本书主要内容包括：工业变频器基本知识，工业变频器结构，工业变频器控制方式，富士变频器介绍，变频控制系统设计，变频器运行与维护，变频控制系统应用实例。全书分7章，对以上内容做了软详细的分析和介绍。 本书在内容编排上以应用为重点。考虑到读者对变频器维修的要求和知识连贯性，对变频器的工作原理做了适度的介绍。在选型上，以目前国内市场占有率最大和市场定位较高的富士产品为例进行介绍，目的是满足大多数变频器用户的知识需求。变频器维护和应用实例等到方面的内容取材于众多变频器生产企业的培训教材，具有专业的指导作用。 本书可作为高职高专院校电气工程及自动化专业、机电一体化专业、自动控制专业及相关专业的教材，也可作为工业企业相关技术人员的实用的参考资料。

工业变频器经过几十年的发展，目前已处于普及应用阶段。但在我国许多企业的工程技术人员对工业变频器的了解还处于非常初级的阶段。作为高职高专的毕业生，毕业后即将面对的是具有相对高端技术的企业环境，所以对变频器技术及应用的掌握是必需的。鉴于此，本书的第一版邀请了多位具有丰富教学经验和实践经验的“双师型”作者，从教学应用的角度出发，以让学生掌握必要的知识和技能为出发点，对变频器的知识做了精选和整合，完成了《工业变频器原理及应用》第一版教材的编写工作。该书自2006年出版以来，受到了广大读者的欢迎，被很多高职院校作为教材使用。 随着近几年教学改革的不断深入，很多课程都发生了不同程度的调整，变频器课程也不断发展变化。 基于变频器在工业生产中已经逐渐成为一个控制元件，变频器的使用范围在扩大，使用者的知识层次也有越来越大的差别。作为使用者来讲，重点是要掌握如何更好地使用它，而对其细节的结构及工作原理可能需要得少一些。作为变频器入门的参考读物，本教材在修订中充分考虑了以上的变化。在内容处理上有几点变化：第一，更注重变频器的使用参数的介绍，对其内部电路的介绍作了较大幅度的简化。第二，为了更好地让读者理解参数的意义，以任务的方式针对性地讲解参数的作用，希望对读者的理解有所帮助。改编工作中，由魏召刚完成了对1~3章的缩编，苏挺老师完成了第4章的重新编写，刘卓鸿老师完成了5、7章的重新整理，并请山东工业职业学院李文森老师完成了审稿工作。 希望改编工作为读者理解本书内容提供帮助，同时对原作者刘林山老师、冯丽平老师和原主审刘刚老师表示深深的敬意。感谢他们付出的辛勤劳动，并对他们深厚的专业知识表示崇高的敬意。 我们努力奉献给读者一本优秀、适用的教材和参考书，但限于水平，加之时间紧迫，难免会有不如意之处，敬请广大读者批评指正。 编 者 2010年7月

第1章 变频技术概述 1 1.1 交流电动机调速方式 1 1.1.1 交流电动机的调速特性 1 1.1.2 几种交流调速方式的特点 1 1.2 工业变频器的类型及发展 3 1.2.1 工业变频器的分类 3 1.2.2 工业变频器的发展 5 1.3 工业变频器的应用领域及意义 6 思考题与习题 7 第2章 工业变频器的基本结构 8 2.1 交-直-交工业变频器的基本结构 8 2.2 整流电路 9 2.2.1 不可控整流电路 9 2.2.2 可控整流电路 13 2.3 中间电路 20 2.3.1 滤波电路 20 2.3.2 制动电路 20 2.4 逆变电路 27 2.4.1 逆变电路的结构 27 2.4.2 逆变电路常用元器件 36 2.4.3 逆变电路的常用控制方式 38 2.5 工业变频器的其他功能部件 41 2.5.1 人机接口 42 2.5.2 主控板 43 2.5.3 驱动电路 44 2.6 交-交变频器介绍 49 2.6.1 交-交变频器的基本工作原理 49 2.6.2 交-交变频器的特点 56 2.6.3 交-交变频器的发展优势 56 思考题与习题 56 第3章 变频器的控制方式 58 3.1 U/f控制方法 58 3.1.1 U/f控制方式的理论基础 59 3.1.2 U/f控制方式的实现 59 3.2 转差频率控制 65 3.2.1 转差频率控制的理论基础 65 3.2.2 转差频率控制的系统构成 68 3.3 矢量控制 70 3.3.1 矢量控制的理论基础 70 3.3.2 矢量控制的几点分析 73 3.3.3 矢量控制的意义 76 3.4 直接转矩控制 76 3.4.1 直接转矩控制的理论基础 77 3.4.2 直接转矩控制的意义 78 思考题与习题 79 第4章 富士FRENIC 5000系列变频器应用详解 80 4.1 富士FRENIC 5000系列变频器概述 80 4.1.1 铭牌 80 4.1.2 富士变频器的接线端子图 81 4.1.3 功能参数 84 4.2 任务1 由操作面板控制的变频器运行 86 4.2.1 控制任务 86 4.2.2 任务说明 86 4.2.3 任务分析及相关参数 86 4.2.4 完成示例 90 4.3 任务2 远程控制电动机的启停 90 4.3.1 控制任务 90 4.3.2 任务说明 91 4.3.3 任务分析及相关参数 91 4.3.4 完成示例 93 4.4 任务3 外部开关完成电动机的加减速控制 93 4.4.1 控制任务 93 4.4.2 任务说明 94 4.4.3 任务分析及相关参数 94 4.4.4 完成示例 96 4.5 任务4 用变频器完成电动机的点动控制 97 4.5.1 控制任务 97 4.5.2 任务说明 97 4.5.3 任务分析及相关参数 97 4.5.4 完成示例 98 4.6 任务5 外部控制多段速运行 98 4.6.1 控制任务 98 4.6.2 任务说明 98 4.6.3 任务分析及相关参数 98 4.6.4 完成示例 100 4.7 任务6 按程序自动运行 101 4.7.1 控制任务 101 4.7.2 任务说明 101 4.7.3 任务分析及相关参数 101 4.7.4 完成示例 103 4.8 任务7 一控二运行 103 4.8.1 控制任务 103 4.8.2 任务说明 104 4.8.3 任务分析及相关参数 104 4.8.4 完成示例 105 4.9 任务8 PID控制 105 4.9.1 控制任务 105 4.9.2 任务说明 105 4.9.3 任务分析及相关参数 106 4.9.4 完成示例 107 4.10 任务9 直流制动 108 4.10.1 控制任务 108 4.10.2 任务说明 108 4.10.3 任务分析及相关参数 108 4.10.4 完成示例 109 4.11 任务10 通信控制 109 4.11.1 控制任务 109 4.11.2 任务说明 109 4.11.3 任务分析及相关参数 109 第5章 变频控制系统的实现 111 5.1 变频控制系统结构设计 111 5.1.1 转速开环的电压型变频调速控制系统结构 111 5.1.2 转速开环的电流型变频调速控制系统结构 112 5.1.3 恒幅型SPWM结构变频调速控制系统结构 113 5.1.4 电流跟踪型PWM变频调速控制系统结构 113 5.2 变频控制系统的主电路设计 114 5.2.1 变频控制系统主电路元件作用 114 5.2.2 变频控制系统主电路元件选择 116 5.3 变频控制系统控制方式设计 129 5.3.1 变频控制系统控制方式设计 129 5.3.2 变频控制系统控制方式的实现 130 5.3.3 变频控制系统参数设置 132 5.4 变频控制系统设计示例 136 5.4.1 多段速自动系统设计 136 5.4.2 一拖多变频系统设计 137 思考题与习题 139 第6章 工业变频器的安装与维护 140 6.1 工业变频器的环境要求 140 6.2 工业变频器的安装与运行 141 6.2.1 安装场所 141 6.2.2 安装方向与空间 142 6.2.3 连接 143 6.2.4 运行 145 6.2.5 运行维护 146 6.3 工业变频器常见故障及处理 147 6.3.1 运行性能方面的报警及原因 147 6.3.2 因外部条件产生的损毁 150 6.4 工业变频器的干扰及对策 152 6.4.1 干扰的方式及对策 152 6.4.2 抗干扰措施的应用示例 155 思考题与习题 158 第7章 工业变频器的应用实例 159 7.1 工业变频器在民用方面的应用 159 7.1.1 变频恒压供水系统 159 7.1.2 变频器在中央空调中的应用 165 7.2 工业变频器在工业方面的应用 170 7.2.1 离心机多段速控制系统 170 7.2.2 龙门刨床主传动变频控制 173 7.2.3 变频器在物料传输系统的应用 179 7.2.4 变频器在风机系统的应用 184 思考题与习题 189 参考文献 190