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第1章變頻器及其電路中的電子器件1
1.1認(rèn)識變頻器1
1.1.1變頻器的含義1
1.1.2變頻器的種類1
1.1.3變頻器在工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用2
1.2變頻器的結(jié)構(gòu)組成2
1.2.1變頻器的組成2
1.2.2變頻器各電路作用及原理2
1.3變頻器電路中的電子元器件4
1.3.1電阻器R4
1.3.2電容器C8
1.3.3電感器L與變壓器T11
1.3.4變壓器12
1.3.5半導(dǎo)體基礎(chǔ)13
1.3.6二極管VD15
1.3.7三極管VT18
1.3.8晶閘管（可控硅）MCR20
1.3.9場效應(yīng)管MOS21
1.3.10光電耦合器23
1.3.11逆變模塊24
1.3.12CPU芯片與驅(qū)動(dòng)芯片24
1.4根據(jù)框架圖判斷變頻器常見故障的部位25
1.4.1硬件故障部位25
1.4.2軟件故障部位26
1.5變頻器在配電柜中的連接26
1.5.1變頻器與PLC的連接26
1.5.2變頻器與外端電氣連接26
1.5.3單相與三相變頻器與配電柜中的各設(shè)備連接27

第2章變頻器檢修常用的儀器和工具28
2.1萬用表（萬能表）28
2.1.1認(rèn)識萬用表29
2.1.2萬用表在實(shí)際中的操作使用31
2.2示波器32
2.2.1優(yōu)利德示波器32
2.2.2示波器的基本使用33
2.2.3示波器使用注意事項(xiàng)33
2.3熱風(fēng)槍33
2.4靜電烙鐵33
2.5普通電烙鐵33

第3章變頻器的主電路34
3.1變頻器主電路的作用和結(jié)構(gòu)34
3.2變頻器主電路中的整流電路34
3.2.1各種整流電路的結(jié)構(gòu)分析35
3.2.2單相與三相整流電路的組成35
3.2.3單相三相整流電路的功能及原理37
3.2.4單相三相整流電路的故障分析37
3.3整流電路集成組成37
3.3.1各整流堆的結(jié)構(gòu)38
3.3.2各整流堆好壞的判別38
3.4變頻器的中間電路38
3.4.1中間電路的結(jié)構(gòu)38
3.4.2中間電路的作用38
3.4.3中間電路的功能及原理39
3.4.4中間電路的檢修39
3.5變頻器的逆變電路分析39
3.5.1逆變電路的結(jié)構(gòu)40
3.5.2逆變電路在主電路中的位置40
3.5.3逆變電路的作用及電路工作原理41

第4章變頻器輔助微電子電路43
4.1變頻器開關(guān)電源電路43
4.1.1開關(guān)電源在電路中的作用43
4.1.2遠(yuǎn)古的電源演變?yōu)樽冾l器所需要的開關(guān)電源43
4.1.3開關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)分析46
4.2變頻器CPU電路52
4.2.1變頻器CPU電路的作用52
4.2.2CPU電路的組成及各部分的作用53
4.2.3CPU電路原理分析54
4.2.4變頻器MCU主板電路的基本分析55
4.3變頻器驅(qū)動(dòng)電路分析55
4.3.1驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)55
4.3.2變頻驅(qū)動(dòng)電路基本工作原理55
4.3.3驅(qū)動(dòng)電路的供電以及脈沖輸入與輸出的連接56
4.3.4驅(qū)動(dòng)電路的電源供電分類57
4.3.5驅(qū)動(dòng)電路常用的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)與典型基本電路分析57
4.4變頻器的制動(dòng)電路63
4.4.1變頻器制動(dòng)電路結(jié)構(gòu)64
4.4.2變頻器制動(dòng)電路中各元件的作用64
4.4.3制動(dòng)電路的工作原理64
4.5變頻器操作控制電路分析65
4.5.1操作控制電路的分類65
4.5.2操作控制電路的作用66
4.5.3操作控制電路的工作原理66
4.6變頻器主電路、電源、驅(qū)動(dòng)電路等結(jié)構(gòu)原理分析檢修68
4.6.1主電路、電源、驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)分析69
4.6.2主電路、電源、驅(qū)動(dòng)電路各元件的作用69
4.6.3主電路、電源、驅(qū)動(dòng)電路的供電分析73
4.6.4主電路、電源、驅(qū)動(dòng)電路工作過程73
4.6.5主電路、電源、驅(qū)動(dòng)電路元件故障分析75
4.6.6主電路、電源、驅(qū)動(dòng)電路的故障檢修76
4.6.7主電路、電源、驅(qū)動(dòng)電路實(shí)際電路檢修分析技巧及電路重要性79

第5章變頻器各級電路檢修83
5.1變頻器的主電路檢修83
5.1.1變頻器主電路的三步檢測分析83
5.1.2主電路通電檢修84
5.1.3變頻器主電路各部分損壞的原因85
5.2開關(guān)電源電路檢修86
5.2.1開關(guān)電源電路常見故障87
5.2.2開關(guān)電源整機(jī)電路檢修流程89
5.2.3開關(guān)電源主要檢修點(diǎn)正常工作的判別90
5.3CPU電路的檢修91
5.3.1CPU電路的檢修流程91
5.3.2CPU電路常見故障92
5.3.3CPU電路關(guān)鍵檢測點(diǎn)94
5.3.4CPU電路關(guān)鍵檢測點(diǎn)正常工作判斷94
5.4驅(qū)動(dòng)電路與制動(dòng)電路的檢修95
5.4.1驅(qū)動(dòng)電路常見故障分析95
5.4.2驅(qū)動(dòng)電路檢測點(diǎn)97
5.4.3制動(dòng)電路引起的故障現(xiàn)象98
5.4.4制動(dòng)電路的檢修98
5.4.5制動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)原理99
5.5保護(hù)電路的檢修100
5.5.1過流保護(hù)電路的分析100
5.5.2過壓保護(hù)電路的分析100
5.5.3緩沖保護(hù)電路的分析101
5.5.4過流過壓保護(hù)電路與緩沖電路結(jié)構(gòu)101

第6章變頻器整機(jī)綜合故障的檢修103
6.1根據(jù)整機(jī)的框架結(jié)構(gòu)圖判別常見故障103
6.1.1變頻器整機(jī)電路各部分的作用與特性故障105
6.1.2開機(jī)無任何反應(yīng)110
6.1.3開機(jī)電源指示燈、面板顯示正常，運(yùn)行時(shí)U、V、W三端輸出電壓為零111
6.1.4開機(jī)電源指示燈、面板顯示正常，運(yùn)行時(shí)U、V、W三端輸出三相電壓不平衡112
6.1.5開機(jī)電源指示燈亮，運(yùn)行時(shí)U、V、W三端輸出電壓正常，顯示器顯示字符不全114
6.1.6開機(jī)電源指示燈亮，操作面板無反應(yīng)114
6.1.7開機(jī)工作一般時(shí)間保護(hù)115
6.2綜合常見故障分析115
6.2.1開機(jī)無任何反應(yīng)116
6.2.2通電立即燒主電路熔絲或通電空氣開關(guān)跳閘118
6.2.3操作面板無任何反應(yīng)120
6.2.4變頻器工作一段時(shí)間保護(hù)120
6.2.5變頻器正在工作時(shí)跳閘122
6.2.6變頻器接負(fù)載立即保護(hù)123

第7章變頻器整機(jī)模塊結(jié)構(gòu)與檢修案例125
7.1檢修變頻器所需的知識要點(diǎn)125
7.1.1變頻器電路中常用的重要元器件127
7.1.2變頻器中的六相脈沖驅(qū)動(dòng)芯片129
7.1.3變頻器中的充電接觸器130
7.2變頻器整機(jī)六大電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與主要檢測點(diǎn)131
7.2.1變頻器整機(jī)六大電路的構(gòu)成以及工作順序131
7.2.2抗干擾與整流濾波電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與檢測132
7.2.3電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與檢測133
7.2.4二次開關(guān)電源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與檢測134
7.2.5六相脈沖信號驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與電路的檢測135
7.2.6MCU與CPU電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與檢修135
7.2.7面板顯示與操作電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與檢測136
7.3變頻器在電氣系統(tǒng)中綜合故障分析與故障快速檢修136
7.3.1變頻器中最容易損壞的電路與元件138
7.3.2在整個(gè)電氣系統(tǒng)判別損壞的部分以及判別變頻器損壞的方法140
7.3.3變頻器在整個(gè)電氣設(shè)備中的重要性143
7.3.4檢測變頻器的各種儀器儀表與檢測工具143
7.4跑線路以及判斷各電子元件是否好壞的方法143
7.4.1跑線路143
7.4.2判斷各電子元件是否好壞的方法144
7.5電子電氣設(shè)備檢修與電路分析147
7.5.1各電子元器件在電路中作用及應(yīng)用分析檢測148
7.5.2電源基礎(chǔ)電路的基本結(jié)構(gòu)與故障分析163
7.5.3筆記本電腦等微電子設(shè)備的二次電源170
7.5.4三次電源電路分析190
7.5.5振蕩電路及故障分析191
7.5.6放大電路201
7.6變頻器電路檢修與分析208

第8章變頻器在實(shí)際中的應(yīng)用224
8.1變頻器各端子的功能224
8.2變頻器常用控制功能的應(yīng)用226
8.2.1變頻器常用基本功能應(yīng)用226
8.2.2采用開關(guān)式變頻器控制的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路226
8.2.3繼電器控制電路的結(jié)構(gòu)228
8.2.4采用小繼電器控制的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路229
8.2.5變頻器自動(dòng)跳閘保護(hù)電路230
8.3變頻器開關(guān)與繼電器控制端子的應(yīng)用總結(jié)231
8.3.1高中低多擋位轉(zhuǎn)換的控制電路231
8.3.2PLC在變頻器中的基本應(yīng)用233
8.3.3變頻器在日常生活中的運(yùn)用235
8.3.4單水泵供水變頻控制電路236
8.3.5兩臺(tái)水泵供水的變頻控制電路240
8.3.6三臺(tái)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)同時(shí)工作變頻控制電路243
8.3.7空調(diào)器的變頻電路244
8.3.8變頻器在電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用252
8.3.9變頻器一拖三電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用電路255

附錄257
附錄一工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備常用的基本電路257
附錄二三相電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制電氣電路261
附錄三三相電動(dòng)機(jī)順序轉(zhuǎn)控制電氣電路264
附錄四三相電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電氣控制電路267

參考文獻(xiàn)275

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前言/序言

變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元、微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT管的通斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的。另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等?？萍硷w速發(fā)展，大型工業(yè)設(shè)備已經(jīng)不再是單純的機(jī)械式，而發(fā)展成全智能化、全自動(dòng)化設(shè)備，采用軟件控制硬件、弱電控制強(qiáng)電的方式。變頻器廣泛適用于油礦、煤礦及全國各大城市開發(fā)樓盤、供水及大型噴泉與機(jī)床等多方面領(lǐng)域。
本書主要講解工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備智能變頻器的控制原理、檢修方法、安裝調(diào)試等，書中從工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備檢修維護(hù)的基礎(chǔ)知識起步，理論與實(shí)際相結(jié)合，側(cè)重于理論指導(dǎo)實(shí)際，重點(diǎn)介紹了變頻器的接線方法、電路原理與故障分析方法。
全書語言通俗易懂，按照學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律由淺入深編排，一步一步帶領(lǐng)讀者看懂變頻器的控制電路，學(xué)好變頻器的控制知識，掌握變頻器的維修、調(diào)試與應(yīng)用技術(shù)。
① 掌握變頻器及其電路中的電子元器件的作用是學(xué)好變頻器的基礎(chǔ)：書中第1章和第7章詳細(xì)說明了變頻器常用的重要電子元器件的作用、跑線路以及判斷電子元器件好壞的方法。
② 變頻器整機(jī)共分為主電路、開關(guān)電源、脈沖信號驅(qū)動(dòng)電路、CPU電路、面板顯示與操作電路、過壓過流保護(hù)電路、外設(shè)備接口電路等。由于負(fù)載電機(jī)的供電，主要是主電路提供，無論是單相220，三相動(dòng)力380，都是先經(jīng)過整流電路，然后再經(jīng)制動(dòng)、濾波、逆變電路等處理送電機(jī)，所以功率大，負(fù)載稍有過載短路就會(huì)使主電路損壞。書中第3章～第5章結(jié)合故障實(shí)例，詳細(xì)介紹了變頻器主電路、輔助電路的工作原理和故障檢測方法，如：
●UC3844開關(guān)電源電路和自勵(lì)式開關(guān)電源電路說明詳見4.1.3節(jié)，故障檢修詳見5.2節(jié)；
●PC923、PC929，TLP250、TLP750驅(qū)動(dòng)電路常用芯片電路結(jié)構(gòu)與故障排查詳見4.3.5節(jié)；
●主電路如何通電檢修可以參考5.1節(jié)。
③ 變頻器整機(jī)有故障如何排查？書中第6章結(jié)合實(shí)際故障現(xiàn)象，逐一介紹如何故障排查的方法。
④ 變頻器有三相與兩相變頻兩種結(jié)構(gòu)，實(shí)際中要分清三相交流電與兩相交流電，進(jìn)行接線與電路分析，如UC3844芯片各引腳的作用及檢測詳見7.1.1.2節(jié)，變頻器外接端子的作用與快速檢查變頻器各電路的方法詳見7.6節(jié)。
⑤ 書中第8章詳細(xì)介紹了變頻器常用控制功能與各類型應(yīng)用實(shí)例。
⑥ 三相電動(dòng)機(jī)控制電路與工業(yè)設(shè)備常用基本控制電路可以參考附錄詳細(xì)學(xué)習(xí)。
在本書編著過程中，借鑒了部分相關(guān)專業(yè)資料，得到了席東銘、葛立宏等人的大力協(xié)助，在此深表謝意！
本書適合用于工業(yè)自動(dòng)化開發(fā)、維護(hù)維修及廣大電子電氣師生閱讀。由于時(shí)間倉促，書中難免有不足之處，歡迎掃描二維碼關(guān)注并批評指正。

編著者

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