電機與電氣控制技術

前言

　　當前，電氣信息技術在國民經濟中發(fā)揮著越來越重要的作用，已經成為衡量一個國家科技和工業(yè)發(fā)展水平的重要標志之一。伴隨著產業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴大，社會急需大批高技能型電氣信息技術專業(yè)人才，而技術的快速發(fā)展又需要加快院校的學科建設和專業(yè)改革，以實現(xiàn)學校教育與上崗就業(yè)的無縫銜接。電氣信息類專業(yè)已成為我國高等職業(yè)教育重點建設和發(fā)展的專業(yè)方向之一，很多高職工科院校都開設有此類專業(yè)。根據教育部高等職業(yè)教育教學改革精神，我們組織有關人員在深入系統(tǒng)地調查研究的基礎上，充分結合教學實際需要，編寫了這套“2l世紀高等職業(yè)教育電氣信息類規(guī)劃教材”。　　這套教材在編寫時緊密結合電氣控制技術的實際應用和發(fā)展情況，堅持以“淡化理論，夠用為度，培養(yǎng)技能，重在應用”為原則，注重對學生應用能力的培養(yǎng)，力求使基礎理論與工程實際緊密結合，突出針對性、實用性和先進性，達到“教師好教，學生好學”的目的。書中在講解理論知識的同時還提供了大量的應用實例，并注意反映當前電氣信息技術領域的新知識、新工藝和新方法。本書在敘述上由簡到繁、深入淺出、主次分明、詳略得當，并采用了大量的插圖，盡可能體現(xiàn)高等職業(yè)教育教材的特色。參加教材編寫工作的人員均為一線教師，其中一部分教師來自企業(yè)并做過大量的工程項目，其他的教師則長期指導高職高專學生的實驗和實訓，實踐經驗非常豐富。

內容概要

　　《21世紀高等職業(yè)教育電氣信息類規(guī)劃教材：電機與電氣控制技術》結合電氣控制技術的實際應用和發(fā)展情況，系統(tǒng)地介紹了電機和常用和低壓電器的結構、工作原理、功能、特點和有關應用知識，著重講述了電動機轉速的調節(jié)、典型電氣控制電路及其識讀和分析方法?！?1世紀高等職業(yè)教育電氣信息類規(guī)劃教材：電機與電氣控制技術》在編寫時注重對學生應用能力的培養(yǎng)，力求使基礎理論與工程實際緊密結合。為了幫助學生更好地理解和掌握相關原理與技術，《21世紀高等職業(yè)教育電氣信息類規(guī)劃教材：電機與電氣控制技術》還提供了大量的應用實例，并且每章都附有小結和思考與練習題?！　　?1世紀高等職業(yè)教育電氣信息類規(guī)劃教材：電機與電氣控制技術》可作為高等職業(yè)教育電氣自動化、機電一體化等專業(yè)的教學用書，也可供相關技術人員參考。

書籍目錄

緒論　1一、電機的廣泛應用　1二、電機及其分類　1三、電氣控制技術　1四、本課程的性質、內容和任務　2第一章　變壓器　3第一節(jié)　變壓器的基本結構與功能　3一、變壓器的基本結構　3二、變壓器的基本功能　4第二節(jié)　變壓器的用途及分類　5一、變壓器的用途　5二、變壓器的分類　6第三節(jié)　變壓器的運行特性　6一、變壓器的空載運行特性　7二、變壓器的負載運行特性　7第四節(jié)　三相變壓器　10一、油浸式電力變壓器　10二、干式電力變壓器　13三、組合式變壓器　14第五節(jié)　同名端及其判別　14一、單相變壓器繞組同名端的判定　15二、三相變壓器繞組同名端的判定　15第六節(jié)　其他用途的變壓器　16一、電流互感器　16二、電壓互感器　17三、自耦變壓器　17四、交流電焊機　18第七節(jié)　配電變壓器的一般試驗及故障檢修　20一、配電變壓器的一般試驗　20二、配電變壓器的故障檢修　22本章小結　23思考與練習題一　24第二章　常用低壓電器　26第一節(jié)　概述　26一、電器及其分類　26二、低壓電器的作用　27三、低壓電器結構的基本特點　27第二節(jié)　開關　28一、刀開關　28二、轉換開關(組合開關)　29三、倒順開關　30四、低壓斷路器　30第三節(jié)　主令電器　33一、按鈕　33二、行程開關　34第四節(jié)　熔斷器　36一、熔斷器的工作原理　36二、熔斷器的基本結構　36三、熔斷器的主要技術參數(shù)　36四、熔斷器的型號　36五、熔斷器的種類　36六、熔斷器的選擇和維護　37七、幾種常見熔斷器的外形　38第五節(jié)　交流接觸器　39一、交流接觸器的結構　39二、交流接觸器的工作原理　40三、交流接觸器的型號和主要技術數(shù)據　40四、交流接觸器的選用　40第六節(jié)　繼電器　43一、電磁式電流、電壓、中間繼電器　43二、時間繼電器　44三、熱繼電器　45四、速度繼電器　46本章小結　48思考與練習題二　49第三章　直流電機　50第一節(jié)　概述　50一、直流電機的分類　50二、直流電機的結構　50三、直流他勵電動機的工作原理　52四、勵磁方式　53五、直流電機的換向　54第二節(jié)　直流他勵電動機的電路結構及機械特性　55一、直流他勵電動機的電路結構　55二、直流他勵電動機的電樞電動勢和轉矩　55三、電力拖動基本知識　55四、直流他勵電動機的機械特性　56第三節(jié)　直流他勵電動機的啟動、制動和反轉　57一、直流他勵電動機的啟動　57二、直流他勵電動機的制動　58三、直流他勵電動機的反轉　59第四節(jié)　其他類型的直流電動機　60一、直流并勵電動機　60二、直流串勵電動機　61三、直流復勵電動機　61第五節(jié)　直流電機故障的診斷與排除　62一、發(fā)電機電壓異?；螂妱訖C啟動故障　62二、電動機轉速故障　62三、換向火花故障　63四、直流電機過熱故障　63五、長期擱置的直流電動機投入運行前的檢查和保養(yǎng)　64六、直流電動機檢修后的試驗　65本章小結　65思考與練習題三　66第四章　三相異步電動機　67第一節(jié)　交流異步電動機的分類及用途　67第二節(jié)　三相異步電動機的結構　68一、定子　68二、轉子　69三、氣隙　71四、電動機銘牌　71第三節(jié)　三相異步電動機繞組　72一、概述　72二、基本術語　73三、三相定子繞組的構成原則　74四、三相單層繞組　74第四節(jié)　三相異步電動機的工作原理　79一、旋轉磁場　79二、三相異步電動機的旋轉原理　80第五節(jié)　三相異步電動機的重要概念　81一、轉差率s　81二、轉子繞組各電磁量　81三、功率與轉矩　83第六節(jié)　三相異步電動機的機械特性　84一、三相異步電動機機械特性的3種表達式　84二、三相異步電動機的固有機械特性　85三、三相異步電動機的穩(wěn)定運行區(qū)　86第七節(jié)　三相異步電動機的啟動　87一、概述　87二、三相籠型異步電動機的直接啟動　87三、三相籠型異步電動機的降壓啟動　88四、繞線轉子異步電動機的啟動　90第八節(jié)　三相異步電動機的制動　92一、三相異步電動機的反接制動　92二、三相異步電動機的能耗制動　93三、三相異步電動機的再生制動　94本章小結　94思考與練習題四　95第五章　電動機轉速的調節(jié)　97第一節(jié)　調速的基本概念和性能指標　97一、調速的基本概念　97二、調速的性能指標　98第二節(jié)　直流他勵電動機的調速　99一、改變電樞回路電阻的調速　100二、改變電樞電壓調速　101三、減弱磁通的調速　104第三節(jié)　三相異步電動機的調速　106一、籠型異步電動機的變極調速　106二、變轉差率調速　107三、變頻調速　110本章小結　112思考與練習題五　113第六章　其他用途的電動機　114第一節(jié)　單相異步電動機　114一、單相異步電動機的結構　114二、單相異步電動機的工作原理　114三、單相異步電動機的分類　116四、單相異步電動機的反轉與調速　119第二節(jié)　三相同步電動機　120第三節(jié)　特種電機　121一、伺服電動機　121二、測速發(fā)電機　122三、步進電動機(又稱脈沖電動機)　123四、直線電動機　126五、交磁電機擴大機　128本章小結　129思考與練習題六　130第七章　典型電氣控制環(huán)節(jié)　131第一節(jié)　電氣圖的基本知識　131一、電氣圖中的圖形符號、文字符號和接線端子標記　131二、電路圖　133三、電器布置圖　135四、接線圖　135第二節(jié)　三相籠型異步電動機的直接啟動控制電路　136一、手動直接啟動　136二、帶接觸器控制的直接啟動電路　137第三節(jié)　三相籠型異步電動機的降壓啟動控制電路　144一、星-三角(Y-△)形降壓啟動控制電路　144二、定子回路串電阻降壓啟動控制電路　149三、自耦降壓啟動控制電路　151第四節(jié)　三相籠型異步電動機的制動控制電路　153一、能耗制動控制電路　153二、反接制動控制電路　156第五節(jié)　三相籠型異步電動機的有級變速控制電路　158一、雙速電動機定子繞組的連接　158二、雙速電動機控制電路　159第六節(jié)　電氣控制電路的簡單設計　162一、經驗設計法　162二、設計舉例　165第七節(jié)　電氣控制電路安裝實例　166一、安裝題目　166二、安裝電路圖　166三、安裝目的及要求　167四、安裝前的準備　167五、安裝步驟　168第八節(jié)　電氣設備的防火　170一、引起電氣火災的主要原因　170二、防止電氣火災的安全措施　170三、發(fā)生觸電及電氣火災的急救措施　170本章小結　171思考與練習題七　171第八章　典型機械設備電氣控制系統(tǒng)分析　173第一節(jié)　識讀電氣控制圖的方法和步驟　173一、用查線看圖法看主電路的步驟　173二、用查線看圖法看輔助電路的步驟　175三、查線看圖法的要點　176第二節(jié)　C620-1型普通車床的電氣控制　177一、C620-1型普通車床的主要結構與運動形式　177二、C620-1型普通車床的電力拖動和控制要求　178三、C620-1型普通車床的電氣控制系統(tǒng)分析　178第三節(jié)　C650型臥式車床的電氣控制　179一、C650型臥式車床的結構及工作要求　179二、C650型臥式車床的電力拖動及控制要求　180三、C650型臥式車床電氣控制系統(tǒng)分析　180第四節(jié)　X62W型銑床的電氣控制　183一、X62W型銑床的主要結構和運動形式　183二、X62W型銑床的電力拖動和控制要求　184三、X62W型銑床電氣控制系統(tǒng)分析　184第五節(jié)　M7130型平面磨床的電氣控制　190一、M7130型平面磨床的主要結構及運動形式　190二、M7130型平面磨床的拖動特點和控制要求　190三、M7130型平面磨床電氣控制系統(tǒng)分析　191第六節(jié)　Z3040型搖臂鉆床的電氣控制　193一、Z3040型搖臂鉆床的主要結構及運動形式　193二、Z3040型搖臂鉆床的拖動特點和控制要求　194三、Z3040型搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)分析　194本章小結　197思考與練習題八　198參考文獻　199

章節(jié)摘錄

　　緒論　　一、電機的廣泛應用　　在工業(yè)企業(yè)中，各種生產機械為了完成工藝過程的要求，大多數(shù)都需要有機械能。早期的機械能來源于水力和蒸汽。電機出現(xiàn)以后，由于電能在變換、傳輸、分配、使用和控制等方面都比較方便、經濟，易于進行大量生產、集中管理、遠距離傳輸和實現(xiàn)自動控制，因此，電能逐漸代替了水力和蒸汽作為動力。當前，電機在工業(yè)、農業(yè)、軍事等行業(yè)的應用極其廣泛，如起重機是靠電機來提升和下放重物的，機床是靠電機來拖動的，飛機、汽車乃至家庭使用的電扇、VCD機和DVD機等都是靠電機來驅動的。　　二、電機及其分類　　利用電磁感應原理，能實現(xiàn)電能變換或電能與機械能間相互轉化的電氣設備統(tǒng)稱為電機?！　‰姍C與人們的生產與生活息息相關，其種類繁多，型號各異。要想進一步掌握電機的使用方法，必須對電機進行分類?！　“措娔艿霓D化形式不同，電機可分為以下幾種?！　、侔l(fā)電機：將機械能轉化為電能或少量的熱能。　?、陔妱訖C：將電能轉化為機械能?！　、圩儔浩鳎簩﹄娔苓M行變換。　?、芸刂齐姍C：是一種特殊的電機，有的將電能轉化為機械能，有的將機械能轉化為電能?！　“措姍C內電流的形式不同，電機可分為以下兩種。　　①交流電機：可進一步分為交流發(fā)電機、交流電動機和變壓器3種類型。其中交流發(fā)電機一般為同步電機；交流電動機一般為異步電機，包括單相異步電動機和三相異步電動機兩種類型?！　、谥绷麟姍C：可分為直流發(fā)電機和直流電動機兩種類型。直流電動機包括永磁式直流電動機和勵磁式直流電動機。　　三、電氣控制技術　　隨著生產的發(fā)展，人們對生產工藝不斷提出更高的要求，例如要求加工精度高，調速范圍廣，快速啟動、制動和反轉等。這些要求必須通過控制設備控制電機來實現(xiàn)，因此形成了由控制設備、電動機、傳動機構、生產機械等組成的電力拖動系統(tǒng)。目前仍在使用的控制設備有繼電一接觸器型有觸頭式控制系統(tǒng)、晶閘管控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)以及單片機控制系統(tǒng)等。本書重點介紹繼電一接觸器型有觸頭式控制系統(tǒng)，對于其他的控制方式只在最后一章中給出一些實例。

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