电力电子与变频技术

前言

项目一调光灯电路的安装与调试1

任务一晶闸管的结构与工作原理分析1

任务二单结晶体管触发电路分析9

任务三单相可控整流电路分析18

任务四三相可控整流电路的分析36

项目二温度控制器电路的分析46

任务一双向晶闸管的工作原理及控制46

任务二温度控制器电路的原理分析51

项目三PC主机开关电源电路59

任务一全控型电力电子器件的应用62

任务二DC/DC变换电路的工作原理分析87

任务三PC主机开关电源电路典型故障分析与维修101

项目四光伏逆变电路分析与调试112

任务一单相逆变电路分析113

任务二光伏逆变电路的分析与调试120

项目五变频器产品与性能131

任务一了解变频器产品131

任务二熟悉三菱500系列变频器140

项目六变频器的安装与接线152

任务一变频器的安装152

任务二变频器的接线155

项目七变频器的控制与运行168

任务一变频器的面板操作与内部和外部控制运行168

任务二变频器的组合运行与多段速度运行183

任务三变频器的PID控制运行189

项目八恒压供水变频控制系统接线调试和维护197

任务一变频恒压供水系统结构、接线及参数设置197

任务二恒压供水变频控制系统的接线、调试及维护201

附录211

附录A三菱500系列变频器的参数一览表211

附录BFR－700系列三菱变频器参数一览表220

参考文献2372100433B

在每个项目任务中均有学习目标、工作任务与教学环节，根据教学实际需要，任务中由浅入深安排了相关知识、实践指导、拓展知识、思考与习题环节。 学习目标：包括学习中要求达到的知识理解、分析问题、解决问题等方面的要求。

工作任务：包括学习中要求能完成的实践活动、分析问题、解决问题方面的训练。 相关知识：对工作任务所涉及到的基本概念、理论知识等进行介绍与说明。 实践指导：对要求学生掌握的基本理论与技能要求进行指导，内容主要基于浙江天煌科技实业有限公司的相关实训设备编写。 拓展学习：是对工作任务相关的理论作深入引导、相关技术应用及最新产品等进行介绍。

本书是普通高等教育国家级精品教材普通高等教育“十一五”国家级规划教材。内容主要包括：变频技术的基础知识、电力电子器件、交—直—交变频技术、脉宽调制技术、交—交变频技术、变频技术综合应用、变频器的选用与安装调试等。内容系统简洁，图文并茂，实用性较强。

第1章 概 述

1.1 变频技术

1.2 变频技术的发展

1.3小结

1．4习题

第2章 电力电子器件

2.1 半控型电力电子器件

2.1.1 晶闸管的特性及参数

2.1.2 晶闸管触发电路

2.1.3 数字触发器

2.1.4 晶闸管的串并联与保护

2.2 门极关断（GTO）

2.2.1 GTO晶闸管的特性及参数

2.2.2 GTO晶闸管的检测

2.2.3 GTO晶闸管的门极驱动电路

2.2.4 缓冲电路

2.3 功率晶体管（GTR）

2.3.1 GTR的结构及特性参数

2.3.2 GTR的驱动电路

2.3.3 GTR的保护电路

2.4 MOS器件

2.4.1 功率MOSFET

2.4.2 MOS门控晶闸管

2.5 绝缘栅双极晶体管（IGBT）

2.5.1 IGBT结构特点

2.5.2 IGBT的主要参数与基本特性

2.5.3 IGBT的驱动与保护技术

2.6 功率集成电路（PIC）

2.6.1 PIC技术

2.6.2 智能功率模块

2.7 电力电子技术的新发展

2.8小结

2.9习题

第3章 交-直-交变频技术

3.1 实现交-直-交变频的基本电路

3.1.1 交-直-交电压型变频

3.1.2 交-直-交电流型变频

3.2 脉冲调制型变频

3.3 谐振型变频

3.3.1 谐振直流环节逆变器的基本原理

3.3.2 谐振直流环节逆变电路举例

3.4小结

3.5习题

第4章 脉宽调制技术

4.1 PWM调制方法与控制技术

4.1.1 PWM控制的基本原理

4.1.2 PWM型逆变电路的控制方式

4.2 SPWM逆变器的控制技术

4.2.1 SPWM逆变器及其控制模式

4.2.2 具有消除谐波功能的SPWM控制模式的优化

4.2.3 用于SPWM控制的专用芯片与微处理器

4.3 电流跟踪型PWM逆变器控制技术

4.3.1 电流跟踪型PWM逆变器的运行原理

4.3.2 开关频率恒定的电流跟踪型PWM控制技术

4.4 PWM变频技术在调速控制系统中的应用

4.4.1 PWM控制信号的产生

4.4.2 反馈信号的测取

4.5小结

4.6习题

第5章 交-交变频技术

5.1 交-交变频的工作原理

5.1.1 工作原理及运行方式

5.1.2 主电路型式及控制方法

5.1.3 功率器件的电压、电流容量

5.2 交-交变频类型

5.2.1 矩形波交-交变频

5.2.2 正弦波交-交变频

5.3小结

5.4习题

第6章 变频器的选择和容量计算

6.1 变频调速的优点

6.2 变频器的分类

6.3 变频器的选择

6.3.1 不同控制对象时变频器的选择

6.3.2 要求响应快、精度高时变频器的选择

6.3.3 负负载及冲击负载时变频器的选择

6.4 变频器容量计算

6.4.1 根据电动机电流选择变频器容量

6.4.2 输出电压

6.4.3 输出频率

6.4.4 保护结构

6.4.5 V/f模式

6.4.6 电网与变频器的切换

6.4.7 瞬停再起动

6.5小结

6.6习题

第7章 变频器的安装接线、调试与维修

7.1 变频器原理框图及接线

7.1.1 变频器的基本结构

7.1.2 原理框图和接线图

7.2 变频调速系统的主电路

7.3 主回路电线

7.4 变频器的控制电路

7.5 控制电路电线

7.6 变频器的安装

7.6.1 设置场所

7.6.2 使用环境

7.6.3 安装环境

7.6.4 安装方法

7.7 变频器的抗干扰

7.8可编程控制器与变频器的连接

7.9 变频调速系统的调试

7.9.1 通电前的检查

7.9.2 变频器的功能预置

7.9.3 电动机的空载试验

7.9.4 调速系统的负载试验

7.10 变频器的维修与检查

7.11 变频器的保护功能及故障诊断

7.12 变频器实例

7.13 变频器发展趋势

7.14小结

7.15习题

第8章 变频技术综合应用

8.1 变频技术应用

8.2 变频技术在照明和电源设备上的应用

8.2.1 高频照明技术

8.2.2 高频镇流器类型

8.2.3 镇流器鉴别

8.2.4 变频电源

8.2.5 不间断电源(UPS)

8.2.6 单相在线式UPS典型实例

8.2.7 UPS发展方向

8.2.8 集成一体化电源

8.3 变频技术在空调设备上的应用

8.3.1 中央（集中）空调

8.3.2 用于空调设备的冷水泵

8.3.3 家用空调

8.4 变频技术在机床设备上的应用

8.4.1 数控机床

8.4.2 车床

8.4.3 磨床

8.4.4 注塑机

8.5 变频技术在电梯设备上的应用

8.5.1 概述

8.5.2 电梯

8.5.3 电梯的控制方式

8.5.4 自动扶梯

8.6 变频技术在生产线中的应用

8.7 变频调速技术在教学实验设备中的应用

8.8 其他变频家电简介

8.9小结

8.10习题

《电动机控制与变频技术》以项目的形式呈现，以任务驱动完成学习任务。全书共安排了6个项目，19个任务，内容主要涵盖了三相异步电动机的操作、常用低压电器的识别与检测、三相异步电动机基本控制线路的安装、变频器的基本结构及操作（E500）、变频器与PLC组成的调速系统、变频器的综合应用。《电动机控制与变频技术》在编写时从行业实际需求出发，从学习者便于学习、操作出发，从教师便于教学的目的出发，从教育管理者便于量化、考核出发，进行精心组织安排设计，力求易学、会懂，便于操作。使学习者能很快应用新知识，熟练新技能，达到更快、更好地适应就业岗位的需求。

《电动机控制与变频技术》为应用型中职教材，可作为职业学校电类、机电类、电气类学习教材，也可以供相关专业技术人员培训学习参考。