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基础篇3

第1章 变频器概述3

1.1 变频器的发展3

1.1.1 变频器的技术发展3

1.1.2 我国变频器发展现状及前景5

1.2 变频器的基本工作原理及特点6

1.2.1 变频器的基本工作原理6

1.2.2 变频器的特点7

1.3 变频器的构成与功能8

1.3.1 整流电路9

1.3.2 中间电路9

1.3.3 逆变电路11

1.3.4 控制电路11

1.4 变频器的分类11

1.4.1 依据主电路结构形式分类12

1.4.2 依据主电路工作方式分类12

1.4.3 依据控制方式分类13

1.4.4 依据逆变器开关方式分类14

1.4.5 依据用途分类15

1.5 变频器的配套设备16

1.6 本章小结20

第2章 交流调速基础21

2.1 电动机调速的7种方法21

2.2 变频调速概述24

2.2.1 变频调速和PWM技术简介24

2.2.2 变频调速控制技术的发展趋势26

2.2.3 新型调速电动机的特点28

2.3 PWM控制原理28

2.3.1 PWM的调制模式29

2.3.2 PWM的方法30

2.3.3 正弦波脉宽调制（SPWM）35

2.3.4 电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）41

2.3.5 特定谐波消除脉宽调制（SHEPWM）44

2.3.6 SPWM与SVPWM两种方法的比较52

2.4 本章小结53

第3章 变频器的运行54

3.1 变频器常用运行参数及设定54

3.1.1 变频器的常用运行参数54

3.1.2 变频器的常用运行参数设定方法56

3.2 变频器的运行方式60

3.2.1 点动运行60

3.2.2 并联运行61

3.2.3 同步运行63

3.2.4 正、反转运行65

3.2.5 瞬停再启动运行66

3.2.6 正转运行67

3.2.7 多段速运行67

3.2.8 PID运行70

3.2.9 工频与变频运行74

3.2.10 节能运行78

3.3 变频器与PLC的连接方式80

3.3.1 运行信号的输入80

3.3.2 频率指令信号的输入82

3.3.3 触点输出信号84

3.3.4 连接注意事项84

3.4 本章小结85

第4章 变频调速控制原理87

4.1 异步电动机基本工作原理87

4.1.1 异步电动机的结构87

4.1.2 三相异步电动机旋转原理89

4.2 U/f恒定控制91

4.2.1 U/f控制基本原理91

4.2.2 恒定控制方式91

4.2.3 恒磁通控制方式92

4.2.4 恒功率控制方式93

4.2.5 电压型U/f控制变频器94

4.3 转差频率控制95

4.3.1 转差频率控制基本原理95

4.3.2 转差频率控制规律95

4.3.3 转差频率控制变频器的系统结构96

4.4 矢量控制97

4.4.1 矢量控制基本原理97

4.4.2 基于转差频率控制的矢量控制方式97

4.4.3 无速度传感器的矢量控制方式99

4.4.4 3种控制方式的特性比较99

4.5 直接转矩控制101

4.5.1 直接转矩控制基本原理101

4.5.2 直接转矩控制的特点101

4.5.3 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较102

4.6 本章小结103

提高篇107

第5章 PLC功能指令及功能模块107

5.1 模拟量控制107

5.1.1 概述107

5.1.2 模拟量基本PID控制108

5.1.3 用Omron PLC PID指令实现PID控制109

5.1.4 用三菱PLC PID指令实现PID控制113

5.1.5 用西门子PLC PID指令、函数块实现PID控制116

5.2 高速计数比较控制121

5.2.1 概述121

5.2.2 用罗克韦尔（A-B）PLC内置高速计数器比较控制121

5.2.3 用三菱PLC高速计数模块比较控制124

5.3 PLC通信程序125

5.3.1 概述125

5.3.2 西门子S7-200系列126

5.3.3 三菱FX系列PLC130

5.3.4 PLC与智能装置间的通信程序设计131

5.4 本章小结132

第6章 变频器调速系统设计133

6.1 变频器的选择和容量计算133

6.1.1 负载的转矩特性133

6.1.2 变频器容量计算135

6.1.3 变频器的选择139

6.2 变频器的主要控制功能与参数设定142

6.2.1 变频器的外部接口电路142

6.2.2 变频器的主要控制功能144

6.2.3 变频器的参数设定148

6.3 变频器周边设备的选择150

6.3.1 电源协调用交流电抗器150

6.3.2 改善功率因数直流电抗器151

6.3.3 电源滤波器152

6.3.4 制动电阻与制动单元153

6.4 变频器的安装155

6.4.1 安装环境的要求155

6.4.2 安装方法157

6.4.3 安装柜设计158

6.4.4 变频器的接线159

6.5 本章小结163

实践篇167

第7章 顺序控制与工程实例167

7.1 欧姆龙（Omron）PLC介绍167

7.2 欧姆龙（Omron）变频器介绍170

7.3 开炼机变频器控制系统设计172

7.3.1 开炼机控制系统功能说明172

7.3.2 开炼机控制系统硬件选型174

7.3.3 开炼机变频调速（台达变频器）控制系统设计182

7.4 PLC控制牵引机变频器启动、停止的实现185

7.4.1 牵引机控制系统概述185

7.4.2 牵引机控制系统功能说明186

7.4.3 Omron PLC控制变频器控制系统的设计186

7.5 本章小结197

第8章 模拟量控制与工程实例198

8.1 三菱PLC模拟量模块介绍198

8.2 FX系列的12位模拟量输入／输出模块的公共特性199

8.3 三菱变频器介绍201

8.4 控制系统的设计流程205

8.4.1 PLC控制系统的设计内容206

8.4.2 PLC控制系统的设计步骤206

8.4.3 电气控制原理图——硬件设计207

8.5 自动喷涂控制系统设计215

8.5.1 分析控制需求215

8.5.2 系统的运动控制方案216

8.5.3 硬件系统216

8.5.4 软件系统220

8.6 本章小结227

第9章 PLC与变频器通信综合应用实例228

9.1 变频调速恒压供水系统228

9.1.1 变频调速恒压供水系统概述229

9.1.2 系统硬件选择及系统电路设计234

9.1.3 PLC程序设计240

9.2 西门子PLC挤出机控制系统设计255

9.2.1 挤出机系统概述256

9.2.2 系统硬件选择及系统电路设计262

9.2.3 PLC控制软件设计277

9.3 基于PLC的复贴机电控张力控制系统设计284

9.3.1 PLC复贴机电控张力控制系统概述285

9.3.2 系统硬件选择及电路设计290

9.3.3 PLC控制软件设计296

9.4 基于现场总线的造纸机传动调速系统设计310

9.4.1 造纸机传动调速系统概述310

9.4.2 系统硬件选择及系统电路设计315

9.4.3 PLC程序设计323

9.5 本章小结330

附录1 Omron公司PLC性能简介331

附录2 典型通用变频器技术规范336

附录3 变频器常用附件的选用343

附录4 变频器典型应用电路347