《电机与电气控制技术(第3版)》是普通高等教育“十一五”、“十二五”国家级规划教材,教育部高等职业教育示范专业规划教材。全书以电动机为驱动装置,低压电器为控制、保护元件,实现对电气控制设备的电力拖动和电气控制。其中以三相异步电动机拖动和控制为重点,以电气控制基本环节为主线,以常用典型设备电气控制为实例,阐述了电力拖动基本知识;常用设备的电气控制和电气控制系统设计的基本知识。全书以培养高级应用型人才为目标,以技能培养和工程应用能力培养为出发点,坚持教育服务的持续发展,突出生产实际应用,着力培养学生分析问题、解决生产实际问题的能力,提高学生专业技能。本书主要内容有:变压器、三相异步电动机、直流电机、常用控制电机、常用低压电器、电气控制电路基本环节、典型设备的电气控制、电气控制系统设计等。本书为高职高专、高等工科院校、成人教育学院以及技师学院电气工程及自动化类专业及相关专业的教材,也可供从事相关专业的工程技术人员参考。为方便教师授课,本书特备有免费电子课件、章后习题详解,凡选用本书作为授课教材的院校,均可来电索取。
电力拖动具有许多其他拖动方式无法比拟的优点:起动、制动、反转和调速的控制简单方便,快速性好、效率高,而且电动机的类型很多,具有各种不同的运行特性,可满足各种类型生产机械的要求,以及电力拖动系统各参数的检测、信号的变换和传送方便,易于实现最优控制等。因此,电力拖动成为现代工农业电气自动化的基础。
二、电力拖动自动控制的发展
随着电力拖动方式的演变,其控制方式由手动控制逐步向自动控制方向发展。最初的自动控制是用数量不多的继电器、接触器及保护元件组成的继电.接触器控制系统。这种控制具有使用的单一性,即一台控制装置只适用于某一固定控制程序的设备,若程序发生改变,必须重新接线,而且这种控制的输入、输出信号只有通和断两种状态,控制是断续的,因而又称为断续控制。
为使控制系统具有良好的静态与动态特性,常采用反馈控制系统,反馈控制系统由连续控制元器件作为反馈装置,它不仅能反映信号的通与断,而且能反映信号的大小和变化。这种由连续控制元器件组成的反馈控制系统称为闭环控制系统,又称为连续控制系统,常用的连续控制元器件有晶闸管,构成晶闸管控制系统。
20世纪60年代出现了顺序控制器,它能根据生产需要,灵活地改变控制程序,使控制系统具有较大的灵活性和通用性,但仍使用硬件手段且装置体积大,功能也受到一定限制。20世纪70年代出现了用软件手段来实现各种控制功能,以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程序控制器。
随着计算机技术的发展,20世纪40年代末,研制成了数控设备,它是用电子计算机按预先编制好的程序,对机床实现自动化的数字控制。随着微型计算机的出现,数控机床获得很快的发展,先后出现了由硬件逻辑电路构成的专用数控装置NC,小型计算机控制系统MNC。近年来又发展成柔性制造系统FMS。最新发展起来了一种以数控机床为基本单元的计算机集成制造系统,即CIMS,用以实现无人自动化工厂。
三、课程的性质和学习方法
本课程是一门综合性的主干课、专业课。对培养应用型的电气工程及自动化类专业高等职业教育人才具有重要作用。本课程是在学习了“电工基础”、“机械基础’’之后,在进行了电工实训的基础上进行讲授的,以使学生具有较牢固的基础理论知识和初步的电工实践技能,为学习本课程打下基础。本课程是原有的“电机原理”、“电力拖动基础”与“工厂电气控制设备”等三门课程的主要内容的有机结合,加强了电动机在自动控制系统中的应用。将电动机作为一个驱动元件来对待,以三相异步电动机为重点,以低压电器为控制元件,以电动机控制电路基本环节为主线,分析生产机械典型设备的电气控制。
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