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目录 1

第1章　直流电机 1

1.1　直流电机的结构和基本工作原理 1

1.1.1　直流电机的结构 1

1.1.2　直流电机的工作原理 5

1.1.3　直流电机的分类和铭牌 6

1.1.4　直流电动机的基本方程 9

1.1.5　直流电动机的机械特性 10

1.2　直流电动机的启动和反转 13

1.2.1　直流电动机的启动 13

1.2.2　直流电动机的反转 15

1.3　直流电动机的调速 15

1.3.1 电枢回路串电阻调速 16

1.3.2　降低电源电压调速 17

1.3.3　改变励磁磁通调速 18

1.4　直流电动机的制动 19

1.4.1 能耗制动 19

1.4.2　反接制动 20

1.4.3　反馈制动 21

本章小结 22

思考题 22

第2章 交流电动机 25

2.1 三相异步电动机的结构和工作原理 25

2.1.1　三相异步电动机的结构 25

2.1.2　三相异步电动机的绕组 28

2.1.3　三相异步电动机的工作原理 37

2.1.4　三相异步电动机的分类和铭牌 39

2.2　三相异步电动机的运行特性 44

2.2.1 三相异步电动机的空载运行 44

2.2.2　三相异步电动机的负载运行 45

2.2.3　三相异步电动机的功率和转矩 48

2.2.4　三相异步电动机的工作特性 50

2.2.5　三相异步电动机的机械特性 52

2.3　三相异步电动机的启动 54

2.3.1 三相异步电动机对启动的要求 54

2.3.2　三相鼠笼式异步电动机的全压启动 55

2.3.3　三相鼠笼式异步电动机定子回路串电抗器降压启动 55

2.3.4　三相鼠笼式异步电动机星形-三角形（Y-△）转换降压启动 56

2.3.5　三相鼠笼式异步电动机延边三角形降压启动 57

2.3.6　三相鼠笼式异步电动机自耦变压器降压启动 57

2.3.7　三相绕线式异步电动机转子回路中串电阻启动 58

2.3.8　三相绕线式异步电动机转子串频敏变阻器启动 59

2.4　三相异步电动机的调速 60

2.4.1 变极调速 60

2.4.2　变频调速 62

2.4.3　变压调速 63

2.4.4　在转子回路中串变阻器调速 63

2.4.5 串极调速 64

2.5　三相异步电动机的制动 65

2.5.1 能耗制动 65

2.5.2 回馈制动 65

2.5.3　反接制动 66

2.6　特殊异步电动机 66

2.6.1　单相异步电动机 66

2.6.2　交流伺服电动机 70

2.6.3　交流测速发电机 71

2.6.4　步进电动机 72

2.6.5　直线电动机 75

本章小结 77

思考题 78

第3章　变压器 82

3.1　变压器的工作原理 82

3.1.1　变压器的结构和分类 82

3.1.2　变压器的工作原理 85

3.1.3　变压器的损耗和效率 88

3.1.4　变压器的空载试验和短路试验 90

3.1.5　变压器的铭牌 92

3.2　三相变压器 94

3.2.1　三相变压器的磁路结构 94

3.2.2　变压器的绕组极性 95

3.2.3　三相变压器绕组的连接 96

3.2.4　三相变压器的并联运行 97

3.3.1　仪用互感器 99

3.3　特殊变压器 99

3.3.2 自耦变压器 102

3.3.3　电焊变压器 104

本章小结 105

思考题 105

第4章　常用低压电器 107

4.1　低压电器的基础知识 107

4.1.1　低压电器的分类 107

4.1.2　电磁机构 107

4.2　低压开关 111

4.2.1　刀开关 111

4.2.2　组合开关 113

4.3　熔断器 114

4.3.1　常用熔断器 114

4.3.2　熔断器的选择 117

4.4.1　交流接触器 118

4.4　接触器 118

4.4.2　直流接触器 120

4.4.3　接触器的选择 121

4.5　继电器 122

4.5.1　电流继电器 122

4.5.2　电压继电器 123

4.5.3 中间继电器 124

4.5.4　热继电器 125

4.5.5　时间继电器 126

4.5.6　速度继电器 130

4.6 主令电器 130

4.6.1　按钮 130

4.6.2　位置开关 131

4.6.4　主令控制器 133

4.6.3　万能转换开关 133

4.7　常用其它低压电器 134

4.7.1　凸轮控制器 134

4.7.2　空气断路器 135

4.7.3　频敏变阻器 137

本章小结 138

思考题 138

第5章 电动机的继电器-接触器控制线路 140

5.1 电气控制图的绘制规则和常用符号 140

5.1.1　电气图的分类 140

5.1.2 电气图的图形符号和文字符号 141

5.1.3　电气图的绘制规则 142

5.2　三相异步电动机基本控制线路 144

5.2.1 点动控制 144

5.2.2 自锁控制 144

5.2.3　互锁控制 145

5.2.4　正、反转控制 146

5.2.5　多地控制 148

5.2.6　联锁控制 148

5.3　三相鼠笼式异步电动机的启动控制 150

5.3.1 直接启动 151

5.3.2　定子串电阻（或电抗器）降压启动 151

5.3.3　星形-三角形（Y-△）降压启动 152

5.3.4 自耦变压器降压启动 153

5.3.5　延边三角形降压启动 154

5.4　三相绕线式异步电动机的启动控制 155

5.4.1　转子绕组串电阻降压启动 155

5.4.2　转子绕组串频敏变阻器启动 157

5.5　三相异步电动机的调速控制 158

5.5.1 变极调速 158

5.5.2　变频调速 160

5.5.3　改变转差率调速 161

5.6　三相异步电动机的制动控制 162

5.6.1 机械制动 162

5.6.2 电气制动 163

本章小结 165

思考题 166

第6章 电动机的选择和保护 168

6.1 电动机选择的一般原则 168

6.1.1 电动机选择的一般原则 168

6.1.2　电动机的选择 169

6.1.3　电动机的发热和冷却 173

6.2　电动机的保护 176

6.2.1 短路保护 176

6.2.2　过载保护 176

6.2.3　过流保护 177

6.2.6　多功能保护器 178

6.2.4　欠压、零压保护 178

6.2.5　弱磁保护 178

本章小结 179

思考题 180

第7章　电气控制系统设计 181

7.1 电气控制设计的一般原则和基本内容 181

7.1.1 电气控制设计的一般原则 181

7.1.2　电气控制设计的基本任务与内容 181

7.2　电气控制系统设计的一般步骤 182

7.2.1 电力拖动方案的确定 182

7.2.2　电动机的选择 183

7.2.3　电气控制方案的确定 184

7.2.4　控制原理图的设计 184

7.2.5　电气元件的选择 184

7.3.1 电气原理图设计中应注意的问题 185

7.3　电气控制电路的设计 185

7.3.2　电气原理图的设计方法 189

7.3.3　设计举例 190

7.4　电气元件布置图与接线图的设计 193

7.4.1　电气设备总体配置设计 193

7.4.2 电气元件布置图的设计 194

7.4.3　电气安装接线图的设计 194

本章小结 195

思考题 195

第8章　典型生产机械电气控制线路 197

8.1　CA6140型普通车床的电气控制线路 197

8.1.1　主要结构及运动特点 198

8.1.2　电气控制要求 198

8.1.3　CA6140型车床的控制线路 199

8.2.1　主要结构和运动特点 201

8.2　T68型卧式镗床的电气控制线路 201

8.2.3　电气控制线路 202

8.2.2　电力拖动及控制要求 202

8.3　X62W型铣床的电气控制线路 206

8.3.1　主要结构和运动特点 206

8.3.2　电力拖动及控制要求 207

8.3.3　主轴电动机的控制线路 208

8.3.4　进给运动的电气控制线路 211

8.3.5　圆形工作台的控制线路 212

8.4　M7130型平面磨床的电气控制线路 213

8.4.1　主要结构及运动特点 213

8.4.2　电力拖动及控制要求 214

8.4.3　主电机控制线路 214

8.4.4　电磁吸盘控制线路 216

8.5　Z3040型摇臂钻床的电气控制线路 217

8.5.2　电力拖动及控制要求 218

8.5.1　主要结构和运动特点 218

8.5.3　主电机控制线路 219

8.5.4　摇臂升降及夹紧、放松控制 220

8.5.5　主轴箱与立柱的夹紧与放松 222

8.5.6　电气控制常见故障分析 223

8.6　5吨桥式起重机的电气控制线路 223

8.6.1　主要结构和运动特点 224

8.6.2　电力拖动及控制要求 224

8.6.3　5吨桥式起重机的控制线路 225

8.7　电气控制系统故障查找与检修方法 228

8.7.1　观察和调查故障现象 228

8.7.2　分析故障原因 229

8.7.3　确定故障部位 230

本章小结 232

思考题 233

9.1　概述 235

9.1.1 PLC的结构和工作原理 235

第9章 可编程控制器（PLC）及应用 235

9.1.2　PLC的特点与应用领域 239

9.1.3　PLC的发展趋势 240

9.2　PLC的指令系统及编程 241

9.2.1 PLC的指令 241

9.2.2　PLC的应用编程 254

9.3　梯形图程序设计的规则和方法 256

9.3.1　梯形图设计规则 256

9.3.2　梯形图的经验设计法 256

9.4　PLC在控制中的应用 257

9.4.1 PLC的选型 257

9.4.2　PLC在控制中的应用举例 258

思考题 262

本章小结 262

第10章　实验与实训 263

实验一　单相变压器的空载、短路及负载实验 263

实验二 交流电动机绝缘电阻的测定 266

实验三　电动机绕组直流电阻的测定 267

实验四 三相鼠笼式异步电动机的工作特性 269

实验五 三相异步电动机绕组首尾端的判别 272

实验六 中间继电器动作的整定 274

实验七　三相异步电动机正、反转控制 276

实验八　三相异步电动机Y-△降压启动控制 278

实训项目一　三相异步电动机的拆装 279

实训项目二　基本控制线路的接线练习 283

实训项目三　镗床电气控制线路PLC改造设计安装与调试练习 287

参考文献 290