本书是根据全国应用型院校机械设计制造及其自动化(机自)类、机电类专业的教学目标、培养方案及教学大纲的要求编写的。
为进一步强化实践教学,切实培养和提高学生的机电传动控制系统设计、使用和维护技能,本书附录中还配有机电传动控制实验(实训)指导,使实践教学更具可操作性,也便于任课教师组织实践教学活动。各学校可以结合自身的实验(实训)条件,参照执行。
本书条理清晰,层次分明,语言简练,图文并茂,内容全面,重点突出,详略得当,删除了冗长的理论分析,强化了机电传动控制系统设计、使用、维护实用技术的介绍。内容的取舍以充分满足机电传动系统现场工程师知识结构的要求为出发点,注重强化标准意识(全面采用以GB/T 4831—2016、GB 7947—2010、GB/T 50942—2003和GB/T 20939—2007为代表的最新国家标准)和工程意识,特别注重理论与实践的紧密结合,内容具有极强的针对性和实用性,旨在开阔学生的专业知识视野,切实培养和提高学生的技术应用能力,是一本具有鲜明特色的实用规划教材。
本书是按照教学时数约为48学时编写的。各学校在选用本书作为教材时,可根据自己的教学大纲适当增、减学时。
本书第1、3、4章及附录部分由凌永成编写,第2、5章由李雪飞编写,第6章由卢达编写。在书稿写作过程中,参考、借鉴了许多国内外公开出版和发表的文献,在此一并致谢!
沈阳大学黄晓云教授作为主审,对全书进行了认真的审阅,并提出了许多宝贵意见,使本书结构更为严谨,在此深表谢忱!
由于时间仓促,水平有限,书中难免存在不足或疏漏之处,恳请广大读者批评指正,以便再版时修订。
目 录
前 言
第1 章 绪论 1
1. 1 机电传动系统 1
1. 1. 1 机电传动系统的组成与
控制 1
1. 1. 2 机电传动系统的发展历程 2
1. 2 机电传动系统的动力学分析 5
1. 2. 1 机电传动系统的运动方程式 5
1. 2. 2 机电传动系统的负载特性 8
1. 2. 3 机电传动系统的稳定运行 10
1. 2. 4 机电传动系统的过渡过程 11
思考与实训 14
第2 章 驱动用电动机 15
2. 1 电动机的分类与应用 15
2. 1. 1 电动机的分类 15
2. 1. 2 电动机的应用 16
2. 2 三相异步电动机的结构与工作原理 17
2. 2. 1 异步电动机概述 17
2. 2. 2 电动机的结构 17
2. 2. 3 电动机的工作原理 22
2. 3 三相异步电动机的特性 25
2. 3. 1 电动机的转矩特性 25
2. 3. 2 电动机的机械特性 26
2. 4 三相异步电动机的铭牌数据与能效
标识 30
2. 4. 1 电动机的铭牌数据 30
2. 4. 2 电动机的效率及提高措施 40
2. 4. 3 能效等级的划分与能效标识 41
2. 5 三相异步电动机的选用与维护 44
2. 5. 1 电动机的选择 44
2. 5. 2 电动机的安装与使用 49
2. 5. 3 电动机的维护与保养 50
2. 5. 4 电动机的常见故障及处理方法 51
2. 6 直流电动机 55
2. 6. 1 直流电动机的基本结构 55
2. 6. 2 直流电动机的特点及应用 57
思考与实训 57
第3 章 低压电器 59
3. 1 低压电器的分类与型号 59
3. 1. 1 低压电器的分类 59
3. 1. 2 低压电器的产品型号 60
3. 2 刀开关 61
3. 2. 1 开启式刀开关 61
3. 2. 2 开启式负荷开关 62
3. 2. 3 封闭式负荷开关 63
3. 2. 4 组合开关 64
3. 2. 5 刀开关的技术参数与选用 65
3. 3 断路器 66
3. 3. 1 断路器的用途、分类和工作
原理 66
3. 3. 2 断路器的主要技术参数 69
3. 3. 3 断路器的选用 70
3. 3. 4 断路器的安装与维护 72
3. 4 熔断器 73
3. 4. 1 熔断器的结构与主要技术参数 73
3. 4. 2 熔断器的类型 73
3. 4. 3 熔断器的选用 77
3. 4. 4 熔断器的使用与故障处理 78
3. 5 接触器 79
3. 5. 1 接触器的结构和工作原理 79
3. 5. 2 接触器的主要技术参数 83
3. 5. 3 接触器的选用、安装与维护 84
3. 6 继电器 88
3. 6. 1 普通电磁式继电器 89
3. 6. 2 热继电器 91
3. 6. 3 时间继电器 97
3. 6. 4 其他继电器 100
3. 7 主令电器 102
3. 7. 1 按钮 102
3. 7. 2 位置开关 104
3. 7. 3 万能转换开关与主令控制器 107
3. 7. 4 信号电器 109
3. 8 其他常用电器 110
3. 8. 1 控制变压器 110
Ⅳ
3. 8. 2 电磁铁 111
3. 8. 3 电磁阀 112
3. 8. 4 电磁制动器 114
思考与实训 114
第4 章 电气控制系统 116
4. 1 电气制图规范 116
4. 1. 1 电气制图标准 116
4. 1. 2 电气系统图的绘制 131
4. 1. 3 电气原理图的阅读方法 136
4. 1. 4 安装接线图的阅读方法 139
4. 2 基本控制环节 141
4. 2. 1 全压起动控制 141
4. 2. 2 正、反转控制 147
4. 2. 3 顺序控制 151
4. 2. 4 减压起动控制 153
4. 2. 5 制动控制 162
4. 2. 6 自动循环控制 167
4. 2. 7 速度控制 169
4. 2. 8 电气控制系统的保护环节 173
4. 3 典型机电设备电路分析 175
4. 3. 1 分析方法与步骤 175
4. 3. 2 卧式车床电路分析 176
4. 3. 3 摇臂钻床电路分析 179
4. 3. 4 万能铣床电路分析 189
思考与实训 199
第5 章 可编程序控制器及其应用 201
5. 1 PLC 概述 201
5. 1. 1 PLC 的特点与分类 201
5. 1. 2 PLC 的结构组成 204
5. 1. 3 PLC 的工作原理 208
5. 1. 4 PLC 的应用领域 210
5. 2 西门子S7 ̄200 系列PLC 211
5. 2. 1 PLC 的构成 211
5. 2. 2 数据类型和寻址方法 215
5. 2. 3 数据存储区 216
5. 2. 4 编程软件 219
5. 3 PLC 的编程语言与程序结构 229