交直流調速系統

本書是根據教育部高職高專電類專業規劃教材而編寫的。本書分三篇。第一篇為直流調速系統和數字控制系統。第二篇為交流調速系統。第三篇為實踐教學內容。書中詳細敘述了各種交直流電力拖動控制系統的工作原理、控制方法實現、機械特性、運行特點及應用場合。所涉及的內容包括單環及多環直流調速系統、可逆直流調速系統、PWM直流調速系統、數字控制系統、交流調壓調速系統和串級調速系統、籠式非同步電動機變頻調速和矢量控制調速系統、無換向器電機調速系統、開關磁阻電機調速系統。

本教材(第二版)根據高職高專的教學要求、特點和本課程新技術的發展，注重結合工業應用選材和新技術介紹；盡量簡化理論推導，注重物理概念的闡述與分析；書中配有相關的實例分析，做到學以致用；本書增加了數字控制系統和開關磁阻電動機調速系統等新的調速技術內容；並安排了實驗及課程設計指導書，將實訓內容與理論教學內容緊密結合。

本為第二版，可作為高職高專電類專業教材，也可作為職業技術學院、電大、中等職業學校電類及相關專業的教材或參考書。

上篇　直流電動機調速系統

第1章　直流調速簡介　2

1.1　直流電動機的調速方法　2

1.1.1　調壓調速　3

1.1.2　串電阻調速　4

1.1.3　弱磁調速　4

1.2　直流調速系統的發展　5

1.2.1　G-M調速系統　5

1.2.2　V-M調速系統　5

1.2.3　PWM調速系統　6

1.3　直流調速系統的？能指標　6

1.3.1　動態性能指標　7

1.3.2　穩態能指標　8

1.4　開環直流調速系統　10

1.4.1　系統的構成　10

1.4.2　系統的工作原理　10

1.4.3　開環機械特性　10

1.5　開環直流調速系統實驗　11

本章小結　15

檢測題　16

第2章　單閉環直流調速系統　18

2.1　單閉環調速系統的構成及工作原理　18

2.2　單閉環調速系統的性能分析　19

2.2.1　單閉環調速系統的穩態結構圖　19

2.2.2　單閉環調速系統的抗干擾性分析　20

2.2.3　單閉環調速系統的靜特性　21

2.2.4　閉環調速與開環調速的比較　21

2.2.5　閉環調速系統的基本特徵　23

2.3　無靜差調速系統　23

2.3.1　調節器及其特性　24

2.3.2　無靜差調速系統　25

2.4　單閉環有靜差直流調速系統實驗　27

本章小結　30

檢測題　31

第3章　雙閉環直流調速系統　33

3.1　雙閉環調速系統的構成　33

3.1.1　問題的提出　33

3.1.2　雙閉環調速系統的構成　34

3.2　雙閉環調速系統的靜特性分析　35

3.2.1　穩態結構圖和靜特性　35

3.2.2　穩態參數計算　37

3.3　雙閉環調速系統的啟動過程分析　38

3.4　雙閉環調速系統的動態性能　39

3.4.1　動態跟隨性能　39

3.4.2　動態抗干擾性能　39

3.4.3　兩個調節器的作用　40

3.5　雙閉環直流調速系統實驗　41

本章小結　44

檢測題　45

第4章　直流可逆調速系統　47

4.1　V-M系統的可逆線路　47

4.1.1　V-M系統可逆線路的選擇　47

4.1.2　可逆線路中電動機和晶閘管的工作狀態　49

4.2　可逆線路的環流問題　50

4.2.1　環流及其利弊　50

4.2.2　環流的類型及其抑制措施　51

4.3　有環流可逆調速系統　53

4.3.1　a=b配合控制有環流可逆調速系統　53

4.3.2　制動過程分析　55

4.4　邏輯無環流可逆調速系統　57

4.4.1　邏輯無環流可逆調速系統的組成　58

4.4.2　邏輯無環流可逆調速系統的工作原理　59

4.4.3　邏輯控制器DLC　60

4.5　邏輯無環流可逆調速系統實驗　62

本章小結　67

檢測題　68

第5章　脈寬調速系統　71

5.1　脈寬調速基本概念　71

5.2　PWM功率放大器　72

5.2.1　不可逆PWM功率放大器　72

5.2.2　可逆PWM功率放大器　75

5.3　脈寬調速系統的控制電路　79

5.3.1　脈寬調製器UPW　80

5.3.2　延時環節DLD　82

5.3.3　基極驅動器GD　82

5.4　可逆直流脈寬調速系統實驗　83

本章小結　87

檢測題　88

下篇　交流電動機調速系統

第6章　交流非同步電動機調速及變頻原理　91

6.1　交流非同步電動機調速的基本類型　91

6.1.1　變極調速　92

6.1.2　變轉差率調速　93

6.1.3　電磁轉差離合器調速　94

6.1.4　變頻調速　95

6.2　三相非同步電動機的變頻調速原理　96

6.3　通用變頻器的基本結構與控制方式　99

6.3.1　基本結構　99

6.3.2　分類　101

6.3.3　控制方式　104

本章小結　105

檢測題　106

第7章　三菱變頻器的運行方式與功能　108

7.1　通用變頻器端子接線圖　108

7.1.1　三菱FR-A700系列變頻器的端子接線圖　108

7.1.2　三菱FR-S500系列變頻器接線圖　113

7.2　通用變頻器的運行模式與操作　115

7.2.1　運行模式　115

7.2.2　工作頻率給定方式　116

7.2.3　操作面板　119

7.2.4　變頻器面板運行模式實訓　121

7.2.5　變頻器外部運行模式實訓　124

7.2.6　變頻器組合運行模式實訓　125

7.3　變頻器的加速和啟動功能　127

7.3.1　與工作頻率有關的參數　127

7.3.2　加速時間和加速方式　130

7.4　變頻器的減速和制動功能　131

7.4.1　減速時間和減速方式　131

7.4.2　制動方式　131

7.4.3　變頻器加減速、直流制動參數設定實訓　135

7.5　變頻器的外接端子及控制功能　139

7.5.1　外接輸入控制端的功能　139

7.5.2　外接輸出控制端的功能　142

7.5.3　變頻器點動控制與輸出端子功能檢測實訓　144

7.5.4　多段速控制端功能　148

7.5.5　升降速控制端功能　149

7.5.6　變頻器的多段速及升降速控制功能實訓　151

7.6　變頻器的保護和顯示功能　155

7.6.1　保護功能　155

7.6.2　瞬時停電再啟動功能　156

7.6.3　顯示功能　156

本章小結　157

檢測題　158

第8章　變頻器常用控制電路　161

8.1　變頻器的基本控制電路　161

8.1.1　變頻器的外接主電路　161

8.1.2　變頻器的啟/停控制電路　162

8.2　變頻器的工頻切換電路　164

8.2.1　變頻器內置工頻運行切換功能　164

8.2.2　繼電器控制的工頻切換電路　167

8.3　PLC控制的變頻器電路　169

8.3.1　PLC控制的變頻器啟/停電路　169

8.3.2　PLC控制的變頻器多段速電路　172

8.3.3　PLC控制多段速實訓　174

8.4　變頻器的恆壓變頻供水系統　175

8.4.1　恆壓變頻供水的目的　175

8.4.2　恆壓供水系統的構成　177

8.4.3　PID控制功能　178

8.4.4　變頻器的內置PID功能　181

8.4.5　單泵恆壓變頻供水系統　182

8.4.6　多泵恆壓變頻供水系統　186

8.5　通用變頻器的選擇　192

8.6　變頻器外圍電器的選擇　196

8.7　變頻器的布線　197

8.7.1　主電路布線　198

8.7.2　控制電路布線　199

8.7.3　變頻器的接地　201

本章小結　202

檢測題　203

第9章　西門子MM440變頻器的操作與運行　207

9.1　西門子MM440變頻器的接線圖　207

9.2　西門子MM440變頻器的操作運行？式　208

9.3　變頻器的功能參數設置與面板操作運行　211

9.4　變頻器的外端子控制運行　217

9.5　變頻器的多段速控制運行　219

附錄　直流調速實驗設備簡介　222

參考文獻　236