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第1章 绪论 1

1.1 机床电气自动控制系统的作用及发展趋势 2

1.1.1 机床电气自动控制系统的作用 2

1.1.2 机床电气自动控制系统发展趋势 2

1.2 机床电气自动控制系统 6

1.2.1 电气控制系统的组成 6

1.2.2 机床电力拖动自动控制系统 7

1.3 课程内容要求 8

1.4 思考与练习 9

第2章 机床常用低压电器 10

2.1 低压电器的基本知识 11

2.1.1 低压电器的分类 11

2.1.2 常用低压电器 11

2.1.3 常用低压电器的发展 12

2.2 低压电器的基本结构 13

2.2.1 电磁机构 13

2.2.2 触头系统 14

2.2.3 灭弧系统 15

2.3 低压隔离器 16

2.3.1 低压刀开关 17

2.3.2 熔断式刀开关 19

2.3.3 组合开关 19

2.4 主令电器 21

2.4.1 控制按钮 21

2.4.2 行程开关 22

2.4.3 万能转换开关 25

2.4.4 主令控制器 27

2.5 接触器 28

2.5.1 接触器的结构及工作原理 28

2.5.2 接触器的主要技术参数 29

2.5.3 常用接触器的主要技术数据 30

2.5.4 接触器选用原则 33

2.6 继电器 33

2.6.1 电磁式继电器 33

2.6.2 时间继电器 35

2.6.3 热继电器 39

2.6.4 速度继电器 42

2.7 熔断器 44

2.7.1 熔断器的结构和分类 44

2.7.2 熔断器的主要参数 45

2.7.3 熔断器的类型选择 45

2.7.4 快速熔断器 46

2.8 低压断路器 47

2.8.1 低压断路器的结构及工作原理 47

2.8.2 低压断路器的常用类别 48

2.8.3 低压断路器的主要参数和技术数据 49

2.8.4 低压断路器的控制特性 50

2.8.5 低压断路器的选择及使用注意事项 51

2.9 主要电气元件故障诊断与维修 51

2.9.1 电磁式电器共性故障诊断与维护 51

2.9.2 常见电器故障诊断与维修 53

2.10 本章小结 56

2.11 思考与练习 56

第3章 常用电动机应用基础 57

3.1 直流电动机应用基础 58

3.1.1 直流电动机的基本结构及工作原理 58

3.1.2 直流电动机的基本方程 65

3.1.3 直流电动机的机械特性 68

3.1.4 直流电动机的电气控制 71

3.2 异步电动机应用基础 77

3.2.1 异步电动机的结构、类型及工作原理 78

3.2.2 三相异步电动机的机械特性 84

3.2.3 异步电动机的启动、调速以及制动控制 91

3.3 步进电动机 98

3.3.1 步进电动机的工作原理 98

3.3.2 步进电动机的静态指标术语 99

3.3.3 步进电动机的应用 100

3.4 本章小结 100

3.5 思考与练习 100

第4章 继电器-接触器控制系统的基本控制电路 101

4.1 控制线路的图形、文字符号及绘图原则 102

4.1.1 常用电器的图形符号和文字符号 102

4.1.2 电气控制线路原理图的绘图规则 102

4.1.3 电气控制图的分类 104

4.1.4 电气图阅读的基本方法 105

4.2 点动与连续控制电路 106

4.2.1 点动控制电路 106

4.2.2 电动机的长动控制电路 106

4.2.3 点动与连续控制电路 107

4.3 正／反转控制 109

4.3.1 倒顺转换开关正／反转控制电路 109

4.3.2 接触器互锁正／反转控制电路 110

4.4 位置控制 111

4.4.1 限位通电控制电路 112

4.4.2 限位断电控制电路 113

4.4.3 自动往复循环控制线路 113

4.5 其他控制电路 114

4.5.1 多点控制 114

4.5.2 顺序控制 115

4.5.3 时间控制 115

4.6 本章小结 118

4.7 思考与练习 118

第5章 直流电动机的基本控制电路 119

5.1 直流电动机的励磁方式 120

5.2 他励直流电动机的启动控制 121

5.2.1 他励直流电动机三端启动器减压启动电路 121

5.2.2 他励直流电动机时间继电器减压启动电路 123

5.3 直流电动机的调速控制 123

5.3.1 电动机调速概论 123

5.3.2 改变电枢电路电阻的调速 124

5.3.3 改变励磁磁通的调速 125

5.3.4 改变电源电压的调速 127

5.3.5 晶闸管调速系统简介 128

5.4 他励直流电动机正／反转控制电路 129

5.4.1 改变电枢电流方向的正／反转控制电路1 129

5.4.2 改变电枢电流方向的正／反转控制电路2 130

5.4.3 改变励磁电流方向的正／反转控制电路 131

5.5 直流电动机的制动控制 132

5.5.1 直流电动机外接电阻能耗制动控制电路 132

5.5.2 直流电动机接触器反接制动控制电路 132

5.6 直流电动机的保护 133

5.7 本章小结 134

5.8 思考与练习 134

第6章 三相交流异步电动机的基本控制电路 135

6.1 三相鼠笼式电动机的启动控制 136

6.1.1 直接启动控制线路 136

6.1.2 降压启动控制线路 137

6.2 三相绕线式异步电动机降压启动控制 139

6.3 三相异步电动机的正／反转控制线路 142

6.3.1 开关控制的正／反转线路 142

6.3.2 接触器控制的正／反转线路 143

6.4 三相异步电动机的制动控制线路 144

6.4.1 能耗制动 144

6.4.2 反接制动 145

6.5 交流电动机多地及顺序控制线路 147

6.5.1 多地控制线路 147

6.5.2 顺序控制线路 147

6.6 本章小结 149

6.7 思考与练习 149

第7章 典型机床电气控制 150

7.1 机床电气控制线路图的识读方法及步骤 151

7.2 CA6140卧式车床电气控制 153

7.2.1 CA6140卧式车床主要结构 153

7.2.2 CA6140卧式车床的运动形式及控制要求 153

7.2.3 CA6140卧式车床电气原理图分析 154

7.3 M7120型平面磨床电气控制 155

7.3.1 M7130型平面磨床主要结构 156

7.3.2 M7120型平面磨床的运动形式及控制要求 156

7.3.3 M7120型平面磨床的电气原理图分析 158

7.4 Z3040摇臂钻床电气控制 162

7.4.1 Z3040摇臂钻床主要结构 162

7.4.2 Z3040摇臂钻床的运动形式及控制要求 163

7.4.3 Z3040摇臂钻床电气原理图分析 164

7.5 X62W万能升降台铣床电气控制线路 167

7.5.1 X62W铣床主要结构 167

7.5.2 X62W铣床的运动形式 168

7.5.3 X62W铣床电气原理图分析 169

7.6 T68卧式镗床电气控制 172

7.6.1 T68卧式镗床主要结构 173

7.6.2 T68卧式镗床的运动形式及控制要求 173

7.6.3 T68卧式镗床电气原理图分析 174

7.7 组合机床电气控制 180

7.7.1 工作概况 180

7.7.2 主电路及控制电路 182

7.7.3 自动工作循环电路 183

7.7.4 辅助电路 187

7.8 本章小结 187

7.9 思考与练习 187

第8章 可编程控制器及其应用 189

8.1 可编程控制器的概述 190

8.1.1 PLC的定义 190

8.1.2 PLC的产生和发展 190

8.1.3 PLC的特点和应用 192

8.1.4 PLC的分类 194

8.2 可编程控制器的组成及工作原理 196

8.2.1 PLC的基本组成 196

8.2.2 可编程控制器的工作原理 200

8.3 可编程控制器的指令系统 202

8.3.1 可编程控制器的编程语言 203

8.3.2 可编程控制器的基本指令 204

8.3.3 可编程控制器的功能指令 216

8.3.4 逻辑运算指令 219

8.3.5 传送指令 221

8.3.6 移位和循环移位指令 222

8.3.7 数据转换指令 224

8.3.8 编码和译码指令 225

8.4 可编程控制器的程序设计 226

8.4.1 软件设计概述 226

8.4.2 梯形图和语句表编程简介 228

8.4.3 简单程序编制 230

8.5 本章小结 234

8.6 思考与练习 234

第9章 直流调速系统 235

9.1 直流调速系统概述 236

9.1.1 调速的定义 236

9.1.2 直流电动机的调速 238

9.2 单闭环直流调速系统 240

9.3 双闭环直流调速系统 242

9.3.1 系统的组成 242

9.3.2 系统的静特性 242

9.3.3 系统的动态特性 243

9.4 可逆直流调速系统 245

9.4.1 有环流可逆直流调速系统 245

9.4.2 逻辑控制的无环流可逆调速系统 246

9.5 直流脉宽调速系统 246

9.6 本章小结 248

9.7 思考与练习 249

第10章 交流调速系统 250

10.1 变频调速的理论依据 251

10.2 变频器工作原理及分类 251

10.2.1 变频器组成 252

10.2.2 变频器工作原理 252

10.2.3 变频器分类 253

10.2.4 变频器参数 257

10.3 异步电动机变频调速系统 259

10.3.1 基频以下调速 259

10.3.2 基频以上调速 261

10.4 交流伺服电动机驱动模块及其应用 263

10.5 本章小结 267

10.6 思考与练习 267

第11章 自动控制基础 268

11.1 概述 269

11.1.1 自动控制的基本概念 269

11.1.2 自动控制系统的基本组成及控制方式 270

11.2 自动控制系统性能及评价 270

11.2.1 基本要求 271

11.2.2 性能指标 271

11.3 控制系统的数学模型 272

11.3.1 建立系统微分方程的一般步骤 273

11.3.2 传递函数 273

11.3.3 动态结构图 274

11.4 控制系统时域分析 279

11.4.1 典型输入信号 279

11.4.2 一阶系统分析 281

11.4.3 二阶系统分析 283

11.4.4 分析举例 285

11.5 本章小结 286

11.6 思考与练习 286

第12章 机床电气控制的实践环节 289

12.1 基本实验 290

12.1.1 低压电器的认识实验 290

12.1.2 三相异步电动机Y—△降压启动及正／反转控制 292

12.1.3 三相异步电动机能耗制动控制 293

12.1.4 三相异步电动机变频调速控制 294

12.1.5 直流电动机的调速实验 295

12.1.6 可编程控制器的控制实验 297

12.1.7 步进电动机的调速控制实验 298

12.2 三相异步电动机的基本拆装实习 299

12.2.1 异步电动机的拆卸 299

12.2.2 电动机的装配 300

12.3 机床电气控制的综合设计部分 300

12.3.1 典型机床电气控制实验 300

12.3.2 低压电器控制设计 302

12.3.3 用可编程控制器对异步电动机可逆运行控制实验 302

12.3.4 利用可编程控制器设计抢答器 304

12.3.5 人行道按钮控制交通灯程序设计实验 307

附录A 常用电器图形符号 309

附录B 常用电器文字符号 314

附录C 《机床电气控制技术》专业词汇中英文对照 316

参考文献 325