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第一章　电动机现状和节能技术1

第一节　电动机现状和高效电动机1

一、我国节能工作的紧迫性1

二、电动机系统节能工程2

三、电动机行业现状4

第二节　高效和永磁电动机制造9

一、制造高效电动机采取的措施9

二、清华大学研制的高效电动机12

三、永磁电动机13

四、直配电动机16

第三节　电动机节能技术16

一、星—三角转换和改接线使轻载节电16

二、减少轻载或空载运行23

三、应用磁性槽楔或槽泥改造电动机25

四、电动机节能改造31

五、合理选择电动机的形式和容量34

六、优选厂用母线电压，降低电动机能耗40

七、改造和更新水泵、风机类设备44

八、主泵电动机采用功率因数就地补偿46

九、润滑齿轮及部件47

十、提高电动机检修质量48

十一、异步电动机同步化运行48

十二、同步电动机进相运行51

十三、全集成自动化和能源管理52

第二章　电动机型号、结构和特性53

第一节　电机的分类、型号及铭牌53

一、电机的分类53

二、电机的产品型号55

三、电机的铭牌58

第二节　电动机的工作原理、结构和工作特性63

一、三相异步电动机工作原理63

二、异步电动机的基本结构64

三、电动机的工作特性65

四、电动机的效率和工作性能69

五、用变频器驱动时电动机的特性73

第三节　电动机的起动特性75

一、概述75

二、异步电动机的起动过程和稳定性76

三、起动方法77

四、起动设备的结构和控制80

第三章　电动机调速方法和选择86

第一节　概述86

一、调速的意义86

二、调速方式87

第二节　用于调速的各种电动机88

一、直流电动机88

二、同步电动机93

三、绕线转子异步电动机94

四、笼型异步电动机95

五、交流电磁调速异步电动机95

六、无换向器电动机96

七、无刷双馈电动机97

第三节　直流电动机的调速方法97

第四节　异步电动机变频调速方法100

第五节　绕线转子异步电动机调速方法104

一、转子回路串电阻调速104

二、改变定子电压调速105

三、串级调速107

第六节　大中容量电动机调速方案的选择108

一、调速方案的分类和内容108

二、调速方案的选择比较111

第四章　调速和制动技术应用实例113

第一节　数控励磁调速技术的应用113

一、数控励磁调速技术的节能方式113

二、与变频及内反馈调速系统比较115

第二节　全数字串级调速的应用116

一、串级调速基本原理和系统构成116

二、全数字串级调速控制系统的特点和构成118

三、全数字串级调速控制系统效益分析120

第三节　电动机转子变频调速121

一、转子变频调速原理121

二、DFC型交流电动机转子侧变频调速装置124

三、DFC型交流电动机转子侧变频调速装置应用125

第四节　液力耦合器及其与变频调速对比127

一、液力耦合器在风机上的应用127

二、液力耦合器调速系统效率129

三、风机、泵类负载变频调速和液力耦合器调速的耗能比较131

四、变频调速和液力耦合器调速的投资比较132

第五节　电动机制动和电磁制动实例133

一、能耗制动133

二、回馈制动134

三、反接制动134

四、正接反转制动135

五、电磁制动实例135

第六节　电动机使用变频器的制动方式138

一、概述138

二、电阻能耗制动的工作方式140

三、共用直流母线方式的回馈制动143

四、回馈到交流电网的制动方式145

第五章　电动机的硬起动和软起动148

第一节　起动方法和全电压起动148

一、起动方法148

二、直接接入电网起动150

三、全电压直接起动应满足的条件151

四、电动机直接起动设备的选择153

第二节　降压起动155

一、降压起动方式的适用场合和性能155

二、降压起动的种类、特点和设备157

三、降压起动控制160

第三节　软起动器起动162

一、工作原理162

二、应用型号和带多台电动机举例167

三、软起动器与变频器比较171

第四节　软起动器的分类和选型173

一、软起动器的技术优势173

二、按电压变动形式分类173

三、按运行方式分类181

四、按结构组成分类183

五、软起动器的选型185

第五节　矿用安全型软起动装置特点186

一、结构原理186

二、主要功能187

三、主电路与控制电路之间的电气隔离措施190

第六节　单片机软起动器190

一、起动器工作原理190

二、设计方案191

第六章　软起动器应用实例和特征软起动器195

第一节　软起动器应用实例195

一、软起动器在水厂的应用实例195

二、软起动器在水电站的应用实例197

三、软起动器在火电厂的应用实例201

四、软起动器在煤矿的应用实例207

五、开关变压器式软起动器在石化厂的应用实例208

六、软起动器在重工业中的应用实例212

第二节　液态软起动技术215

一、起动方案的论证215

二、液态软起动装置构成、工作原理及性能216

三、运行效果分析218

四、液态电阻的计算和控制方式219

五、某炼铁厂实例应用介绍219

第三节　磁控软起动技术220

一、自励式磁控电抗器220

二、磁控控制器的设计和选择222

三、应用情况223

第四节　电动机自动批次起动控制柜223

一、电动机联络控制柜223

二、石化工业采用联络控制柜的必要性226

三、实际案例227

第七章　电动机节能控制电路与保护器应用229

第一节　节能控制电路229

一、电动机惯性逆行程节能电路229

二、节能可靠的空压机控制回路230

第二节　电动机保护器234

一、电动机保护器简介234

二、保护器在桥式起重机中的应用235

三、保护器在单相电动机中的应用238

第八章　PLC基础知识241

第一节　PLC概述241

一、PLC的产生和应用241

二、PLC在我国的多领域应用243

三、PLC品牌的选用243

四、PLC的选型244

五、PLC的硬件及其应用248

第二节　PLC的分类和功能251

一、分类251

二、功能253

第三节　PLC的工作原理和结构255

一、PLC的工作过程255

二、PLC执行程序过程257

三、PLC的输入与输出响应时间259

四、PLC的结构260

五、PLC各单元的组成262

六、LOGO!0BA6超小型PLC特点273

第四节　PLC的编程方法280

一、编程方法280

二、编程指令294

三、PLC的编程技巧298

四、S7-300 PLC编程方法301

第五节　PLC抗干扰措施和注意事项304

一、PLC抗干扰措施实例304

二、PLC输出注意事项308

三、PLC应用中的问题和解决措施311

第六节　PLC与变频器同步控制和连接问题314

一、PLC与变频器同步控制实例314

二、PLC与变频器的连接问题317

第七节　PLC的安装320

一、安装方法和安装环境要求320

二、接线和布线的注意事项321

三、调试和运行321

第八节　PLC的维护322

一、PLC故障的诊断322

二、PLC的维护325

第九章　PLC应用实例327

第一节　PLC在发电厂的应用实例327

一、PLC在水电站的应用327

二、PLC在火电厂配煤系统中的应用330

三、PLC在油处理中的应用334

四、PLC在烟气挡板改造中的应用337

第二节　PLC在变电站的应用341

一、变电站PLC的远程监控341

二、PLC应用在变电站母联备自投344

第三节　PLC在钢铁行业的应用348

一、LOGO!PLC在高炉的应用348

二、PLC在上料小车的应用352

第四节　PLC在冶金、锻造系统的应用356

一、PLC在锻造打磨中的应用356

二、PLC在冶炼压样机的应用360

第五节　PLC在水系统的应用362

一、PLC实现水资源监控与调度362

二、PLC在污水处理厂的应用367

三、用LOGO!PLC实现热水温度的控制370

第六节　PLC在土木系统的应用376

一、PLC自控混凝土速凝剂376

二、PLC在刨花板随动控制中的应用380

第七节　PLC在机床等系统中的应用382

一、PLC在机床中的应用382

二、LOGO!PLC在压缩机中的应用385

三、用LOGO!PLC的低电压延时再起动389

第十章　各种晶体管结构和变频器原理391

第一节　二极管、三极管和晶闸管391

一、半导体材料及其特性391

二、PN结及其单向导电性393

三、晶体二极管的结构394

四、晶体三极管的结构394

五、晶闸管的结构及工作原理395

第二节　场效应管397

一、结型场效应管397

二、绝缘栅型场效应管的结构399

三、MOS管、CMOS管401

四、绝缘栅双极晶体管（IGBT）401

第三节　变频器用电子器件404

一、各种常用晶体管概况404

二、常用模块408

第四节　变频器的构成和功能409

一、变频调速原理409

二、变频器类别410

三、变频器的额定值及频率指标411

四、变频器的构成412

第五节　变频器的工作原理417

一、单相逆变桥工作原理417

二、三相逆变桥工作原理418

三、单元串联多电平PWM高压变频器结构原理423

第六节　变频器的控制方式427

一、概述427

二、矢量控制变频调速429

三、异步电动机的四象限运行431

四、控制回路432

五、变频器控制方式的合理选用434

第十一章　变频器各品牌调查和有关技术分析435

第一节　负载性质和变频器分类435

一、恒转矩负载435

二、恒功率负载437

三、二次方律负载438

四、其他类型负载442

五、变频器分类443

第二节　对各品牌变频器的调查445

一、在用品牌情况445

二、计划采购品牌情况446

三、对高低压品牌的认知度447

第三节　变频器节能新技术及发展趋势449

一、高压变频器节能新技术449

二、高压变频器发展趋势451

三、市场产品和技术趋势451

四、价格走势453

第四节　电动机变频应用分析和切断变频器运行453

一、电动机变频调速应用分析453

二、电动机切断变频器运行457

第五节　压频比（U/f）的选择处理459

一、转矩提升意味着什么459

二、二次方律负载的转矩提升选择461

第十二章　变频器的选用、安装和在发供电中的应用464

第一节　变频器的选用464

一、变频器应符合环境条件464

二、根据变频器特点选择464

三、选择变频器容量471

四、加大或减小变频器容量的场合473

五、选型注意的问题475

六、合理选用变频器电压等级478

七、多台电动机共用一台变频器479

第二节　变频器的安装和维护482

一、变频器的发热与散热482

二、安装变频器的要求和保养483

第三节　变频器在发电厂的应用实例485

一、变频器在电厂凝结水泵的应用485

二、发电厂燃料重车调机变频技术489

三、变频器在电厂锅炉流化床的应用492

四、锅炉引风机应用高压变频器494

第四节　变频器在坑口电厂和变电站的应用497

一、变频器在坑口电厂的应用497

二、变频器在变电站中的应用500

第十三章　水泵、风机和压缩机的变频应用实例503

第一节　水泵变频技术503

一、变频改造锅炉循环水泵503

二、工厂水泵系统的变频改造506

三、高压变频在供水中的应用507

四、高压变频在炼铁厂冲渣泵上的应用511

五、离心脱水机双变频控制512

六、盐水罐液位控制应用变频515

第二节　变频恒压供水518

一、台山市变频恒压供水518

二、昆山市变频器控制的恒压供水系统521

三、山东矿区变频恒压供水系统524

四、氯碱行业变频恒压供水526

五、回水系统变频恒压供水改造528

六、变频水位控制器的应用530

第三节　变频风机531

一、PLC与变频器在风机中的应用531

二、尾气风机的变频改造534

三、变频器在脱硫除尘风机上的应用537

四、智能手动操作器在风机变频中的应用539

五、鼓风机变频调节器PID控制543

第四节　压缩机变频改造545

一、中央空调的节能改造545

二、螺杆压缩机变频改造548

第十四章　冶金、化工等其他行业变频器应用实例551

第一节　冶金钢铁业变频器应用实例551

一、变频在转炉中的应用551

二、变频器在钢铁轧机上的应用554

第二节　制药、化工、建筑变频器应用实例558

一、医药发酵罐变频应用558

二、变频调速在树脂制造中的应用560

三、电瓷泥浆搅拌机的变频改造562

四、变频器在水泥回转窑中的应用564

第三节　机床、电梯、钻机变频器应用实例565

一、龙门刨床走刀的变频器改造565

二、电梯运行速度的变频优化控制568

三、钻机的变频调速改造574

第四节　轮胎、橡胶、造纸行业变频器应用实例576

一、变频在生产轮胎线拉丝机上的应用576

二、变频改造橡胶后处理生产线578

三、变频器的纸机张力控制581

第五节　提升机、卷扬机、起重机变频器应用实例584

一、变频器在矿用提升机上的应用584

二、变频调速改造吊车586

三、变频在桥式起重卷扬机中的应用588

四、变频在电解铜起重机上的应用590

第十五章　变频器的维修和谐波抑制592

第一节　变频器常见故障和预防592

一、变频器故障和预防措施592

二、恒压供水变频器的故障维修600

三、钢铁中板轧机交交变频器故障分析604

第二节　变频器故障处理实例608

一、日本富士变频器故障维修实例608

二、变频器故障处理实例611

三、井下提升机变频柜故障原因分析618

第三节　巧用变频器功能619

一、变频器微调调节器PID的应用619

二、巧用变频器功能实现变频器自动起动623

第四节　变频电磁谐波及抑制措施623

一、电磁谐波污染与抑制措施623

二、变频器的干扰信号及预防628

三、变频器系统的接地633

附录　本书缩略语一览（按英文字母顺序）637

参考文献639