機(jī)電傳動(dòng)與控制

緒論 1
一、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 1
二、機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 1
三、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 3
四、課程的性質(zhì)與任務(wù) 10
習(xí)題與思考題 11
第1篇  機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件
第1章  電動(dòng)機(jī)概述 15
1.1  電動(dòng)機(jī)的型號(hào)與分類 15
1.2  電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)等級(jí) 17
1.3  電動(dòng)機(jī)中的電磁定律 18
1.4  電動(dòng)機(jī)中使用的材料 22
1.5  電動(dòng)機(jī)中的電磁功率損耗 22
習(xí)題與思考題 23
第2章  直流電動(dòng)機(jī) 24
2.1   直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類 24
2.1.1  直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 24
2.1.2  直流電動(dòng)機(jī)的分類 28
2.2  直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 29
2.3  直流電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù) 32
2.4  直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 33
2.4.1  他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 33
2.4.2  串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 41
2.4.3  復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 43
2.5  他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性 43
2.6  他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性 46
2.6.1  改變電樞電路外串電阻調(diào)速 48
2.6.2  改變電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓調(diào)速 50
2.6.3  改變電動(dòng)機(jī)主磁通調(diào)速 51
2.7  他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性 54
2.7.1  能耗制動(dòng) 56
2.7.2  反接制動(dòng) 58
2.7.3  反饋制動(dòng) 61
習(xí)題與思考題 64
第3章  交流電動(dòng)機(jī) 67
3.1  三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 67
3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 67
3.1.2  三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 69
3.1.3  三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場 69
3.1.4  定子繞組出線端子的連接方式 72
3.2  三相異步電動(dòng)機(jī)的定子電路和轉(zhuǎn)子電路 73
3.2.1  三相異步電動(dòng)機(jī)的定子電路 73
3.2.2  三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路 75
3.2.3  三相異步電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù) 76
3.2.4  三相異步電動(dòng)機(jī)的功率傳遞 77
3.3  三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性 78
3.3.1  三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 78
3.3.2  三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 79
3.4  三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法 82
3.4.1  三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法 82
3.4.2  繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法 87
3.4.3  特殊鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī) 89
3.5  三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 91
3.5.1  調(diào)壓調(diào)速 91
3.5.2  轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速 92
3.5.3  變極對(duì)數(shù)調(diào)速 93
3.5.4  變頻調(diào)速 94
3.6  三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 97
3.6.1  反饋制動(dòng) 97
3.6.2  反接制動(dòng) 98
3.6.3  能耗制動(dòng) 99
3.7  單相異步電動(dòng)機(jī) 100
3.7.1  單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 100
3.7.2  單相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法 102
3.7.3  單相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 103
3.8  三相同步電動(dòng)機(jī) 104
3.8.1  三相同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 104
3.8.2  三相同步電動(dòng)機(jī)的工作原理 105
3.8.3  三相同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法 106
習(xí)題與思考題 107
第4章  控制電動(dòng)機(jī) 110
4.1  伺服電動(dòng)機(jī) 110
4.1.1  交流伺服電動(dòng)機(jī) 111
4.1.2  直流伺服電動(dòng)機(jī) 115
4.1.3  兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)與直流伺服電動(dòng)機(jī)的性能比較 118
4.2  力矩電動(dòng)機(jī) 119
4.2.1  永磁式直流力矩電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特性 119
4.2.2  直流力矩電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 120
 
4.3   小功率同步電動(dòng)機(jī) 121
4.3.1  永磁式同步電動(dòng)機(jī) 121
4.3.2  磁阻式電磁減速同步電動(dòng)機(jī) 123
4.3.3  磁滯式同步電動(dòng)機(jī) 124
4.4   步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 126
4.4.1  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類 126
4.4.2  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理 128
4.4.3  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 131
4.4.4  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo) 134
4.4.5  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇 135
4.5  直線電動(dòng)機(jī) 135
4.5.1  直線異步電動(dòng)機(jī) 136
4.5.2  直線直流電動(dòng)機(jī) 139
4.5.3  直線同步電動(dòng)機(jī) 141
4.5.4  直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 142
習(xí)題與思考題 144
第5章  機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇 146
5.1  電動(dòng)機(jī)功率選擇的原則 146
5.2  電動(dòng)機(jī)的溫度變化規(guī)律 147
5.3  不同工作制電動(dòng)機(jī)功率的選擇 148
5.3.1  連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)功率的選擇 148
5.3.2  短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)功率的選擇 151
5.3.3  重復(fù)短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)功率的選擇 152
5.4  電動(dòng)機(jī)功率選擇的統(tǒng)計(jì)法和類比法 154
5.5  電動(dòng)機(jī)種類、電壓、轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)形式的選擇 154
5.5.1  根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)來選擇電動(dòng)機(jī)的類型 154
5.5.2  電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的選擇 155
5.5.3  電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇 155
5.5.4  電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇 156
習(xí)題與思考題 156
第2篇  機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的控制
第6章  機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的繼電器-接觸器控制 161
6.1  常用低壓電器 162
6.1.1  低壓開關(guān) 163
6.1.2  低壓斷路器 165
6.1.3  接觸器 167
6.1.4  繼電器 169
6.1.5  熔斷器 175
6.1.6  主令電器 177
6.2   電氣控制系統(tǒng)的電路圖及繪制原則 181
6.2.1  電氣控制系統(tǒng)圖中的圖形符號(hào)和文字符號(hào) 181
6.2.2  電氣原理圖 182
6.2.3  電氣元件布置圖 184
6.2.4  電氣安裝接線圖 185
6.3  三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本控制線路 186
6.3.1  三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓啟動(dòng)控制線路 186
6.3.2  三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)控制線路 187
6.3.3  三相籠型異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路 193
6.3.4  三相籠型異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制線路 195
6.3.5  多速三相籠型異步電動(dòng)機(jī)控制線路 201
6.3.6  三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的其他控制線路- 202
6.4  繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 205
6.4.1  繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 205
6.4.2  電氣原理圖設(shè)計(jì)的基本步驟及一般規(guī)律 205
6.4.3  電氣控制線路設(shè)計(jì)舉例 207
習(xí)題與思考題 212
第7章  機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的可編程序控制器控制 213
7.1  可編程序控制器概述 213
7.1.1  可編程序控制器的產(chǎn)生 213
7.1.2  可編程序控制器的特點(diǎn) 214
7.1.3  可編程序控制器的主要功能及應(yīng)用 216
7.1.4  可編程序控制器與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的區(qū)別 217
7.1.5  可編程序控制器的發(fā)展趨勢 218
7.2  可編程序控制器的組成與工作原理 221
7.2.1  可編程序控制器的基本組成 221
7.2.2  可編程序控制器的工作原理及主要技術(shù)指標(biāo) 225
7.2.3  可編程序控制器的分類 227
7.2.4  可編程序控制器的編程語言 227
7.3  S7—200系列PLC的基礎(chǔ)知識(shí) 230
7.3.1  S7—200系列PLC的硬件系統(tǒng) 230
7.3.2  S7—200 系列PLC的內(nèi)部資源及尋址方式 237
7.3.3  S7—200系列PLC的指令系統(tǒng)及編程軟件 244
7.4  S7—200系列PLC的基本指令及編程方法 246
7.4.1  基本邏輯指令及使用舉例 246
7.4.2  定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令 256
7.4.3  順序控制指令 262
7.4.4  程序控制指令 264
7.4.5  梯形圖編程的基本規(guī)則及注意事項(xiàng) 271
7.5  典型簡單電路的PLC程序設(shè)計(jì) 274
7.5.1  啟動(dòng)、保持、停止電路 274
7.5.2  互鎖電路 274
7.5.3  脈沖信號(hào)發(fā)生電路 275
 
7.5.4  脈沖寬度可調(diào)電路 275
7.5.5  長計(jì)數(shù)電路 276
7.5.6  長定時(shí)電路 276
7.5.7  報(bào)警電路 278
7.5.8  單按鈕啟停電路 278
7.6  PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用 279
7.6.1  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 279
7.6.2  PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 281
7.6.3  PLC程序設(shè)計(jì)常用的方法 284
7.6.4  PLC工程應(yīng)用實(shí)例 284
習(xí)題與思考題 293
第8章  機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的微機(jī)控制 295
8.1  電動(dòng)機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)的組成與特點(diǎn) 295
8.2  常用電力電子開關(guān)器件 297
8.2.1  晶閘管 297
8.2.2  功率晶體管（GTR） 299
8.2.3  功率場效應(yīng)晶體管（功率MOSFET） 300
8.2.4  絕緣柵雙極型功率晶體管（IGBT） 302
8.3   直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng) 304
8.3.1  直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 304
8.3.2  直流電動(dòng)機(jī)的脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)速 304
8.3.3  直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的微機(jī)控制系統(tǒng) 308
8.4  三相交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng) 312
8.4.1  三相交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速概述 312
8.4.2  變頻器簡介 314
8.4.3  SPWM電壓型變頻器 317
8.4.4  通用變頻器的介紹及應(yīng)用 323
8.4.5  PLC控制變頻器的方法及應(yīng)用 327
8.5  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制 330
8.5.1  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng) 330
8.5.2  步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)計(jì) 334
習(xí)題與思考題 339
參考文獻(xiàn) 340