通用变频器应用技术

1、全书系统地论述了通用变频器的原理和应用技术；

2、条理清楚、全面，介绍翔实，内容兼具普遍性和具体性；

3、密切联系工程实际，取材先进、新颖，引入学科交叉内容，介绍了一些实用的新思想、新方法和新技术，有较好的启发和指导作用。

4、着重应用，突出理论联系实际；5、写作上力求文字精练，通俗易懂，便于读者理解和自学。

第1章 基础知识

1.1 调速综述

1.2 异步电动机

1.3 电力半导体器件

第2章 变频器工作原理

2.1 概述

2.2 变频调速原理

2.3 交-直-交变频器

2.4 交-交变频器

2.5 矢量控制变频器

2.6 直接转矩控制变频器

2.7 变频器的端子和功能码

第3章 变频器的运行

3.1 变频器的运行方式

3.2 运行参数

3.3 起动

3.4 制动

3.5 节能运行

第4章 变频器的选择

4.1 通用变频器品牌及参数

4.2 变频器类型的选择

4.3 变频器容量的计算

4.4 变频器选择注意事项

4.5 变频器的外围设备及选择

第5章 变频器的可靠性

5.1 变频器常见保护功能及外加保护

5.2 高次谐波及其抑制

5.3 变频器抗干扰措施

5.4 具体保护功能和有关操作

第6章 变频器的安装与使用

第7章 变频调速拖动系统的设计

第8章 变频器的应用

附录

参考文献

本书内容包括电动机、电力半导体有关知识，各类型变频器工作原理，变频器各运行方式，变频器各品牌介绍和容量计算方法，变频器可靠性原理及抗干扰措施，变频器安装、操作、维护方法，根据对象的调速系统设计方法，以及一些典型应用实例。书中以富士品牌为背景机对变频器的具体功能、操作等进行了介绍，由于各变频器有共通性，读者结合其他品牌的产品说明，可做到举一反三，触类旁通。

“攻略”引自成语“攻城略地”，即“进攻占领”的意思。所谓“通用变频器应用技术完全攻略”就是将攻克变频器技术壁垒，将变频器技术的学习诀窍、流程指南、学习方法、注意要点、应用技巧等告知，让读者省去摸索的时间，少走或不走弯路，完全把变频器技术学到手，达到事半功倍的效果。

本书的宗旨是以“授人以渔”的方法，指导和引领变频器应用的工程技术人员在掌握正确的设计理念和方法的基础上，以设计实践案例为示范和样板，与时俱进、举一反三，不断创新，真正能设计出变频器技术工程应用的精品。

本书内容翔实、图文并茂、讲解透彻、实用性强，可供从事变频器技术应用与研究的人员学习使用，也可作为大中专院校相关专业的实用教材和参考书。

通用变频器作为交流电动机的驱动装置，具有调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等优点，在各种生产机械中，如风机、水泵、生产线、机床、纺织机械、塑料机械、造纸机械、食品机械、石化设备、工程机械、矿山机械、钢铁机械、起重机械、数控伺服、冷轧机同步传动、高楼供水等多种场合都有着极其广泛的应用，它可以提高自动化水平、机械性能、生产效率、产品质量和节省能源，已成为现代电气传动自动化的一项核心技术。此外，它重要的技术特征是还可以充分地与现代网络技术结合，发挥智能控制的优势，实现分布式网络控制系统，是现代工业企业自动化的重要发展方向。概括之，通用变频器在各行各业中的各种设备上的应用，已成为当今节电、改造传统工业、改善工艺流程、提高生产过程自动化水平、提高产品质量、改善环境、推动技术进步的主要手段之一，是国民经济和日常生活中普遍需要的高新技术，也是国际上技术更新换代最快的领域之一，在国际上称其为绿色技术。为此，学习变频器、操作变频器、应用变频器也是当代电工必备的岗位技能之一。

本书的写作意图不仅仅是满足普及应用变频器知识的需要，更偏重于中/高档次复杂控制系统的开发应用。它以工程应用的开发设计为主线，从实用的角度出发，详尽介绍了变频器工程应用必需的技术基础；用“授人以渔”的方法，重点介绍了变频器应用的技巧、工程开发应用设计的方法；又给出了大量的工程应用设计实践案例，内容丰富，可读性、可用性和实践性强。完全攻略能给人提供攻克变频器应用技术的学习指南、注意要点、诀窍、方法和步骤等，给人以指引和启迪；设计实践案例能够提供示范、样板和经验，让读者省去摸索的时间，少走或不走弯路，完全把变频器应用技术学到手，达到事半功倍的效果。本书的宗旨就是引领变频器工程技术人员在掌握正确的设计理念和方法的基础上，以设计实践案例为示范和样板，举一反三，真枪实弹地创造出变频器工程应用的精品来。

第1章快速打开变频器交流调速应用技术的大门1

1.1概述1

1.1.1交流调速的基本原理2

1.1.2开环调速与闭环调速9

1.1.3交流调速的应用及发展10

1.2简易交流调速及控制线路11

1.2.1变极调速11

1.2.2串电阻调速15

1.2.3串级调速17

1.2.4滑差电动机调速（电磁转差离合器调速）19

1.2.5调压调速20

1.3变频器的基本组成和控制原理21

1.3.1变频器的基本组成21

1.3.2PAM（Pulse Amplitude Modulation）方式22

1.3.3PWM（Pulse Width Modulation）方式23

1.3.4调制比（载波比）24

1.3.5U/f控制的原理25

1.3.6恒功率变频调速方式26

1.3.7U/f变频器的U/f曲线的使用26

1.3.8高功能型的U/f变频器27

1.3.9矢量控制变频器28

1.4变频器的分类方法和应用领域31

1.4.1变频器的基本结构31

1.4.2变频器的分类方法32

1.4.3变频器的应用领域36

1.5典型变频器37

1.5.1富士变频器的基本性能37

1.5.2基本功能及使用操作37

1.5.3常用功能的软件设计及举例41

1.6变频器典型电路设计及应用举例45

1.6.1变频器的基本接线及电路设计45

1.6.2采用变频器的开环控制系统举例46

1.6.3采用变频器的闭环系统举例47

1.7国内外其他几种典型通用变频器技术数据48

1.7.1日本富士电机通用变频器系列48

1.7.2日本安川电机通用变频器系列59

1.7.3日本三菱电机通用变频器系列66

1.7.4日本三立系列变频器系列82

1.7.5德国西门子通用变频器系列85

1.7.6法国通用变频器系列87

1.7.7瑞典ABB通用变频器系列90

1.7.8丹麦丹佛斯通用变频器系列92

1.7.9中国香港三肯通用变频器系列95

1.7.10中国台湾台安通用变频器系列97

1.7.11四川佳灵JP6C-T9/J9变频器系列100

1.7.12广州数控设备厂DA-98交流伺服控制变频器系列101

1.7.13佳灵牌JP6C变频器系列102

1.7.14华为变频器系列103

1.7.15森兰变频器105

1.8国内外几种典型变频器应用接线图109

1.8.1日本富士5000 G9S/P9S系列变频器109

1.8.2日本安川通用型变频器VS-616G11系列110

1.8.3日本三菱通用变频器115

1.8.4日立通用变频器116

1.8.5德国西门子通用变频器118

1.8.6法国通用变频器119

1.8.7瑞典ABB Comp-ACS600系列变频器原理方框图124

1.8.8丹佛斯VLT5000系列变频器接线图124

1.8.9中国台湾台安系列变频器124

1.8.10四川佳灵JP6C-T9/J9变频器接线图126

习题与思考题126

第2章熟知典型三菱FR-A500系列通用变频器的操作应用128

2.1通用变频器的基本操作应用128

2.1.1通用变频器的认知128

2.1.2通用变频器的操作146

2.1.3变频器的外部运行操作157

2.1.4变频器的组合运行操作162

2.1.5变频器的程序运行操作166

2.1.6变频器的PID控制运行操作170

2.2PLC与变频器组成调速系统的应用操作172

2.2.1PLC与变频器的连接操作172

2.2.2PLC控制变频器实现电动机的正反转操作177

2.2.3变频与工频的切换控制操作179

2.2.4多段速调速的控制操作184

2.3日本三菱新系列FR-A540变频器188

2.3.1三菱FR-A540端子说明188

2.3.2三菱FR-A540主要功能说明190

习题与思考题193

第3章熟知典型西门子MM420/MM440变频器的操作应用195

3.1西门子MM420变频器操作常用的主要参数信息195

3.1.1西门子MM420变频器操作常用的参数表195

3.1.2MM420变频器操作常用的故障代码表与报警信息表209

3.1.3MM420变频器操作常用的报警信息表210

3.2MM420变频器的接线、面板操作与基本参数设置运行212

3.2.1基本知识212

3.2.2操作训练222

3.3MM420变频器开关量操作223

3.3.1基本知识223

3.3.2操作训练225

3.4MM420变频器模拟量操作227

3.4.1基本知识227

3.4.2操作训练229

3.5MM420变频器固定频率运行操作231

3.5.1基本知识231

3.5.2操作训练234

3.6用MM440变频器实现对交流电动机的变频调速控制236

3.6.1大楼的恒压供水变频调速控制236

3.6.2加热炉鼓风机变频调速控制251

3.6.3 带式输煤机变频调速控制257

3.6.4超重机械变频调速控制265

3.6.5薄膜卷绕机械变频调速控制276

3.6.6数控车床主轴变频调速控制283

习题与思考题289

第4章熟练掌握常用变频器的一些典型应用实例291

4.1变频器在轧钢厂供水系统中的应用实例291

4.1.1工艺对控制提出的要求291

4.1.2变频器的选型292

4.1.3变频器的原理接线图293

4.1.4运行与操作294

4.1.5使用时应注意的事项294

4.1.6水泵变频调速运行的经济分析294

4.2高压变频器在火力发电厂灰浆泵系统中的应用实例295

4.2.1灰浆泵改为变频调速前存在的问题295

4.2.2变频器、电动机、灰浆泵的技术规格295

4.2.3变频器296

4.2.4变频调速的优点296

4.2.5调试及运行297

4.2.6变频调速应用前后的经济效益比较297

4.3华为电气TD2100供水专用变频器应用实例298

4.3.1用户密码设定299

4.3.28种供水模式299

4.3.36段定时压力给定设置299

4.3.4休眠泵控制功能299

4.3.5定时轮换控制299

4.3.6排污泵控制功能300

4.3.7进水池液位检测及控制300

4.3.8故障自动电话拨号300

4.4电弧炉变频调速自动加料系统应用实例301

4.4.150t大功率电弧炉加料工艺要求301

4.4.2微机控制变频调速配料系统302

4.4.3应用效果分析302

4.5PLC和变频器在电梯控制中的应用实例303

4.5.1PLC用于电梯控制的特点303

4.5.2PLC-VVVF变频电梯框图304

4.5.3G7变频器在电梯拖动控制中所起的作用304

4.5.4电梯的加/减速和制动控制305

4.5.5节能效果分析305

4.6变频器在卷取机上的应用实例306

4.6.1卷取机在各种行业中的应用306

4.6.2卷取机的张力控制方案306

4.6.3卷取机的电气自动控制309

4.7变频器在125t桥式起重机上的应用实例309

4.7.1起重机对变频器控制提出的要求309

4.7.2变频调速系统框图说明310

4.7.3变频器制动单元选择311

4.7.4变频器和PLC的配合311

4.7.5试验结果311

4.8变频器在港机设备中的应用实例312

4.8.1港机设备的特点312

4.8.2港机设备中变频器的选型313

4.8.3变频器及其周边设备的容量设计314

4.9变频器在自动仓库中的应用316

4.9.1码垛机对调速系统提出的要求316

4.9.2码垛机中变频器的选用316

4.10变频器在金属拉丝机上的应用318

4.10.1活套式拉丝机对电力拖动提出的要求318

4.10.2变频器用于拉丝机拖动319

4.10.3同步设计319

4.10.4运行效果320

4.10.5经济效益分析320

4.11变频器在磨床上的应用实例321

4.11.1改造前的磨床主轴调速系统321

4.11.2调速系统的改造321

4.11.3改造效果322

4.12变频器在高速电主轴上的应用实例322

4.12.1高频变频器用于高速电主轴322

4.12.2高频变频器的容量选择322

4.12.3变频器在高速主轴上应用的其他问题323

4.12.4高频变频器在电主轴上的应用前景323

4.13变频器在聚丙烯造粒机中的应用实例324

4.13.1造粒机工艺流程324

4.13.2控制系统的构成及控制原理324

4.13.3变频器的应用介绍325

4.13.4特性实测326

4.14变频器在制药中的应用实例326

4.14.1制药设备利用变频调速进行改造326

4.14.2制药发酵过程326

4.14.3制药厂其他设备应用变频器的前景327

4.15变频器在食品机械上的应用实例327

4.15.1混合搅拌机的变频调速328

4.15.2奶油制作机的变频调速329

4.15.3鱼片制作机的变频调速330

4.16变频器在煮漂机上的应用实例331

4.16.1煮漂机设备概况331

4.16.2采用变频器改造旧系统332

4.17硅胶自动添加变频调速控制系统应用实例333

4.17.1应用目的333

4.17.2控制系统原理结构333

4.17.3控制系统组成334

4.17.4控制系统应用时的注意事项335

4.18通用变频器在龙门铣床上的应用实例336

4.18.1X2010A工作台进给机构改造前的状况336

4.18.2龙门铣床工作台电力拖动控制系统的工艺要求339

4.18.3控制系统的构造339

4.18.4控制系统改造时应注意的几个问题341

4.19通用变频器在恒压供水方面的应用实例341

4.19.1恒压供水的意义341

4.19.2两种恒压供水主体方案的比较342

4.19.3用于恒值系统的控制方案342

4.19.4恒压供水变频调速控制系统设计要点342

4.19.5恒压供水变频调速控制系统应用举例343

4.20通用变频器在三连冷轧成形机上的应用实例353

4.20.1三连成形轧机生产工艺及对电力拖动系统的要求353

4.20.2电力拖动控制系统的组成353

4.20.3系统设计及调试时应注意的事项354

4.21碳纤维生产线变频同步控制系统应用实例354

4.21.1工艺概况与电力拖动控制的要求354

4.21.2碳纤维牵引电力拖动控制系统的硬件配置355

4.21.3碳纤维同步传动模糊控制器的设计思想356

4.21.4碳纤维同步传动控制系统开环控制程序清单358

4.21.5设计碳纤维同步传动控制系统的注意事项358

4.22通用变频器在轧花机方面的应用实例359

4.22.1MY-121型锯齿轧花机工作原理359

4.22.2问题的提出359

4.22.3轧花机变频调速模糊控制系统360

4.22.4系统的主要特点362

4.22.5系统的关键技术362

4.23通用变频器在浆染联合机上的应用实例363

4.23.1系统概述363

4.23.2控制系统组成364

4.23.3PLC部分365

4.23.4该控制系统设计的缺陷及注意事项366

4.24变频调速在车床主运动拖动系统中的应用实例366

4.24.1普通车床构造与拖动系统366

4.24.2变频调速拖动系统的分析367

4.24.3利用变频器对车床主运动拖动系统进行改造370

4.24.4系统改造操作实践训练372

4.25变频调速在龙门刨床拖动系统中的应用实例372

4.25.1龙门刨床373

4.25.2采用变频器对龙门刨床进行速度控制的操作实践训练1378

4.25.3采用变频器对龙门刨床进行速度控制的操作实践训练2380

4.25.4应用变频器自行设计一个龙门刨床的主电路381

4.26变频调速在恒压供水系统中的应用实例383

4.26.1恒压供水系统中变频调速的有关应用知识383

4.26.2恒压供水系统中变频调速的应用实践训练397

4.27变频器在冲天炉风机系统中的应用实例397

4.27.1变频器在冲天炉风机系统中应用的相关知识397

4.27.2变频器在冲天炉风机系统中的应用实践训练402

4.28变频器在鼓风机程控调速控制中的应用实例403

4.28.1变频器在鼓风机程控调速控制中应用的相关知识403

4.28.2变频器在鼓风机程控调速控制中的应用实践训练405

4.29变频调速在中央空调系统中的应用实例407

4.29.1认识中央空调系统407

4.29.2中央空调的变频调速控制409

4.29.3利用PLC和变频器对中央空调进行改造414

习题与思考题422

第5章实地进行常用变频器的操作运行和维护检修训练424

5.1常用变频器的操作运行424

5.1.1变频器的操作和显示424

5.1.2变频器主电路和控制端子的连接426

5.1.3变频器的操作和运行428

5.2常用变频器的维护440

5.2.1维修和检测440

5.2.2故障诊断443

5.2.3变频器的特殊异常状态及其对策444

5.3变频器的修理455

5.3.1变频器调速系统常见异常及处理方法455

5.3.2变频器的修理462

5.4变频器故障修理实例485

5.4.1功率模块损坏故障485

5.4.2操作盘无任何显示（黑屏） 故障489

5.4.3变频器显示故障493

5.4.4运行过程中出现的故障显示502

5.4.5运行时出现的故障505

5.4.6变频器的其他故障508

参考文献518