第1章 机电传动系统动力学基础知识 1
1.1 机电传动系统数学模型建立 1
1.1.1 机械平动系统数学模型 1
1.1.2 机械转动系统数学模型 2
1.1.3 机电拖动系统数学模型 2
1.1.4 电动机转矩 4
1.2 系统基本物理量的折算 6
1.2.1 负载转矩的折算 6
1.2.2 转动惯量的折算 7
1.2.3 飞轮矩的计算 10
1.2.4 关于惯量匹配原则 12
1.3 生产机械的机械特性 12
1.3.1 恒转矩型机械特性 13
1.3.2 通风机型机械特性 13
1.3.3 直线型机械特性 14
1.3.4 恒功率型机械特性 14
第2章 机电系统过渡过程与稳定运行 17
2.1 机电传动系统过渡过程含义 17
2.1.1 过渡过程含义 17
2.1.2 系统过渡重要性 18
2.1.3 系统静态与动态 18
2.2 机电传动系统过渡过程的分析 18
2.2.1 产生原因 18
2.2.2 机电时间常数тm 21
2.2.3 加快系统过渡过程的方法 22
2.3 机电传动系统稳定运行的条件 24
2.4 机电系统的稳态设计分析 25
2.4.1 负载分析 25
2.4.2 执行元件匹配 25
2.5 影响机械传动系统稳定的要素 26
2.5.1 摩擦因素 26
2.5.2 爬行现象 27
2.5.3 阻尼影响 28
2.5.4 刚度要素 29
2.5.5 谐振频率 30
第3章 电动机常用控制元件与基本电路 33
3.1 机电控制系统主令电器元件 33
3.1.1 控制按钮 33
3.1.2 行程开关 34
3.1.3 接近开关 35
3.1.4 光电开关 37
3.1.5 空气开关 38
3.1.6 万能转换开关 39
3.2 机电控制系统中常用继电器 39
3.2.1 电磁式继电器 39
3.2.2 时间继电器 41
3.2.3 热继电器 43
3.2.4 速度继电器 44
3.2.5 干簧继电器 45
3.2.6 固态继电器 46
3.3 机电控制系统中常用接触器 48
3.3.1 接触器的工作原理 48
3.3.2 交流接触器的选择 48
3.3.3 交流接触器的接法 48
3.4 电器元件组成的典型基本电路 51
3.4.1 直接启动单向运行 51
3.4.2 电动机的正、反转控制电路 52
3.4.3 多机顺序联锁控制 53
3.4.4 多处同一控制 53
3.4.5 行程控制电路和行程控制 54
3.4.6 时间控制电路 54
3.5 电气保护电路 56
3.5.1 短路保护 56
3.5.2 过载保护 56
3.5.3 零压与欠压保护 56
3.5.4 过流保护 57
第4章 继电器—接触器电路及实物连线 59
4.1 实物外形及接线图 59
4.1.1 继电器 59
4.1.2 接触器 61
4.2 交流接触器选配 62
4.2.1 根据电动机的负载选配 62
4.2.2 接触器额定参数选择 63
4.3 继电器—接触器设计控制电路 64
4.3.1 三相异步电动机的点动运动控制 64
4.3.2 三相异步电动机的正反转控制安装 64
4.3.3 工作台自动往返控制线路 66
4.3.4 三相异步电动机的顺序控制 67
4.3.5 电动机Y—△降压启动控制线路安装 68
4.3.6 三相异步电动机的反接制动控制 69
4.3.7 三相异步电动机的能耗制动 70
4.3.8 三相交流异步电动机变速控制电路 71
4.4 继电器与接触器的主要区别 73
4.5 继电器—接触器的PLC改造项目实例 75
4.5.1 PLC改造策略 75
4.5.2 PLC控制改造范例 75
第5章 直流电动机原理及其传动特性 81
5.1 直流电动机工作原理 81
5.2 直流电动机运行特性 82
5.2.1 他励直流电动机稳态运行 82
5.2.2 直流电动机的工作特性 83
5.3 他励直流电动机的机械特性 84
5.3.1 固有机械特性 84
5.3.2 人为机械特性 85
5.3.3 机械特性的计算 87
5.4 他励直流电动机反转特性 88
5.5 他励直流电动机的制动 89
第6章 交流电动机原理及其传动特性 101
6.1 三相异步电动机的工作原理 101
6.1.1 三相异步电动机的构造 101
6.1.2 三相异步电动机的转动原理 102
6.2 三相异步电动机的运行特性 105
6.3 三相异步电动机的机械特性 106
6.3.1 固有机械特性 106
6.3.2 人为机械特性 108
6.4 三相异步电动机的工作特性 110
6.4.1 转速特性n＝f（P2） 110
6.4.2 定子电流特性I1＝f（P2） 110
6.4.3 功率因数特性cosφ1＝f（P2） 110
6.4.4 电磁转矩特性T＝f（P2） 110
6.4.5 效率特性η＝f（P2） 110
6.5 三相异步电动机的制动 111
6.5.1 反馈制动 111
6.5.2 反接制动 112
6.5.3 能耗制动 113
6.6 三相交流电动机的选择 114
6.6.1 电动功率的选择 114
6.6.2 电动机类型选择 116
第7章 机电传动系统常用控制电动机 118
7.1 步进电动机 118
7.1.1 步进电动机的基本结构 118
7.1.2 步进电动机工作原理 119
7.2 伺服电动机 123
7.2.1 直流伺服电动机 123
7.2.2 交流伺服电动机 125
7.2.3 步进电动机与伺服电动机比较 127
7.3 其他类型发电机和电动机 129
7.3.1 测速发电机种类与要求 129
7.3.2 自整角机 132
7.3.3 旋转变压器 134
7.3.4 力矩电动机 136
7.3.5 直线电动机 137
7.3.6 音圈电动机原理 139
第8章 机电传动系统电动机启动与调速 143
8.1 直流电动机的启动与调速 143
8.1.1 他励直流电动机的启动特性 143
8.1.2 他励直流电动机的调速特性 145
8.1.3 其他的直流调速系统 148
8.2 交流电动机的启动与调速 149
8.2.1 三相异步电动机的启动 149
8.2.2 三相异步电动机调速 155
8.2.3 单相异步电动机启动 157
8.3 步进电动机的启动运行特性 160
8.3.1 步进电动机启动频率特性 160
8.3.2 高频恒频运行特性 161
8.3.3 伺服电动机的三种控制方式 162
8.4 电动机软启动技术简介 163
8.4.1 软启动器概念 163
8.4.2 电动机软启动器工作原理 164
8.4.3 软启动器节能原理 164
8.4.4 软启动的几种启动方式 164
8.4.5 软启动器保护功能 165
8.5 电动机的软停车 165
第9章 机电传动系统PLC变频控制基础 169
9.1 可编程序控制器简介 169
9.1.1 PLC的结构及各部分的作用 170
9.1.2 PLC的工作原理 171
9.1.3 PLC的程序编制 171
9.2 可编程序控制器的工作原理 173
9.2.1 PLC的工作过程框图 173
9.2.2 PLC基础S7-200简介 174
9.2.3 PLC基本指令简介 175
9.3 可编程序控制器控制设计规则 178
9.3.1 PLC编程语言 178
9.3.2 PLC编程的几个步骤 178
9.3.3 PLC控制电动机正反转实例 179
9.4 变频器概述 180
9.4.1 变频器的分类 180
9.4.2 交—直—交变频器基本原理 181
9.4.3 交—交变频器的工作原理 182
9.4.4 交—直—交间接型和交—交直接型 184
9.5 常用的控制方式 186
9.5.1 非智能控制方式 186
9.5.2 智能控制方式 187
9.6 变频器控制接线图 188
9.6.1 主电路的通用接线 188
9.6.2 控制电路的接线 188
9.6.3 使用注意事项 191
9.7 PLC变频控制电动机正反转实例 192
9.7.1 控制电路设计 192
9.7.2 控制程序设计 192
第10章 典型设备电气控制线路图解读 195
10.1 控制电路识图基础 195
10.1.1 电气控制电路分析的内容 195
10.1.2 电路图阅读分析方法与步骤 196
10.2 绘制电气控制线路图原则 197
10.3 典型设备电气控制图 198
10.3.1 车床CA6140型电气控制线路 198
10.3.2 万能铣床X6132型电气控制线路 200
10.3.3 摇臂钻床Z37电气控制线路 202
10.3.4 平面磨床M7475B型电气控制线路 203
10.3.5 卧式镗床T68控制线路 206
10.4 机床C650的PLC电气控制实例 208
10.4.1 C650卧式车床简述 208
10.4.2 C650卧式车床的控制要求 209
10.4.3 电气控制线路分析 209
10.4.4 主电路分析 210
10.4.5 控制电路的分析 210
10.5 普通车床C65O的PLC设计 211
10.5.1 控制要求 211
10.5.2 方案说明 211
10.5.3 确定I/O数量 211
10.5.4 控制系统I/O地址分配表 212
10.5.5 控制电路设计 213
10.5.6 PLC控制设计要素 213
参考文献 221