零起步轻松学变频技术

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页数:190
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出版时间:2009-6
价格:25.00元
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isbn号码:9787115197443
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图书标签:
  • 变频技术
  • 变频器
  • 电机控制
  • 电力电子
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具体描述

现代电力电子与电机驱动技术前沿探索 本书聚焦于电力电子技术在现代工业驱动系统中的前沿应用与深度解析,旨在为电气工程、自动化领域的专业人士及高年级学生提供一份详尽、实用的技术参考。它避开了入门级的概念普及,直接切入高性能、高可靠性驱动方案的设计、优化与控制策略的复杂层面。 --- 第一部分:先进电力电子变换器拓扑与热管理 本部分深入探讨了当前工业界和学术界关注的几类关键电力电子变换器拓扑的最新发展,特别是那些在提升效率、降低谐波和增强系统动态响应方面具有显著优势的结构。 1.1 高级开关器件的应用与优化 详细分析了第三代半导体材料——碳化硅(SiC)MOSFET和氮化镓(GaN)HEMT在不同电压等级和开关频率下的适用性。书中不仅比较了其在导通损耗和开关损耗上的理论差异,更提供了实际应用中的系统级考量,例如:栅极驱动的优化设计以避免米勒平台下的振荡与误触发;热界面材料(TIM)的选择对功率密度和长期可靠性的影响模型。重点阐述了如何根据特定负载特性(如电机惯量、允许的电流纹波)来精确选择开关频率,以平衡开关损耗、磁性元件尺寸与EMI(电磁干扰)水平。 1.2 模块化多电平变换器(MMC)的控制与应用拓展 本章节超越了标准的H桥和中点钳位(NPC)拓扑,将研究重点放在MMC结构上,特别是其在高压直流输电(HVDC)和大功率电机驱动中的应用。书中构建了MMC子模块电压平衡的非线性控制模型,对比了基于平衡环的控制(如Nearest Level Control, NLC)与基于优化算法(如Space Vector Modulation, SVM)的控制策略在谐波抑制和动态性能上的权衡。此外,还探讨了MMC在实现可重构性方面的潜力,即在单个子模块发生故障时,系统如何通过调整剩余子模块的脉冲序列来维持基本运行能力。 1.3 关键磁性元件的集成与小型化设计 电力电子系统的体积和重量往往受限于无源元件(电感、变压器)。本部分详细介绍了磁集成技术,包括平面变压器和集成式输出滤波电感的设计方法。书中引入了有限元分析(FEA)软件的实际建模流程,用于精确计算绕组损耗、铁芯饱和特性和趋肤/邻近效应。特别关注了高频化设计带来的挑战,如铁芯材料(如铁氧体、非晶合金)在兆赫兹范围内的损耗特性曲线及温度依赖性模型。 --- 第二部分:高性能电机驱动与控制理论的深化 本部分专注于现代电机驱动系统的核心——高级控制算法,重点在于如何实现对复杂负载(如伺服系统、高精度泵送系统)的精确、鲁棒控制。 2.1 磁场定向控制(FOC)的极限突破 虽然FOC是成熟技术,但本书探讨了在高转速、低速(甚至零速)及弱磁区域下,传统FOC算法(如PI控制器)的局限性。深入解析了滑模控制(SMC)与FOC的结合,用以提高电流环和速度环的抗扰动能力。同时,详细阐述了观测器设计的复杂性:如何利用卡尔曼滤波(EKF)或扩展卡尔曼滤波(LEKF)在不依赖高精度转速传感器的前提下,精确估计转子位置和磁链,尤其是在电机参数发生变化或出现噪声干扰时。 2.2 直接转矩控制(DTC)的脉冲宽度调制优化 针对DTC固有的转矩和磁链纹波问题,本部分引入了扇区选择的自适应优化策略,例如基于神经网络的预测模型,以实现更精细的电压矢量选择。重点讲解了无开关频率调制(Constant Switching Frequency DTC, CSW-DTC)的实现,如何通过预测模型和状态空间分析,将DTC的优势(快速动态响应)与PWM的稳定(恒定开关频率)相结合,以优化电磁噪声和散热设计。 2.3 永磁同步电机(PMSM)参数辨识与自适应控制 PMSM驱动的性能高度依赖于精确的电机模型参数(如定子电阻、电感值)。本部分提供了在线参数辨识算法的详细流程,包括基于注入信号的辨识方法(如高频注入法)和基于系统辨识理论的辨识框架。针对电机老化、温度漂移导致的参数不确定性,构建了自适应滑模控制器,该控制器能够实时调整控制增益,确保系统在参数变化的情况下仍能维持预定的性能指标。 --- 第三部分:可靠性、安全与智能诊断 本部分关注电力电子系统在实际工业环境中长期稳定运行的关键要素,即故障检测、保护机制与预测性维护(PdM)。 3.1 电力电子系统的故障诊断与隔离 系统性地分析了功率器件(IGBT/MOSFET)的早期故障模式,如栅极驱动异常、热失控前兆(漏电流增大)。详细介绍了基于电流波形特征提取的故障检测方法,例如,通过分析开关瞬间的dv/dt变化率或谐波频谱来判断器件的退化状态。书中提供了完整的冗余与故障隔离策略,包括硬件冗余(如双路驱动电路)和软件层面的控制重构技术。 3.2 电磁兼容性(EMC)的系统级设计 本书将EMC分析提升到系统设计层面,而非仅仅停留在滤波器设计。探讨了高频开关噪声的产生源、传播路径与耦合机制。重点阐述了PCB布局的电磁兼容性设计规则,如敏感信号的隔离、功率回路的最小化,以及如何通过合理设计DC母线去耦电容阵列来有效抑制高频电压跌落和共模噪声。 3.3 预测性维护(PdM)的数据驱动模型 引入了物联网(IoT)和边缘计算的概念,用于实现变频驱动系统(VFD)的智能诊断。描述了如何采集关键运行数据(如DC母线电压纹波、开关管结温估计值、负载扭矩波动)并利用时间序列分析和机器学习算法(如LSTM网络)来建立健康状态基线。通过分析偏离基线的异常模式,预测组件的剩余使用寿命(RUL),从而指导预防性维护计划的制定。 --- 本书内容高度集中于工程实践、理论模型的深入构建与先进控制策略的落地实施,适合已掌握电力电子基础理论,寻求提升复杂驱动系统设计与优化能力的工程师和研究人员。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一名在传统制造业工作的技术人员,虽然接触过一些自动化设备,但对于变频器的工作原理和深层次的调试,一直都是一个模糊的概念。我的经验更多地停留在“会用”的层面,而《零起步轻松学变频技术》这本书,让我真正开始“理解”变频器。作者的讲解方式非常务实,他没有回避变频器在实际应用中会遇到的各种问题,而是将这些问题融入到教学过程中。我最喜欢书中关于“变频器与电网的相互影响”的章节,它详细阐述了变频器在工作时可能对电网产生的谐波污染,以及如何通过安装滤波器等设备来减轻这种影响。这让我意识到,变频器的使用不仅仅是安装和调试那么简单,还需要考虑其对整个电力系统的影响。书中还对“变频器的散热”和“安装环境”进行了详细的指导,这些看似基础的知识,却往往是影响变频器稳定运行的关键因素。作者通过案例分析,说明了不良的安装环境可能导致的过热、短路等问题,让我对变频器的维护和保养有了更深刻的认识。我特别欣赏书中关于“变频器在不同行业应用案例”的介绍。无论是工业生产线上的输送带,还是水泵、风机的调速控制,书中都给出了详细的讲解,让我能够看到变频技术的广泛应用场景,以及其在不同场景下的技术特点。这种“理论结合实际”的学习方式,让我对变频技术的理解更加透彻,也为我将所学知识应用到实际工作中提供了宝贵的参考。这本书不仅仅是一本技术书籍,更像是一个经验丰富的导师,用最实用、最贴近实际需求的方式,引导我掌握变频技术的精髓,让我能够更加从容地应对工作中的挑战。

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我一直认为,学习技术知识,最怕的就是“纸上谈兵”,而《零起步轻松学变频技术》这本书,恰恰解决了我的这一顾虑。作者在讲解变频技术的同时,非常注重将理论知识与实际应用相结合。我最欣赏书中对“变频器与PLC的联动”的讲解。作者并没有停留在理论层面,而是给出了具体的接线方式和通信协议的介绍,甚至还附上了一些简单的梯形图示例,来展示如何通过PLC来控制变频器的启停、速度和方向。这让我看到了变频器在整个自动化控制系统中扮演的角色,也为我未来学习PLC编程打下了基础。书中关于“变频器的能量回馈”的章节,也让我大开眼界。我之前从未想过,变频器在电机减速制动时,可以将能量“吐”回电网,实现能量的再利用。作者详细解释了能量回馈的原理,以及其在某些应用场景下的节能优势。这让我对变频技术有了更深层次的认识,也感受到了科技在节能环保方面的巨大潜力。此外,书中还包含了一些关于“变频器的电磁兼容性”的介绍,这对于在复杂电磁环境中工作的变频器来说,是非常重要的一环。作者详细阐述了电磁干扰的来源,以及如何采取措施来提高变频器的抗干扰能力。这种对细节的关注,让我看到了作者在编写这本书时所付出的努力和专业性。这本书的内容详实,讲解细致,真正做到了“授人以渔”,让我不仅学会了如何使用变频器,更理解了其背后的原理和应用价值,为我将来在相关领域的发展奠定了坚实的基础。

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我一直认为,变频技术是现代工业自动化领域的核心技术之一,但其学习门槛相对较高,让许多初学者望而却步。《零起步轻松学变频技术》这本书,却以其独特的魅力,成功地打破了这一困境。作者的讲解风格非常独特,他能够将那些抽象的理论概念,通过生动形象的语言和图示,变得触手可及。我最喜欢书中关于“变频器的软件调试”的章节。作者并没有简单地介绍各种菜单选项,而是深入分析了不同参数之间的相互关系,以及它们如何影响变频器的运行特性。例如,在讲解“加减速时间”参数时,作者就详细阐述了过短或过长的加减速时间可能带来的问题,并给出了不同应用场景下的最佳设置建议。这种“由浅入深,层层递进”的讲解方式,让我能够更加深刻地理解变频器的工作原理和调试技巧。书中还对“变频器在不同负载下的运行特性”进行了详细的分析。例如,在讲解“恒转矩负载”和“恒功率负载”时,作者就详细阐述了它们在不同转速下的功率和转矩需求,以及变频器如何通过调整输出电压和频率来满足这些需求。这让我能够更加精准地选择和设置变频器,以达到最佳的运行效果。此外,书中还包含了一些关于“变频器的通信接口”的介绍,这对于将变频器集成到上位机控制系统中的用户来说,非常重要。作者详细介绍了RS485、CAN总线等通信方式,以及如何通过这些接口来实现对变频器的远程控制和数据采集。这本书的内容翔实,讲解细致,真正做到了“授人以渔”,让我不仅学会了如何使用变频器,更理解了其背后的原理和应用价值,为我将来在相关领域的发展打下了坚实的基础,我强烈推荐这本书给所有对变频技术感兴趣的朋友们。

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这本书的出现,彻底改变了我对“零起步”学习的看法。我之前尝试过很多技术类书籍,但往往因为基础知识的缺失,很快就跟不上作者的思路,最终以失败告终。《零起步轻松学变频技术》这本书,用它独特的方式,成功地为我打开了变频技术的大门。作者的讲解方式,完全站在初学者的角度,避免了大量枯燥的理论堆砌。我尤其欣赏书中对“变频器控制模式”的区分和讲解。作者没有简单地介绍“V/f控制”和“矢量控制”的区别,而是通过生动的比喻,比如V/f控制就像是“凭感觉”调节水龙头,而矢量控制则更像是“精确计算”后控制水流。他进一步解释了为什么在某些高精度要求的场合,必须使用矢量控制,以及矢量控制的核心思想——如何“解耦”电压和电流,实现对磁场和转矩的独立控制。这种深入浅出的讲解,让我不再觉得这些术语是天书。书中关于“变频器参数设置”的章节,也让我受益匪浅。作者详细列举了一些常用参数的含义和调整范围,并给出了不同应用场景下参数设置的建议。这让我不再害怕去触碰那些复杂的参数设置界面,而是能够更有针对性地进行调整,以达到最佳的运行效果。书中还提供了一些“常见故障的排除方法”,这对于现场调试人员来说,简直是太有用了。例如,当变频器出现“过载”报警时,作者不仅告诉了我可能的原因,还提供了详细的排查步骤,让我能够快速定位问题并解决。这本书的版式设计也非常人性化,图文并茂,让我在阅读过程中不会感到枯燥乏味。通过这本书,我感觉自己不再是那个对变频技术一窍不通的“门外汉”,而是能够对变频器的基本原理、控制方式以及常见问题有一定的了解和解决能力,这让我充满了自信。

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这本书真的让我对变频技术有了全新的认识,之前我一直觉得变频器这种东西离我非常遥远,是只有专业工程师才能接触和理解的高深技术。但当我翻开《零起步轻松学变频技术》时,我才发现,原来学习变频技术可以如此有趣和直观。作者用非常接地气的语言,将那些复杂的理论和原理一一拆解,就像在跟朋友聊天一样,没有生涩难懂的术语,也没有枯燥乏味的公式推导。每一章都仿佛是在为我揭开一层神秘的面纱,让我逐渐看清变频技术的全貌。特别是关于变频器的工作原理部分,作者通过大量的图示和生动的比喻,让我这个完全没有基础的人也能理解电流、电压、频率之间的微妙关系,以及它们是如何协同工作来控制电机转速的。我尤其喜欢其中关于“矢量控制”和“V/f控制”的章节,作者没有直接给出定义,而是先从实际应用场景出发,例如为什么我们需要精确控制电机转速,在什么情况下需要更精密的控制,然后循序渐进地引入不同的控制方式。这种“先问题,后方案”的学习路径,让我能够更好地理解技术存在的意义和价值。更让我惊喜的是,书中还包含了一些非常实用的案例分析,比如如何根据负载特性选择合适的变频器,以及在实际生产环境中可能会遇到的常见问题和解决方法。这些内容对于我这样的初学者来说,简直是无价之宝,让我能够将理论知识与实际应用相结合,为将来可能遇到的实际操作打下坚实的基础。这本书的排版也非常舒服,字体大小适中,留白恰到好处,阅读体验极佳,长时间阅读也不会感到疲劳。我之前尝试过一些电子技术类的书籍,但都因为内容过于晦涩而放弃,而这本书的出现,无疑点亮了我学习变频技术道路上的明灯,让我充满信心和动力继续深入探索。

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这本书的出现,真的在我学习变频技术的道路上起到“雪中送炭”的作用。我之前在工作中接触到一些变频器,但仅仅是停留在表面操作层面,对于其内部的工作原理、控制方式以及如何进行更深入的调试,一直都是一知半解。我曾尝试过阅读一些专业的变频器手册,但那些枯燥的技术术语和复杂的图表,让我望而却步。《零起步轻松学变频技术》这本书恰恰弥补了这一不足。作者以一种非常友好的姿态,引导我一步步地走进变频技术的殿堂。最让我印象深刻的是,书中对于变频器“内部结构”的讲解,并非简单的罗列元器件,而是通过分析每一个模块的功能,以及它们之间是如何协同工作的,来阐述变频器实现功能的过程。例如,在讲解“整流和滤波”部分时,作者并没有止步于“把交流电变成直流电”这个层面,而是深入分析了不同的整流方式(如全桥整流)的优缺点,以及滤波电容在平滑直流电压中的作用。这让我对变频器的“硬件基础”有了更清晰的认识。同时,书中对于“控制算法”的介绍也十分精彩,特别是关于“闭环控制”和“开环控制”的区别,以及它们在不同应用场景下的选择依据。作者通过举例说明,比如在需要精确位置控制的应用中,闭环控制的必要性;而在对速度要求不那么苛刻的应用中,开环控制的经济性。这种从实际需求出发的讲解方式,让我能够深刻理解技术选择的背后逻辑。此外,书中还包含了一些“故障诊断”和“参数设置”的实用技巧,这些内容对于我这样的实践者来说,简直是“救命稻草”,能有效解决我在日常工作中遇到的实际问题。这本书不仅让我“知其然”,更让我“知其所以然”,让我对变频技术有了更深层次的理解和掌握,极大地提升了我解决实际问题的能力。

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老实说,我之前对变频技术真的可以说是“一窍不通”,感觉那是一个非常高深莫测的领域。但当我拿到《零起步轻松学变频技术》这本书的时候,我发现我之前的担忧完全是多余的。作者的写作风格非常独特,他能够用最简单、最形象的比喻,将那些复杂的原理变得易于理解。我记得在讲解“IGBT”这个核心功率器件时,作者并没有直接给出其技术参数,而是将其比作一个“高速开关”,能够非常快速、准确地控制电流的通断,从而实现对输出波形的精确控制。这种类比让我一下子就明白了IGBT在变频器中的关键作用。书中对“变频器主回路”和“控制回路”的划分讲解也十分清晰。作者首先介绍了主回路是如何实现能量的转换和传输,然后又详细讲解了控制回路是如何根据接收到的指令,对主回路进行精确调控。这种“分而治之”的思路,让我能够更有条理地理解变频器的整体架构。我尤其喜欢书中关于“变频器的过载保护”的讲解。作者不仅解释了过载的原因,还详细介绍了变频器是如何通过检测电流和温度等参数,来判断是否发生过载,并采取相应的保护措施。这让我明白了变频器在保护自身和负载安全方面所做的努力。书中还穿插了一些关于“变频器操作面板”的介绍,虽然只是简单的功能按钮和显示信息的解读,但对于初学者来说,这已经足够了,让我能够快速上手操作变频器,进行基本的参数设置和启停控制。这本书的语言通俗易懂,结构清晰,内容翔实,让我感觉学习变频技术不再是一件困难的事情,而是充满了乐趣和成就感。

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我一直认为像变频技术这类高度专业化的领域,离普通人太远了,学习门槛也一定很高。直到我偶然发现了《零起步轻松学变频技术》这本书,彻底颠覆了我的想法。这本书的价值在于它成功地将复杂深奥的变频技术“大众化”了。作者的语言风格非常平实,没有丝毫的故弄玄虚,就像一位耐心的老师,循循善诱地引导初学者。我特别喜欢书中对“电动机基本原理”的梳理,它作为变频器控制的对象,理解了电动机,才能更好地理解变频器的作用。书中不仅解释了交流异步电动机的“三相绕组”和“旋转磁场”是如何产生的,还巧妙地联系到了变频器如何通过改变输出电压和频率来控制这个旋转磁场,进而控制电机转速。这种“由表及里”的讲解方式,让我在理解变频器的同时,也加深了对电动机本身的认识,可谓一举两得。书中关于“变频器的选型”章节,也是我非常看重的一部分。作者没有简单地给出各种参数的对照表,而是通过分析不同应用场景下对变频器的具体要求,比如“起动转矩”、“过载能力”、“恒转矩”和“恒功率”等概念,来指导读者如何根据实际需求来选择最合适的变频器型号。这让我明白了,变频器的选择不是盲目的,而是有科学的依据和流程的。此外,书中还穿插了一些关于“变频器与PLC的配合应用”的讲解,这对于想要将变频器集成到自动化系统中的读者来说,非常有价值。虽然这部分内容并未深入到PLC编程的细节,但它为我提供了一个整体的视角,让我了解了变频器在整个自动化控制系统中扮演的角色。这本书的文字清晰,逻辑性强,每一章节都层层递进,让我在轻松愉快的阅读体验中,逐步构建起完整的变频技术知识体系,这种学习方式让我充满了成就感。

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这本书简直就是我学习变频技术的“秘密武器”!我一直对变频器感到好奇,但又苦于找不到合适的入门书籍。《零起步轻松学变频技术》的出现,完全满足了我的需求。作者的写作风格非常亲切,就像一位经验丰富的朋友在给我讲故事。我尤其喜欢书中对“变频器与电机的匹配”的讲解。作者并没有简单地给出公式,而是通过分析不同类型电机的特性,以及它们对变频器输出信号的要求,来指导读者如何选择最合适的变频器。例如,在讲解“永磁同步电机”时,作者就特别强调了其对高精度控制的需求,以及变频器需要具备哪些特殊功能才能满足这些需求。这种“以应用为导向”的讲解方式,让我能够更直观地理解不同技术方案的优劣。书中关于“变频器的高级功能”的介绍,也让我眼前一亮。例如,作者详细介绍了“多段速度”和“PID闭环控制”等功能,并给出了具体的应用场景和设置方法。这让我看到了变频器在实现复杂控制逻辑方面的强大能力。我之前从未想到,一个简单的变频器,竟然能够实现如此丰富的功能。此外,书中还穿插了一些关于“变频器的维护保养”的建议,这对于延长变频器的使用寿命,保证其稳定运行至关重要。例如,作者建议定期清洁变频器的散热风扇,检查接线是否牢固等。这种实用性的指导,让我能够更好地维护和管理变频器。这本书的内容丰富,讲解深入浅出,让我能够在轻松愉快的阅读过程中,逐步掌握变频技术的精髓,为我将来在相关领域的发展打下了坚实的基础,真的非常感谢作者的付出。

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《零起步轻松学变频技术》这本书简直是为我量身打造的!我是一个对自动化设备非常感兴趣,但又完全没有相关专业背景的普通爱好者。一直以来,变频器在我眼中都是一个神秘而又复杂的“黑盒子”,感觉离我的生活很遥远。但当我无意中看到这本书的介绍时,我被“零起步轻松学”这几个字深深吸引了。拿到书后,我迫不及待地翻阅起来,果然没有让我失望。作者的写作风格非常独特,就像一位经验丰富的朋友在耐心指导你,一点点地将你引入变频技术的奇妙世界。他没有一开始就抛出大量专业术语,而是从最基础的概念讲起,比如什么是“频率”,什么是“电压”,以及它们和“转速”之间的关系。书中大量的图解和流程图,让那些抽象的概念变得可视化,我可以通过图画轻松地理解变频器内部是如何工作的。例如,在讲解“PWM”(脉冲宽度调制)技术时,作者不仅仅是给出了一个公式,而是通过形象的比喻,比如像拧水龙头一样,通过快速地“开关”来控制水流的“平均流量”,非常巧妙地解释了PWM是如何通过改变脉冲宽度来控制输出电压和频率的。我特别欣赏书中关于“节能原理”的章节,它解释了为什么使用变频器能够节省能源,以及在哪些应用场景下节能效果最显著。这让我意识到,变频技术不仅是提高设备性能的关键,更是实现绿色制造的重要手段。书中还穿插了一些小练习和思考题,鼓励读者在阅读过程中主动思考,加深对知识的理解。这本书的翻译也很到位,语言流畅自然,没有生硬的机翻痕迹。总而言之,这本书打破了我对变频技术的固有认知,让我觉得原来学习这么复杂的技术也可以如此轻松愉快,也让我对未来的学习充满了期待,相信我可以凭借这本书的指导,逐步掌握变频技术的核心要领。

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