变频器自动化工程实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:李方园

出品人:

页数:477

译者:

出版时间:2007-4

价格:45.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787121037870

丛书系列:

图书标签:

• 变频器
• 自动化
• 工程实践
• 电力电子
• 电机控制
• 工业控制
• 驱动技术
• 调试
• 维修
• 应用

变频器自动化工程实践 本书是一本聚焦于现代工业自动化领域核心设备——变频器——的实践性指导手册。在当今制造业向智能化、高效化转型的浪潮中，变频器作为电机调速和节能的关键技术，其应用深度和广度不断拓展。本书旨在为从事自动化工程、电气工程、机械工程以及相关技术领域的工程师、技术人员、学生和爱好者提供全面、深入且易于理解的学习资源。 内容梗概： 本书的核心在于“实践”，因此在内容组织上，我们力求理论与实际操作相结合，从变频器的基本原理出发，逐步深入到实际应用、故障诊断与排除，直至高级控制策略的探讨。 第一部分：变频器基础理论与选型 变频器的基本原理： 详细阐述变频器如何通过改变输出电压和频率来控制交流电机的转速。内容包括： 整流部分： 解释二极管或晶闸管整流桥的工作原理，如何将交流电转换为直流电。 滤波部分： 介绍直流滤波电路（如电容、电感）的作用，以平滑直流电压。 逆变部分： 深入分析IGBT或MOSFET等功率器件如何根据PWM（脉宽调制）信号产生可变电压、可变频率的交流输出。 控制部分： 讲解微处理器在变频器中的核心作用，包括频率给定、PID控制、保护功能等。 控制方式： 详细介绍V/f控制、矢量控制（无感矢量控制、有感矢量控制）和直接转矩控制（DTC）等主流控制方式的原理、优缺点及适用场合。 变频器的结构与分类： 介绍不同类型变频器（如通用型、专用型、低压、中压等）的典型结构，以及按控制方式、散热方式等进行的分类。 变频器选型原则： 指导读者如何根据负载特性、电源条件、控制要求、环境条件以及成本等因素，选择最合适的变频器型号。这部分将包含： 负载特性分析： 如恒转矩负载（输送带）、恒功率负载（卷取机）、平方转矩负载（风机、水泵）等，及其对变频器选型的要求。 电机参数匹配： 如何根据电机的额定功率、额定电压、额定频率、功率因数等参数，正确选择变频器的额定功率和电压等级。 启动转矩与过载能力： 讨论变频器的过载能力（如120%额定电流1分钟）及其在不同负载下的应用。 防护等级（IP等级）选择： 强调在不同工业环境（如粉尘、潮湿、腐蚀性气体）下选择合适防护等级变频器的重要性。 通信接口与控制方式： 考虑变频器与PLC、上位机等设备进行通信的协议（如Modbus、Profinet、EtherNet/IP等）及控制信号类型。 第二部分：变频器的安装、调试与接线 安装注意事项： 环境要求： 详细说明安装场地应具备的通风散热条件、防尘、防潮、防振动等要求。 安装位置与空间： 讲解变频器与其他电气设备（如接触器、断路器、滤波器）的合理布局，保证散热通道畅通，避免电磁干扰。 接地要求： 强调变频器可靠接地的关键性，及其对抑制电磁干扰和保证人身安全的作用。 电气接线： 主回路接线： 详细介绍电源输入端、电机输出端、制动电阻连接端等的正确接线方法，包括线缆的选择、线径的计算、端子的压接等。 控制回路接线： 讲解模拟量输入（如4-20mA、0-10V）、数字量输入（启停、正反转、多段速等）、脉冲量输入（编码器反馈）等接线方式。 通信接口接线： 指导RS485、以太网等通信接口的接线细节。 屏蔽线的使用： 强调控制回路信号线和通信线使用屏蔽线的必要性，以及屏蔽层的正确处理方法。 调试步骤与参数设置： 空载调试： 介绍变频器首次通电前的检查，以及空载运行时的参数设置和性能测试。 带载调试： 讲解逐步加载过程中的参数调整，如启动频率、加速时间、减速时间、最低运行频率、最高运行频率、过载保护参数等。 关键参数详解： 针对常用参数，如电机数据设置、限流设置、PID参数整定、频率源选择、启动方式等，进行详细解释和应用指导。 试运行与性能测试： 如何通过实际运行来验证变频器和电机是否工作在最佳状态，以及是否存在异常。 第三部分：变频器在典型工业场景的应用 风机、水泵的节能应用： 平方转矩特性： 详细分析风机、水泵负载的特殊性，以及通过变频调速实现节能的原理（功率与转速的立方成正比）。 PID闭环控制： 如何利用变频器的PID功能，结合压力、流量、液位等传感器，实现恒压、恒流、恒液位等自动控制，并进行参数整定。 多台水泵/风机联动控制： 介绍如何通过外部控制逻辑或变频器自带的联动功能，实现多台设备的协同工作。 输送带与包装机械： 恒转矩负载的应用： 讲解变频器在输送带、包装机等恒转矩负载上的应用，如速度调节、平稳启停、定位控制等。 多段速与定位功能： 如何通过数字量输入或通信指令实现多段速切换，以及利用变频器的简易定位功能。 起重与搬运设备： 重载启动与平稳运行： 针对起重机、卷扬机等重载应用，强调变频器的软启动、软停止功能，以及如何利用制动单元/电阻进行可靠制动。 电机制动方式： 介绍直流制动、能耗制动、再生制动等不同制动方式的应用场景。 其他行业应用： 简要介绍变频器在纺织、石化、冶金、印刷等行业的典型应用案例，突出其通用性和多样性。 第四部分：变频器的故障诊断与维护 常见故障现象分析： 总结变频器运行中可能出现的各种故障现象，如过压、欠压、过流、过载、接地故障、通信故障、输出缺相、电机过热等。 故障代码解读： 详细列举市场上主流变频器品牌的常见故障代码及其含义，帮助读者快速定位问题。 故障诊断方法： 目视检查： 检查电源、电机、接线、散热风扇等是否有明显损坏。 万用表测量： 测量电源电压、输出电压、电机阻抗等。 示波器检测： 对复杂问题进行深入分析。 旁路测试： 通过直接连接电机与电源，排除变频器故障。 常见故障的排除与预防： 针对各种典型故障，提供具体的排除步骤和维护建议，以及日常检查和保养的要点，以提高变频器运行的可靠性。 变频器节能与寿命延长： 探讨如何通过优化参数设置、合理使用、定期维护等措施，进一步提升变频器的节能效果并延长其使用寿命。 第五部分：变频器与现代自动化系统集成 变频器与PLC的集成： 讲解如何通过数字量、模拟量或通信协议，将变频器无缝集成到PLC控制系统中，实现更高级别的自动化控制。 工业以太网与现场总线： 介绍变频器在Profibus, Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP等工业网络中的应用，以及实现远程监控和诊断。 人机界面（HMI）的应用： 如何在HMI上显示变频器状态、参数设置、故障报警等信息，实现可视化操作。 物联网（IoT）与云平台： 探讨变频器数据上传至云平台，进行大数据分析、预测性维护的趋势。 本书特色： 内容详实，覆盖面广： 从基础原理到高级应用，力求全面。 注重实践，案例丰富： 结合大量实际工程案例，让读者学以致用。 图文并茂，易于理解： 配备大量示意图、接线图和表格，清晰直观。 针对性强，实用性高： 解决实际工程中可能遇到的各种问题。 与时俱进，紧跟技术发展： 融入了最新的变频器技术和应用趋势。 通过阅读本书，读者将能够深刻理解变频器的核心技术，掌握其正确选型、安装、调试和维护的方法，并能将其高效地应用于各类工业自动化场景，从而提升生产效率，降低能源消耗，实现设备的智能化升级。

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这本书的叙事节奏和知识的组织架构呈现出一种老派但极其扎实的工匠精神。它并非追求最新的技术噱头，而是将变频器技术中最核心、最稳定、最经得起时间考验的知识体系进行了完美的梳理和传承。对于那些需要为老旧设备进行现代化改造的维护人员来说，这本书简直就是及时雨。书中对变频器硬件结构和功率器件选型的讲解，让我对设备“为什么会坏”有了更深层次的理解，这使得预防性维护变得更加科学有效。举例来说，关于散热系统的优化建议，书中不仅提到了风扇的维护，还深入探讨了环境温度对器件寿命的累积影响模型，这种细节的把控令人赞叹。此外，作者在介绍安全操作规程和标准合规性时，引用了最新的国际工业标准，确保了书中内容的权威性和前瞻性。阅读体验上，虽然内容专业性很强，但行文流畅，没有晦涩难懂的“学术腔”，更像是经验丰富的技术专家在与同行进行一次深入的、平等的交流。

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如果用一个词来形容这本书，那就是“全景式覆盖”。它对变频器技术的覆盖面之广，超出了我原先的预期。从最基础的变频器拓扑结构到复杂的多电机同步控制，再到最新的矢量控制理论和参数解析，作者似乎没有遗漏任何一个重要的技术环节。其中关于电机参数辨识和自学习功能的深入解析，彻底解开了我之前对“黑箱”操作的疑惑。作者以一种近乎“拆解”的方式，把复杂的数学模型转化为工程师可以理解和应用的流程步骤。更难能可贵的是，书中还包含了一部分项目管理和技术文档编写的经验分享，这对于提升团队的整体项目交付质量非常有帮助。这本书不仅教会了我如何让变频器工作起来，更教会了我如何让它“高效、稳定、长期”地工作下去，并且能够为项目负责人的决策提供坚实的技术支撑。它是一本集技术深度、实践广度和职业素养提升于一体的综合性工程专著。

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这本书的价值在于它成功架设了一座从“理论学习”到“工程实施”的坚实桥梁。我过去阅读的许多资料，要么理论过于抽象，让人抓不住实际落地的点；要么实践案例过于简单，无法应对复杂的工业场景。但《变频器自动化工程实践》则巧妙地避开了这两个极端。它通过多个跨行业的综合案例展示了变频器在不同负载特性下的动态响应调整，例如在纺织机械的张力控制和冶金行业的连续轧制过程中的区别对待。书中对于变频器与PLC、触摸屏之间的接口和数据交换逻辑的描述细致入微，特别是针对不同品牌设备间的兼容性问题，作者给出了非常实用的解决方案和替代策略。我尤其喜欢其中关于能效管理的章节，它不仅讲解了如何通过变频器节能，还结合了实际的能源计量和ROI（投资回报率）分析，让工程师能够以更商业化的视角去推广变频器技术的应用。这本书的实用性，决定了它会在我的工具箱里占据一个非常重要的位置。

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读完这本书，我最大的感受是作者对行业痛点的精准把握。市面上很多关于变频器的书籍往往停留在基础的原理介绍或者仅仅罗列参数表，对于实际项目中遇到的那些“疑难杂症”却避而不谈。然而，这本书完全不同，它深入到了现场调试的“深水区”。特别是关于电磁兼容性（EMC）和干扰抑制的部分，作者分享了大量避免“幽灵跳闸”的实用技巧，这些都是在大型工业现场中困扰工程师多年的顽疾。书中对不同通信协议（如Modbus RTU、Profinet）在变频器集成中的配置细节描述得非常到位，每一步骤都附带着清晰的接线图和软件配置截图，这对于集成工程师来说是莫大的福音。我尤其欣赏作者在描述复杂的故障树分析时的逻辑严密性，他不是简单地给出解决方案，而是引导读者像侦探一样去追溯问题的根源，培养读者的系统思维能力。这种深入骨髓的工程化思维贯穿全书，使得这本书不仅仅是一本技术参考书，更像是一门关于“如何成为一个优秀的变频器应用工程师”的必修课。

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这本书的深度和广度令人印象深刻，尤其是它对实际工程问题的剖析，简直就是一本实战手册。我一直想找一本能将复杂的理论知识与实际操作无缝衔接的书籍，这本《变频器自动化工程实践》无疑是我的不二之选。书里对不同应用场景下的变频器选型、参数设置以及故障诊断都有非常详尽的阐述，很多细节都是我以往通过大量试错才摸索出来的经验，现在都能在这本书里系统地找到答案。作者的写作风格非常务实，没有过多的理论堆砌，而是紧紧围绕“如何解决工程中的实际问题”展开，比如在处理高精度定位控制、重载启动时的转矩补偿等方面，书中提供的具体步骤和案例分析让我茅塞顿开。尤其是关于高级控制算法的介绍部分，即使是初次接触这些概念的工程师也能通过图文并茂的讲解快速领会其精髓，真正做到了理论指导实践。我对其中关于PID参数自整定的章节尤为推崇，它提供了一套逻辑清晰、可操作性极强的流程，极大地提高了我的工作效率。这本书无疑是自动化领域工程师案头必备的工具书，其价值远超一般教科书的范畴，更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地指导你完成复杂的项目。

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