变频器应用与维修实战精讲

前言基 础 知 识 篇第1章初识变频器211变频调速技术2111电动机2112交流电动机的调速3113交流电动机的调速方式10114变频调速13115PWM技术1512变频器的基本工作原理35121变频器的基本工作原理35122变频器的电路结构及工作原理3513变频器的分类37131按照主电路结构进行分类37132按照主电路工作方式进行分类38133按照控制方式分类38134按照逆变器的工作方式分类39135按照用途分类4014变频器的应用41141在节能方面的应用41142在工业自动化方面的应用42143在其他方面的应用42应 用 实 战 篇第2章变频器的应用4421变频器应用基础44211面板功能44212外部接口功能44213变频器的常用参数及设定46214变频器的通信与组网5122三菱FR-A540型变频器的应用62221外观结构62222拆卸面板63223端子功能64224应用接线67225操作面板的应用73226运行操作76227常用功能及参数设置7923变频器的典型控制及应用电路87231电动机正转控制电路87232电动机正、反转控制电路88233工频与变频切换电路90234多挡速控制电路93235程序控制95236PID控制应用9724变频器与PLC综合应用100241变频器与PLC的连接100242变频器与PLC联机工作时的注意事项103243变频器与PLC组合实现电动机正反转控制104244变频器与PLC组合实现多挡转速控制106245变频器与PLC组合电梯控制工程应用109第3章变频调速系统设计11431变频器的选用114311变频器的选择114312负载转矩特性116313变频器的容量选择与计算11832变频器外围设备的选用124321变频器外围设备124322输入断路器的选用126323交流电抗器的选用127324输入接触器的选用128325EMI电源滤波器的选用128326输出接触器的选用130327直流电抗器的选用130328制动电阻及制动单元的选用131329电网电源切换装置13333变频器的安装133331变频器的安装环境133332变频器的安装方法135333变频器的接线137334变频调速系统的布线14134变频器的调试144341检查145342熟悉变频器操作面板145343空载试验145344带载试验146345变频器通电试机14635变频器的负载适应14736变频器的维护151第4章变频器的工程应用实例15641西门子MM440系列变频器的工程应用156411MM440系列变频器的应用156412MM440系列变频器的基本控制173413MM440系列变频器的可选件181414配套编码器模块182415MM440系列变频器的高级应用184416MM440系列变频器在给水泵上的工程应用189417MM440系列变频器在风机系统中的工程应用193418MM440系列变频器在料车卷扬调速系统中的工程应用19642ABB系列变频器的工程应用200421概述200422ACS510系列变频器的应用205423ACS550系列变频器的应用212424ACS800系列变频器的应用215425ACS550系列变频器在控制水泵出水口压力工程中的应用22943台安N2系列变频器的工程应用230431台安N2系列变频器概述230432功能及参数设定235433台安N2系列变频器的安装及其应用电路251434台安N2系列变频器在内圆磨床上的工程应用25344安川L1000A系列变频器的工程应用254441安川L1000A系列变频器概述254442电梯的变频控制256443安川L1000A系列变频器在电梯中的工程应用25945英威腾CHV190系列变频器在起重机中的工程应用267451CHV190系列变频器的功能及特点267452变频器在起重机中的应用269453CHV190系列变频器在门式起重机中的工程应用实例273维 修 原 理 篇第5章电力电子器件27851电力电子器件的种类278511按控制信号的特性分类278512按开关控制特性分类27852电力二极管279521电力二极管的主要类型279522电力二极管的主要特性280523电力二极管的主要参数28053单向晶闸管281531单向晶闸管的结构与工作原理281532单向晶闸管的工作特点283533单向晶闸管的主要参数285534单向晶体管的检测286535单向晶闸管的驱动电路286536单向晶闸管的串并联29054其他类型晶闸管291541可关断晶闸管292542双向晶闸管294543逆导晶闸管和光控晶闸管29755电力晶体管297551基本特点297552电力晶体管的驱动299553电力晶体管的保护300554电力晶体管式变频器的特点301555电力晶体管的串并联30256电力场效应晶体管(MOS管)302561电力MOS管的类型和特点303562增强型MOS管303563耗尽型MOS管304564电力MOS管的主要参数305565电力MOS管的检测306566电力MOS管的驱动30757绝缘栅双极晶体管（IGBT）309571IGBT的外形、结构及图形符号310572工作原理及特点310573IGBT的主要特性310574IGBT的主要参数311575IGBT的开通与关断312576IGBT的结电容313577IGBT的检测31458其他电力电子器件314581静电感应晶体管314582MOS控制晶闸管314583集成门极换流晶闸管315584功率模块315585IGBT智能模块31559IGBT驱动电路316591IGBT驱动电路基本原理316592IGBT对驱动电路的要求317593分立件式驱动电路320594IGBT驱动模块321510电力电子器件的保护电路3265101过电流保护电路3265102过电压保护电路3265103缓冲电路327第6章变频器的工作原理32861变频器的电路结构328611变频器的主电路328612变频器的控制电路32962电力电子电路详解329621整流电路330622斩波电路337623逆变电路343624PWM控制351625交流调压电路358626交—交变频电路36263变频器主电路详解366631单元电路分析366632实际电路分析37164变频器的控制系统374641主控电路374642开关电源375643采样处理电路37565开关电源和驱动电路详解376651开关电源基础376652分立件式自励振荡电路分析381653集成芯片式他励振荡电路384654开关电源实际电路分析390655驱动电路详解39566变频器检测电路详解404661电压检测电路404662电流检测电路408663接地判断电路410664温度检测电路41167变频器CPU电路详解412671CPU电路概述412672实际CPU基本电路分析418673外部端子接口电路419674内部接口电路42168变频器制动电路详解423维 修 实 战 篇第7章变频器的维修42871常用仪器和工具428711常用测量仪器仪表428712常用工具43472维修基本技能442721手工焊接技术442722电路识图基础44673变频器主电路的维修449731变频器主电路的基本结构449732主电路常见故障450733一体化IGBT模块的检测451734充电限流、滤波和制动电路的检测453735主电路通电检修454736主电路主要元器件的故障与检测46074变频器开关电源电路维修465741自制维修电源466742开关电源主要器件与维修要点467743开关电源的维修方法473744自励式开关电源的维修476745他励式开关电源的维修47775变频器驱动电路的维修479751驱动电路的基本类型479752常用驱动芯片的维修资料480753PC923、PC929驱动芯片驱动电路的维修485754HCPL361J驱动电路的维修488755装机前试验490756IPM信号隔离电路的维修49376变频器检测电路的维修494761电压检测电路的维修494762电流检测电路的维修498763基准电压形成电路的维修500764电流检测电路的故障代码501765温度检测电路的维修50477变频器CPU电路的维修504771CPU基本电路的维修504772CPU外部接口电路的维修515773CPU驱动脉冲输出电路的维修516第8章变频器故障维修实例与常见故障代码51781变频器故障维修实例517811变频器主电路故障维修实例517812变频器开关电源电路故障维修实例518813变频器驱动电路故障维修实例521814变频器检测电路的故障维修实例527815CPU电路故障维修实例52782变频器的故障代码530821西门子MM440系列变频器故障代码530822LG系列变频器故障代码534823艾默生系列变频器故障代码536824德力西系列变频器故障代码539825富士系列变频器故障代码544826安川系列变频器故障代码544

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。　　由于电力电子技术的不断发展和进步，新的控制理论提出与完善，使交流调速传动，尤其是采用性能优异的变频调速传动得到了飞速发展，因此在工程实践中采用变频器 变频电动机的情况越来越多，变频调速系统的设计也成了机电系统工程至关重要的一个环节。随着变频器的大量应用，其故障损坏的现象也是屡见不鲜，大部分的工程技术人员只是一换了之，这对整个工程也是一种巨大的经济浪费。　　鉴于上述情况，为了提高广大机电系统工程师的业务水平，缩短工程周期，降低工程成本，编者根据自己多年来的工程实践经验，编写了本书。本书从实践出发，全面地、系统地介绍了变频器的电路原理、工程应用、故障特点及维修技术，并搜集了大量的工程实例和原厂资料，可谓十分珍贵。本书具有通俗易懂、实用性强等特点，可以使读者很快上手，能够“一学就会”，短时间之内成为一名优秀的机电系统工程师。在本书的编写过程中，编者参阅了多个厂家说明书及部分相关书籍，并从互联网上收集了部分资料，从中得到了不少启发，在此对原作者表示衷心的感谢。参加本书编写的还有刘景永、冯金凤、薛朋、岳玉娟、句龙、刘永祥、刘美静、李海娜、潘佳宁、邢倩、张连超、王大宝、王云雷、马雪晶、侯志远、张鹏、那金贵等。　　本书内容丰富、深入浅出、图文并茂，适合变频调速系统设计和应用的技术人员、电工、维修电工、电子工程技术人员使用，同时可供机电一体化等相关专业师生参考。由于作者水平有限，时间仓促，本书难免有不足之处，望广大读者批评指正。