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第1章 机电传动系统的动力学基础1

1.1 机电传动系统的运动方程1

1.2 多轴系统负载转矩和转动惯量的折算2

1.2.1 旋转运动负载转矩和转动惯量的折算3

1.2.2 平移运动负载转矩和转动惯量的折算5

1.2.3 升降运动负载转矩的折算6

1.3 生产机械的负载转矩特性8

1.3.1 恒转矩负载特性8

1.3.2 恒功率负载特性9

1.3.3 风机类负载特性9

1.4 机电传动系统稳定运行的条件9

本章小结12

习题12

第2章 直流电动机的工作原理及拖动15

2.1 直流电机的基本结构15

2.1.1 直流电机的构造15

2.1.2 直流电动机的分类18

2.1.3 直流电机的额定值19

2.2 直流电机的工作原理19

2.2.1 直流电动机的工作原理19

2.2.2 直流发电机的工作原理20

2.2.3 电机的可逆原理21

2.3 直流电动机的感应电动势和电磁转矩21

2.3.1 直流电动机的感应电动势21

2.3.2 直流电动机的电磁转矩22

2.4 直流电动机的运行22

2.4.1 他励直流电动机22

2.4.2 并励直流电动机25

2.4.3 串励直流电动机25

2.4.4 复励直流电动机26

2.5 直流发电机的运行27

2.5.1 他励直流发电机27

2.5.2 并励直流发电机28

2.6 他励直流电动机的机械特性30

2.6.1 他励直流电动机的机械特性方程30

2.6.2 他励直流电动机的自然机械特性31

2.6.3 他励直流电动机的人为机械特性31

2.7 直流电动机的起动32

2.7.1 直流电动机的直接起动32

2.7.2 直流电动机的串电阻起动32

2.7.3 直流电动机的降低电枢电压起动33

2.8 直流电动机的制动34

2.8.1 直流电动机的能耗制动34

2.8.2 直流电动机的反接制动35

2.8.3 直流电动机的回馈制动35

2.9 直流电动机的转速调节36

2.9.1 调速的指标36

2.9.2 直流电动机的调速方法38

本章小结40

习题40

第3章 机电传动系统的过渡过程42

3.1 直流电动机拖动系统的过渡过程43

3.1.1 直流电动机电枢电压突变的过渡过程43

3.1.2 直流电动机起动的过渡过程45

3.1.3 直流电动机电压反接制动的过渡过程46

3.1.4 直流电动机能耗制动的过渡过程47

3.2 加快机电传动系统过渡过程48

3.2.1 机电时间常数48

3.2.2 加快机电传动系统过渡过程的方法48

本章小结49

习题50

第4章 交流电动机的工作原理及拖动52

4.1 三相异步电动机的结构和工作原理52

4.1.1 三相异步电动机的基本结构52

4.1.2 三相异步电动机的铭牌数据53

4.1.3 三相异步电动机的工作原理54

4.1.4 三相异步电动机的转差率和表示的运行状态56

4.2 三相异步电动机的机械特性57

4.3 三相异步电动机的起动58

4.3.1 笼型异步电动机的直接起动59

4.3.2 笼型异步电动机的减压起动59

4.3.3 绕线转子异步电动机的起动60

4.4 三相异步电动机的制动61

4.4.1 三相异步电动机的反接制动61

4.4.2 三相异步电动机的能耗制动61

4.4.3 三相异步电动机的回馈制动62

4.5 三相异步电动机的转速调节62

4.5.1 三相异步电动机的变极调速62

4.5.2 三相异步电动机的变转差率调速63

4.5.3 三相异步电动机的变频调速65

本章小结68

习题69

第5章 控制电机及其他用途电动机70

5.1 测速发电机70

5.1.1 交流测速发电机70

5.1.2 直流测速发电机71

5.2 伺服电动机72

5.2.1 交流伺服电动机72

5.2.2 直流伺服电动机73

5.3 步进电动机73

5.4 自整角机75

5.4.1 力矩式自整角机75

5.4.2 控制式自整角机76

5.5 旋转变压器77

5.5.1 正余弦旋转变压器77

5.5.2 线性旋转变压器80

5.5.3 比例式旋转变压器80

5.5.4 数据传输用旋转变压器81

5.6 单相异步电动机81

5.7 无刷直流电动机83

5.8 直流力矩电动机85

5.9 直线电动机86

本章小结89

习题90

第6章 机电传动系统中电动机的选择92

6.1 电动机的发热与工作方式92

6.2 电动机容量选择的基本知识97

6.3 选择电动机容量的基本校验方法101

本章小结105

习题105

第7章 低压电器及基本控制电路107

7.1 电器的作用与分类107

7.2 电磁机构及触点系统108

7.2.1 电磁机构108

7.2.2 触点系统109

7.3 接触器110

7.3.1 接触器的结构及工作原理110

7.3.2 接触器的型号及主要技术数据112

7.3.3 接触器的图形符号和文字符号112

7.3.4 接触器的选择与使用113

7.4 继电器113

7.4.1 继电器的继电特性114

7.4.2 电磁式继电器114

7.4.3 时间继电器117

7.4.4 热继电器120

7.4.5 速度继电器122

7.4.6 其他功能继电器123

7.5 熔断器124

7.5.1 熔断器的结构类型124

7.5.2 熔断器的安秒特性125

7.5.3 熔断器的技术数据127

7.5.4 熔断器的选择127

7.6 低压开关和低压断路器127

7.6.1 低压开关128

7.6.2 低压断路器129

7.7 主令电器131

7.7.1 按钮131

7.7.2 万能转换开关132

7.7.3 凸轮控制器与主令控制器134

7.7.4 行程开关135

7.8 基本控制电路137

7.8.1 三相异步电动机的正反转控制电路137

7.8.2 三相笼型异步电动机的起动控制电路137

7.8.3 三相绕线转子异步电动机的起动控制电路138

7.8.4 三相异步电动机的制动控制电路140

7.8.5 电气控制系统的保护环节143

7.9 常用机床电气控制电路143

7.9.1 识读电气控制电路原理图的方法143

7.9.2 Z3040型摇臂钻床的电气控制电路147

本章小结150

习题151

第8章 可编程序控制器153

8.1 PLC的发展153

8.1.1 PLC的产生和定义153

8.1.2 PLC的分类154

8.2 PLC的基本组成和工作原理155

8.2.1 PLC的硬件结构155

8.2.2 PLC的工作原理158

8.2.3 PLC的软件系统159

8.3 三菱PLC的编程元件161

8.3.1 输入继电器X与输出继电器Y162

8.3.2 辅助继电器M162

8.3.3 状态继电器S163

8.3.4 定时器T164

8.3.5 计数器C164

8.3.6 数据寄存器D167

8.3.7 指针P/I168

8.4 三菱PLC的基本指令169

8.4.1 输入／输出指令和结束指令LD/LDI/OUT/END169

8.4.2 触点串联指令和触点并联指令AND/ANI/OR/ORI171

8.4.3 电路块并联指令和串联指令ORB/ANB172

8.4.4 栈操作指令MPS/MRD/MPP173

8.4.5 主控指令和主控复位指令MC/MCR174

8.4.6 脉冲输出指令PLs/PLF175

8.4.7 置位与复位指令SET/RST175

8.4.8 脉冲沿应用指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF176

8.4.9 取反指令和空操作指令INV/NOP176

8.4.10 PLC的编程方法与步骤178

8.5 步进顺序控制指令及编程182

8.5.1 步进顺序控制指令182

8.5.2 步进顺序控制指令使用说明182

8.6 PLC控制编程实例184

8.6.1 送料小车工作的PLC控制184

8.6.2 剪板机动作的PLC控制184

8.6.3 液体混合装置的PLC控制186

本章小结186

习题187

第9章 电力电子技术190

9.1 电力半导体器件190

9.1.1 晶闸管191

9.1.2 其他电力半导体器件195

9.2 电力半导体器件的驱动电路199

9.2.1 半控型电力半导体器件的驱动电路200

9.2.2 全控型电力半导体器件的驱动电路201

9.3 晶闸管调压电路202

9.3.1 直流斩波电路202

9.3.2 交流调压电路204

9.4 逆变电路206

9.4.1 有源逆变电路206

9.4.2 无源逆变电路207

9.5 脉宽调制控制209

9.5.1 SPWM控制的基本原理209

9.5.2 三相桥式SPWM逆变电路210

9.5.3 SPWM逆变电路的控制方式210

本章小结211

习题213

第10章 直流调速系统214

10.1 直流调速系统的性能指标214

10.2 有静差调速系统216

10.2.1 闭环调速系统的组成及其静特性216

10.2.2 闭环控制系统的优势217

10.2.3 闭环调速系统的特征218

10.2.4 比例调节器突加负载的动态过程219

10.2.5 电流截止负反馈219

10.3 无静差调速系统220

10.3.1 积分调节器220

10.3.2 比例积分调节器221

10.3.3 无静差直流调速系统224

10.4 转速电流双闭环直流调速系统225

10.4.1 双闭环直流调速系统的组成225

10.4.2 双闭环直流调速系统的静特性和稳态参数计算225

10.4.3 双闭环直流调速系统的动态分析227

10.5 脉宽调制直流调速系统229

10.5.1 脉宽调制变换器229

10.5.2 脉宽调制直流调速系统的控制电路230

10.5.3 脉宽调制直流调速系统的特殊问题231

10.6 数字控制直流调速系统232

10.6.1 数字控制双闭环直流调速系统的硬件结构233

10.6.2 数字比例积分调节器236

10.6.3 产品化的数字直流调速装置简介237

本章小结237

习题238

第11章 交流调速系统239

11.1 异步电动机闭环变压调速系统240

11.1.1 闭环变压调速系统的组成240

11.1.2 闭环变压调速系统的静特性241

11.2 异步电动机变压变频调速的原理242

11.2.1 变压变频调速的基本控制方式243

11.2.2 电力电子变压变频器的主要类型244

11.2.3 电压源型和电流源型逆变器247

11.2.4 180°导通型和120°导通型逆变器248

11.3 异步电动机变压变频调速系统249

11.3.1 转速开环-恒压频比控制的变频调速系统249

11.3.2 转速闭环-转差频率控制的变频调速系统251

11.3.3 基于动态模型的变压变频调速系统254

本章小结264

习题264

参考文献265