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绪论 1

0.1 电机的广泛应用 1

0.2 电机及其分类 1

0.3 电气控制技术 2

0.4 电机的基本作用原理 3

0.4.1 磁与电磁的基本关系 3

0.4.2 电磁感应 6

0.5 常用电工指示仪表 7

0.6 常用电工工具 9

0.7 常用电线电缆 12

0.8 电气安全技术知识 12

第1章　变压器 16

1.1 案例1：成品变压器需要做的参数测定试验 16

1. 1.1　【知识进阶1】变压器的基本结构与功能 16

1.1.2　【知识进阶2】变压器的基本工作原理 20

1.1.3　【知识进阶3】变压器的铭牌数据 22

1.1.4　【知识进阶4】单相变压器的运行原理 23

1.1.5　【知识进阶5】变压器的运行特性 28

1.1.6　【知识进阶6】变压器的试验 30

【问题探讨】 31

1.2 案例2：变压器同名端的识别 32

1.2.1　【知识进阶1】单相变压器绕组同名端的识别 32

1.2.2 【知识进阶2】三相变压器绕组同名端的识别 33

【问题探讨】 35

1.3 案例3：专门供测量用的变压器 35

1.3.1　【知识进阶1】电压互感器 36

1.3.2　【知识进阶2】电流互感器 36

【问题探讨】 37

1.4 其他用途的变压器 37

1.4.1　【知识进阶1】自耦变压器 37

1.4.2　【知识进阶2】电焊变压器 39

【问题探讨】 40

小结 40

第2章 三相交流异步电动机与拖动控制 41

2.1 案例1：三相交流笼式异步电动机的点动控制 41

2.1.1　【解决方案】控制电路的实现 41

2.1.2　【知识进阶1】三相交流异步电动机的结构与基本原理 42

2.1.3　【知识进阶2】电气控制系统图 50

2.1.4　【知识进阶3】涉及的低压电器 54

2.1.5　【知识进阶4】电路故障诊断与维修 65

2.1.6　【知识进阶5】电机故障判断及维修 67

【问题探讨】 68

2.2 案例2：三相笼式异步电动机的单向直接启动控制 68

2.2.1　【解决方案】控制电路的实现 68

2.2.2 【知识进阶1】三相笼式异步电动机的拖动方式（直接启动） 69

2.2.3　【知识进阶2】涉及的低压电器 71

2.2.4　【知识进阶3】电路故障诊断与维修 74

2.2.5　【知识进阶4】保护环节 74

2.2.6 【应用拓展】常用的点动与连续控制电路 75

【问题探讨】 75

2.3　案例3：两地对同一台电动机的启停控制 76

2.3.1　【解决方案】控制电路的实现 76

2.3.2　【知识进阶】电路故障诊断与维修 76

【问题探讨】 77

2.4 案例4：多台电动机顺序控制 77

2.4.1　【解决方案】控制电路的实现 77

2.4.2 【知识进阶】电路故障诊断与维修 78

2.4.3　【应用拓展】主电路实现的顺序控制电路 79

【问题探讨】 79

2.5 案例5：三相笼型异步电动机的可逆直接启动控制 79

2.5.1　【解决方案】控制电路的实现 79

2.5.2　【知识进阶】电路故障诊断与维修 80

2.5.3　【应用拓展】双重互锁的可逆直接启动控制电路 81

【问题探讨】 81

2.6 案例6：电动机行程控制电路 81

2.6.1　【解决方案】控制电路的实现 82

2.6.2　【知识进阶1】涉及的低压电器 82

2.6.3　【知识进阶2】电路故障诊断与维修 84

2.6.4　【应用拓展】自动往返控制电路 84

【问题探讨】 85

2.7 案例7：间歇运行控制 85

2.7.1　【解决方案】控制电路的实现 85

2.7.2　【知识进阶1】涉及的低压电器 85

2.7.3　【知识进阶2】电路故障诊断与维修 89

【问题探讨】 89

2.8 案例8：三相笼式异步电动机的降压启动控制 89

2.8.1 【解决方案】星-三角降压启动控制电路的实现 89

2.8.2 【知识进阶1】三相笼型异步电动机的拖动方式（降压启动） 90

2.8.3　【知识进阶2】涉及的低压电器 91

2.8.4　【知识进阶3】电路故障诊断与维修 92

2.8.5 【应用拓展】三相笼型异步电动机其他的降压启动控制电路 92

【问题探讨】 95

2.9 案例9：三相绕线式异步电动机的启动控制 95

2.9.1　【解决方案】控制电路的实现 96

2.9.2　【知识进阶1】三相绕线式异步电动机的结构和工作原理 97

2.9.3　【知识进阶2】涉及的低压电器 97

2.9.4　【知识进阶3】三相绕线型异步电动机的拖动方式 99

2.9.5　【知识进阶4】电路故障诊断与维修 100

2.9.6 【应用拓展】三相绕线式异步电动机其他启动控制电路 101

【问题探讨】 102

2.10 案例10：三相异步电动机的制动控制 102

2.10.1 【解决方案】控制电路的实现 102

2.10.2　【知识进阶1】涉及的低压电器 102

2.10.3　【知识进阶2】三相异步电动机的拖动方式（制动） 104

2.10.4　【知识进阶3】电路故障诊断与维修 106

2.10.5　【应用拓展】三相异步电动机其他的制动控制电路 106

【问题探讨】 109

2.11 案例11：三相异步电动机的调速控制 110

2.11.1 【解决方案】控制电路的实现 110

2.11.2　【知识进阶1】双速异步电动机的工作原理 110

2.11.3　【知识进阶2】三相异步电动机的拖动方式（调速） 110

2.11.4　【知识进阶3】电路故障诊断与维修 113

【问题探讨】 113

小结 113

第3章　直流电动机与拖动控制 116

3.1 案例1：直流电动机启动控制 116

3.1.1　【解决方案】控制电路的实现 116

3.1.2　【知识进阶1】直流电机的结构与基本原理 117

3.1.3　【知识进阶2】涉及的低压电器 124

3.1.4 【知识进阶3】直流电动机的拖动方式（启动） 125

3.1.5　【知识进阶4】电路故障诊断与维修 126

3.1.6 【应用拓展】其他几种启动控制电路 127

【问题探讨】 128

3.2 案例2：直流电动机单向运转能耗制动控制 129

3.2.1　【解决方案】控制电路的实现 129

3.2.2 【知识进阶1】直流电动机的拖动方式（制动） 130

3.2.3　【知识进阶2】电路故障诊断与维修 133

3.2.4　【应用拓展】直流电动机可逆运转反接制动控制 134

【问题探讨】 135

3.3　案例3：直流电动机调速控制 135

3.3.1　【解决方案】控制电路的实现 135

3.3.2　【知识进阶1】直流电动机的拖动方式（调速） 136

3.3.3　【知识进阶2】电路故障诊断与维修 138

【问题探讨】 138

小结 139

第4章　控制电机及其他电动机 140

4.1 单相异步电动机 141

4.1.1　【案例说明】电风扇的调速电路 141

4.1.2　【知识进阶1】单相异步电动机的结构 141

4.1.3　【知识进阶2】单相异步电动机工作原理 141

4.1.4　【知识进阶3】单相异步电动机的启动方法 142

4.1.5　【技能拓展】电冰箱中的单相异步电动机 144

【问题探讨】 145

4.2 三相同步电动机 145

4.2.1　【案例说明】电梯驱动 145

4.2.2　【知识进阶1】同步电动机的结构 145

4.2.3 【知识进阶2】三相同步电动机的工作原理 146

4.2.4　【知识进阶3】三相同步电动机的启动 146

4.2.5　【知识进阶4】三相永磁同步电动机 147

4.2.6 【技能拓展】信息技术中的永磁同步电动机 148

【问题探讨】 148

4.3　直线电动机 148

4.3.1　【案例说明】电动大门 149

4.3.2　【知识进阶1】直线电动机的工作原理 149

4.3.3　【知识进阶2】直线电动机的种类及结构 149

4.3.4　【技能拓展】直线电机驱动的电梯 152

【问题探讨】 152

4.4　伺服电动机 152

4.4.1　【案例说明】数控机床伺服系统 153

4.4.2　【知识进阶1】直流伺服电动机 153

4.4.3　【知识进阶2】交流伺服电动机 154

4.4.4　【技能拓展】电子电位差计 157

【问题探讨】 157

4.5　步进电动机 157

4.5.1　【案例说明】开环数控机床伺服系统 158

4.5.2　【知识进阶1】步进电动机的结构 158

4.5.3　【知识进阶2】步进电动机的工作原理 158

4.5.4　【知识进阶3】步进电动机的驱动电源 160

4.5.5　【技能拓展】 160

【问题探讨】 160

4.6　测速发电机 161

4.6.1 【案例说明】数控伺服系统中的速度校正元件 161

4.6.2　【知识进阶1】直流测速发电机 161

4.6.3　【知识进阶2】交流测速发电机 162

4.6.4　【技能拓展】测速发电动机用于恒速控制系统 163

4.7 自整角机和旋转变压器 164

4.7.1　【案例说明】液面位置指示器 164

4.7.2　【知识进阶1】自整角机 164

4.7.3　【知识进阶2】旋转变压器 166

4.7.4 【技能拓展】数控机床伺服系统中的角度检测元件 167

【问题探讨】 167

第5章　典型生产设备的电气控制电路及常见故障分析 168

5.1 案例1：卧式车床的电气控制 168

5.1.1　【知识进阶1】卧式车床的运动形式与控制要求 168

5.1.2　【知识进阶2】卧式车床的电气控制原理 169

5.1.3　【知识进阶3】卧式车床的电气故障诊断与维修 171

5.1.4　【技能训练】技能操作训练 171

【问题探讨】 172

5.2 案例2：平面磨床的电气控制 173

5.2.1　【知识进阶1】平面磨床的运动形式与控制要求 173

5.2.2 【知识进阶2】平面磨床的电气控制原理 174

5.2.3　【知识进阶3】平面磨床的电气故障诊断与维修 175

5.2.4　【技能训练】技能操作训练 176

【问题探讨】 176

5.3 案例3：摇臂钻床的电气控制 177

5.3.1　【知识进阶1】摇臂钻床的运动形式与控制要求 177

5.3.2 【知识进阶2】摇臂钻床的电气控制原理 178

5.3.3　【知识进阶3】摇臂钻床的电气故障诊断与维修 179

5.3.4　【技能训练】技能操作训练 180

【问题探讨】 181

5.4 案例4：万能铣床的电气控制 181

5.4.1　【知识进阶1】万能铣床的运动形式与控制要求 181

5.4.2 【知识进阶2】万能铣床的电气控制原理 182

5.4.3 【知识进阶3】万能铣床的电气故障诊断与维修 185

5.4.4　【技能训练】技能操作训练 186

【问题探讨】 187

5.5 案例5：卧式镗床的电气控制 187

5.5.1 【知识进阶1】卧式镗床的运动形式与控制要求 188

5.5.2　【知识进阶2】卧式镗床的电气控制原理 189

5.5.3　【知识进阶3】卧式镗床的电气故障诊断与维修 191

5.5.4　【技能训练】技能操作训练 192

【问题探讨】 193

5.6 案例6：龙门刨床的电气控制 193

5.6.1 【知识进阶1】龙门刨床的运动形式与控制要求 193

5.6.2　【知识进阶2】龙门刨床的电气控制原理 194

5.6.3 【知识进阶3】龙门刨床的电气故障诊断与维修 201

5.6.4　【技能训练】技能操作训练 204

【问题探讨】 204

5.7 案例7：桥式起重机的电气控制 205

5.7.1　【知识进阶1】桥式起重机的运动形式与控制要求 206

5.7.2 【知识进阶2】凸轮控制器及其控制电路的电气控制原理 207

5.7.3　【知识进阶3】主令控制器控制电路的电气控制原理 210

5.7.4 【知识进阶4】起重机电气保护设备的电气保护原理 212

5.7.5 【知识进阶5】交流桥式起重机控制电路的电气控制原理 214

5.7.6 【知识进阶6】桥式起重机的电气故障诊断与维修 215

5.7.7　【技能训练】技能操作训练 216

【问题探讨】 216

附表 常用低压电器的分类和用途 217

参考文献 218