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第一章　电器的发热与电动力1

1.1　电器的允许温度和热稳定性1

1.2　电器的基本热源2

1.2.1　导体通过电流时的能量损耗3

1.2.2　磁滞、涡流损耗4

1.2.3　电介质损耗4

1.3　电器的散热及综合散热系数5

1.3.1　热传导5

1.3.2　对流7

1.3.3　辐射7

1.3.4　综合散热系数与牛顿公式8

1.4　电器的发热计算8

1.5　电器的发热工作制10

1.5.1　长期工作制10

1.5.2　短时工作制10

1.5.3　反复短时工作制11

1.6　短路时的发热过程12

1.7　电器中的电动力14

1.8　载流导体系统的电动力计算15

1.8.1　用比奥——沙瓦定律计算电动力15

1.8.2　用能量平衡公式计算电动力17

1.9　交变电流下的电动力18

1.9.1　单相系统中的电动力18

1.9.2　三相系统的电动力19

1.10　短路电流下的电动力21

1.10.1　单相系统短路时的电动力21

1.11　电器的电动稳定性22

习题23

第二章　电接触与电弧理论24

2.1　电接触与触头24

2.1.1　电接触联接的分类24

2.1.2　触头的基本参数和工作状况25

2.2　电弧的形成过程26

2.2.1　气体的电离26

2.2.2　消电离及其形式28

2.2.3　气体放电过程29

2.3　电弧的电位分布和特性30

2.3.1　电弧的电位分布和电压方程30

2.3.2　直流电弧的伏安特性30

2.3.3　交流电弧的伏安特性32

2.3.4　电弧的能量平衡32

2.4　直流电弧及其熄灭33

2.5　交流电弧及熄灭34

2.5.1　弧隙介质恢复过程34

2.5.2　弧隙电压恢复过程36

2.5.3　交流电弧的熄灭37

2.6　灭弧装置38

2.6.1　熄灭火花电路38

2.6.2　简单灭弧38

2.6.3　磁吹纵缝灭弧装置38

2.6.4　栅片灭弧装置39

2.6.5　固体产气灭弧装置40

2.6.6　石英砂灭弧装置40

2.6.7　油吹灭弧装置40

2.6.8　压缩空气灭弧装置40

2.6.9　六氟化硫气体灭弧装置40

2.6.10　真空灭弧装置41

2.7　触头接触电阻及其影响因素41

2.7.1　接触电阻41

2.7.2　影响接触电阻的因素42

2.8　触头的发热与电动力44

2.8.1　触头的发热44

2.8.2　触头间的电动力45

2.9　触头的电侵蚀46

2.9.1　桥蚀46

2.9.2　弧蚀47

2.10　触头的熔焊和冷焊48

2.10.1　触头的熔焊48

2.10.2　触头的冷焊48

2.11　触头材料49

习题51

第三章　电磁机构理论52

3.1　电磁机构的种类和特性52

3.1.1　静态吸引特性和动态特性53

3.1.2　机械特性53

3.2　电磁机构中的磁场及其路化54

3.2.1　磁场的基本物理量54

3.2.2　磁场的基本性质55

3.2.3　磁场的路化57

3.3　磁路的基本定律和计算任务58

3.3.1　磁路的基本定理58

3.3.2　磁路的参数与等效磁路58

3.3.3　磁路的特点59

3.3.4　磁路计算的任务59

3.4　气隙磁导和磁导体磁阻的计算60

3.4.1　概述60

3.4.2　解析法求气隙磁导61

3.4.3　磁场分割法求气隙磁导61

3.4.4　磁导体的磁阻和磁阻抗68

3.5　磁路的微分方程及其解69

3.5.1　磁路的微分方程69

3.5.2　不计铁心磁阻时的计算70

3.6　不计漏磁时的磁路计算70

3.6.1　无分支磁路计算71

3.6.2　有分支磁路计算73

3.7　交流磁路的计算74

3.7.1　交流磁路的特点74

3.7.2　交流磁路的基本定律74

3.7.3　交流磁路和铁心电路的相量图75

3.7.4　交流磁路的计算方法75

3.8　电磁机构的吸力计算76

3.8.1　电磁机构中的能量转换与电磁力76

3.8.2　麦克斯韦电磁力计算公式78

3.9　交流电磁机构的电磁力与分磁环原理80

3.9.1　交流电磁吸力的特点80

3.9.2　分磁环及其作用81

3.9.3　三相电磁机构的电磁吸力82

3.10　静特性及其与机械反力特性的配合82

3.10.1　转动式U型电磁机构83

3.10.2　直动式U型电磁机构83

3.10.3　直动式子E型电磁机构83

3.10.4　转动式E型电磁机构84

3.10.5　有止座壳式电磁机构84

3.10.6　静特性与机械反力特性的配合84

3.11　电磁机构的动态特性85

3.11.1　直流电磁机构的动态特性85

3.11.2　交流电磁机构的动态特性88

习题90

第四章　常用电器92

4.1　概述92

4.1.1　低压电器的作用与分类92

4.1.2　低压电器的发展方向93

4.2　刀开关94

4.2.1　概述94

4.2.2　常用的刀开关94

4.2.3　刀开关的选用及图形、文字符号96

4.3　组合开关96

4.4　接触器97

4.4.1　交流接触器98

4.4.2　直流接触器99

4.4.3　接触器的主要技术参数及常用的接触器100

4.4.4　接触器的选用104

4.5　熔断器105

4.5.1　熔断器的结构及保护特性105

4.5.2　熔断器的主要技术参数106

4.5.3　常用的熔断器106

4.5.4　熔断器的选择与维护109

4.6　继电器110

4.6.1　概述110

4.6.2　电磁式继电器110

4.6.3　时间继电器114

4.6.4　热继电器117

4.6.5　速度继电器121

4.6.6　干簧继电器122

4.6.7　固态继电器123

4.7　主令电器126

4.7.1　控制按钮126

4.7.2　行程开关128

4.7.3　接近开关130

4.7.4　光电开关130

4.7.5　主令控制器131

4.7.6　万能转换开关132

4.8　智能控制电器133

4.8.1　概论133

4.8.2　智能接触器135

4.8.3　智能继电器137

4.8.4　智能断路器143

4.8.5　可编程控制器（PLC）145

本章小结152

第五章　机车电器153

5.1　概述153

5.1.1　分类153

5.1.2　工作条件和特点153

5.2　受电弓154

5.2.1　概述154

5.2.2　主要技术参数155

5.2.3　结构及作用155

5.2.4　动作原理156

5.2.5　受电弓的维护和调整158

5.3　主断路器160

5.3.1　概述160

5.3.2　主要技术参数160

5.3.3　基本结构及主要部件作用161

5.3.4　动作原理165

5.3.5　使用维护注意事项166

5.4　真空断路器166

5.4.1　概述166

5.4.2　技术参数167

5.4.3　结构167

5.4.4　动作原理170

5.5　转换开关171

5.5.1　概述171

5.5.2　主要技术参数171

5.5.3　结构172

5.5.4　开关动作原理176

5.6　电空接触器176

5.6.1　技术参数176

5.6.2　结构177

5.6.3　工作原理179

5.7　司机控制器179

5.7.1　主司机控制器179

5.7.2　辅助司机控制器181

5.8　电空阀183

5.8.1　结构及工作原理183

5.8.2　主要技术参数184

5.9　万能转换开关及按键开关184

5.9.1　万能转换开关184

5.9.2　按键开关185

本章小结188

第六章　电器控制典型环节的分析189

6.1　概论189

6.1.1　电器控制电路绘图准则189

6.1.2　电器控制电路读图方法190

6.2　电器控制系统的基本环节192

6.2.1　电器控制系统的通电控制环节193

6.2.2　电器控制系统的断电控制环节194

6.2.3　电器控制系统的基本保护环节194

6.3　电动机的常用环节197

6.3.1　电动机点动运行控制环节197

6.3.2　电动机长期单向运行直接启停控制环节198

6.3.3　电动机正反转运行控制环节199

6.3.4　电动机限流启动控制环节200

6.3.5　电动机制动控制环节205

6.3.6　电动机调速控制环节210

6.3.7　电动机分处控制和集中控制环节218

6.3.8　多台电动机的制约控制环节219

6.3.9　电动机驱动工作台的行程控制环节220

6.4　常用机械驱动装置的电器控制环节222

6.4.1　机械滑台电器控制环节222

6.4.2　机械动力头电器控制环节224

6.4.3　机械手电器控制环节225

6.5　常用液压驱动装置的电器控制环节227

6.5.1　一次“进-工-退”电器控制环节228

6.5.2　多次“进-工-退”器控制环节230

6.5.3　终端停留无进给电器控制环节232

6.5.4　跳跃循环电器控制环节233

小结236

习题236

第七章　电器控制系统应用实例分析238

7.1　概论238

7.1.1　电器控制电路图238

7.1.2　电器控制电路布置图242

7.1.3　电器控制电路接线图243

7.1.4　电器控制电路一般分析方法243

7.2　典型车床电器控制电路243

7.2.1　车床运动队电器控制电路的要求243

7.2.2　车床电器控制电路分析243

7.3　典型钻床电器控制电路245

7.3.1　钻床运动对电器控制电路的要求245

7.3.2　钻床电器控制电路分析245

7.4　典型磨床电器控制电路247

7.4.1　磨床运动对电器控制电路的要求247

7.4.2　磨床电器控制电路分析248

7.5　典型铣床电器控制电路252

7.5.1　铣床运动对电器控制电路的要求252

7.5.2　铣床电器控制电路分析252

7.6　典型起重机电器控制电路258

7.6.1　起重机运动对电器控制电路的要求258

7.6.2　起重机电器控制电路分析258

小结263

习题263

第八章　电气控制电路设计265

8.1　电气控制电路设计的基本内容265

8.1.1　电气控制电路设计的内容265

8.1.2　电气控制电路设计的技术要求266

8.1.3　电气控制电路设计原则266

8.2　电气控制电路设计的一般程序267

8.3　电气控制电路设计方案的确定268

8.3.1　电气传动设计269

8.3.2　控制方案设计270

8.4　提高电气控制电路可靠性的基本要领271

8.4.1　尽量提高控制系统的性价比271

8.4.2　合理选择电气元件和控制电路273

8.4.3　设计完善的保护环节274

8.5　经验设计方法277

8.5.1　经验设计法的基本步骤277

8.5.2　设计实例278

8.6　电气控制电路的逻辑设计法283

8.6.1　设计方法283

8.6.2　逻辑设计法举例285

8.7　常用控制电器及保护电器的计算与选择290

8.7.1　元器件的参数计算290

8.7.2　元器件的选择方法292

8.8　电路图的绘制295

8.8.1　图纸幅面及格式295

8.8.2　电路图的绘制规则296

8.9　位置图与接线图的绘制298

8.9.1　电气设备总体配置设计298

8.9.2　元器件的接线设计299

第九章　电气控制实验与课程设计301

9.1　电气控制实验301

9.1.1　电气控制实验的目的和任务301

9.1.2　实验方法301

9.1.3　实验报告及要求302

9.1.4　参考实验项目、内容及要求303

9.2　电气控制课程设计309

9.2.1　课程设计的目的和要求309

9.2.2　任务书、方法步骤及结果评定310

9.2.3　课程设计题选311