概念45

4.2.2 转差频率控制规律46

4.2.3 转差频率控制的闭环变频调速系统47

4.3 三相异步电动机的动态数学模型48

4.3.1 三相异步电动机动态数学模型的性质49

4.3.2 三相异步电动机的动态数学模型50

4.3.3 矢量控制理论中的坐标变换和坐标变换阵53

4.3.4 三相异步电动机在两相同步旋转坐标系下的动态数学模型60

4.3.5 三相异步电动机在两相静止坐标系下的动态数学模型61

4.3.6 三相异步电动机按转子磁链定向旋转坐标系下的动态数学模型62

4.4 按转子磁场定向的异步电动机矢量控制系统65

4.4.1 转速和磁链闭环控制的直接矢量控制系统65

4.4.2 转子磁链观测器66

4.4.3 磁链开环与转速闭环转差型间接矢量控制系统69

4.5 无速度传感器矢量控制系统70

4.6 直接转矩控制系统72

4.6.1 直接转矩控制的基本思路72

4.6.2 直接转矩控制系统的构成73

小结75

思考题76

第5章 通用变频器的常用功能77

5.1 频率给定功能77

5.1.1 频率给定方式77

5.1.2 变频器中常用的频率术语80

5.1.3 运行频率的设置82

5.2 起动与加速功能85

5.2.1 变频器的加速曲线85

5.2.2 变频器的起动方式86

5.2.3 加速时间及自处理功能87

5.3 制动与减速功能88

5.3.1 变频器制动方式88

5.3.2 制动时间及自处理功能89

5.4 其他常用控制功能90

小结93

思考题93

第6章 西门子MM4系列变频器简介94

6.1 MM4系列变频器类型94

6.2 MM4系列变频器的基本构成95

6.3 MM4系列变频器的控制方法97

6.4 MM4系列变频器参数介绍100

6.4.1 MM4系列变频器的参数类型100

6.4.2 MM4系列变频器参数说明101

6.4.3 MM4系列变频器的参数组102

6.4.4 用BOP修改MM4系列变频器参数的操作方法104

6.5 MM4系列变频器参数的调试方法105

小结107

思考题108

第7章 MM4系列变频器的功能调试109

7.1 MM4系列变频器的基本功能参数109

7.2 MM4系列变频器基本功能调试116

小结128

思考题128

第8章 设备的选择与安装及故障处理131

8.1 变频器的选择131

8.1.1 根据负载的特性选择变频器131

8.1.2 变频器容量的选择132

8.1.3 变频器箱体结构的选用135

8.2 电动机的选择137

8.2.1 异步电动机的防护类型与容量的选择137

8.2.2 使用变频器驱动时电动机出现的新问题138

8.2.3 电动机容量的计算138

8.3 变频器外围设备及其选择140

8.4 变频器的安装146

8.4.1 变频器的安装环境要求146

8.4.2 变频器的安装方式148

8.5 变频器的接线149

8.5.1 主回路端子的接线149

8.5.2 控制回路端子的接线151

8.6 变频器电气柜的设计154

8.6.1 变频电气柜设计前的要求154

8.6.2 电气柜的设计155

8.6.3 柜体的布局设计156

8.6.4 变频器柜的配线157

8.7 变频器故障及处理158

8.7.1 变频器的故障分类158

8.7.2 变频器常见故障及原因159

8.7.3 西门子MM4系列变频器的常见故障类型及排除方法160

8.7.4 变频器维修常用的检测方法161

小结162

思考题163

第9章 变频拖动系统的设计164

9.1 生产机械对变频拖动系统的基本要求164

9.1.1 在机械特性方面的要求164

9.1.2 在运行可靠性方面的要求165

9.1.3 变频供电对异步电动机的影响166

9.2 变频调速时异步电动机的有效转矩线168

9.3 恒转矩负载的变频拖动169

9.3.1 控制方式的选择170

9.3.2 改变低频性能与提高电动机输出转矩170

9.3.3 提高恒转矩负载的变频调速范围171

9.3.4 恒转矩负载的功能预置要点172

9.4 恒功率负载的变频拖动176

9.4.1 恒功率负载下的电动机容量选择问题176

9.4.2 降低电动机容量的方法177

9.4.3 金属切削机床的降容方法180

9.5 平方降转矩负载的变频拖动184

9.5.1 V／f控制线的选择与节能效果184

9.5.2 风机的变频控制185

9.5.3 水泵的变频控制189

小结190

思考题191

第10章 MM4系列变频器的应用实例192

10.1 MM440变频器在电梯上的应用192

10.1.1 系统概述192

10.1.2 系统的组成和基本原理193

10.1.3 变频器参数的设定194

10.2 MM430变频器在恒压供水中的应用196

10.2.1 恒压供水变频调速系统的节能原理196

10.2.2 恒压供水变频调速系统198

10.3 MM440变频器在离心机中的应用204

10.3.1 常规电器实现的电杆变频调速离心机控制系统205

10.3.2 利用BICO功能实现的电杆变频调速离心机控制系统207

10.4 MM440变频器在拉丝机中的应用210

10.4.1 拉丝机设备的构成211

10.4.2 拉丝机控制功能要求212

10.4.3 拉丝机变频调速系统的参数设定214

10.5 MM440变频器在钢包车运行中的应用215

10.5.1 工艺简述215

10.5.2 电气控制系统的组成215

10.5.3 变频器参数设定216

小结218

思考题218

参考文献219