机电设备控制技术

第1章 绪 论………………………………………………………………………………… 1
1.1 机电设备控制技术概述…………………………………………………………… 1
1.2 机电控制系统的组成……………………………………………………………… 1
1.3 机电控制系统的分类……………………………………………………………… 2
1.4 本课程的性质、任务和基本要求…………………………………………………… 4
复习思考题………………………………………………………………………………… 4
第2章 电动机控制技术……………………………………………………………………… 5
2.1 直流电动机驱动及其控制技术…………………………………………………… 5
2.1.1 直流电动机概述…………………………………………………………… 5
2.1.2 直流电动机的驱动………………………………………………………… 9
2.1.3 直流电动机的速度控制…………………………………………………… 12
2.2 交流电动机驱动及其控制技术…………………………………………………… 20
2.2.1 交流调速的方案…………………………………………………………… 20
2.2.2 晶闸管交流调压调速系统………………………………………………… 21
2.2.3 变频调速…………………………………………………………………… 21
2.2.4 电磁转差离合器调速……………………………………………………… 23
2.2.5 绕线转子异步电动机的串级调速………………………………………… 24
2.2.6 变极调压调速……………………………………………………………… 26
2.3 步进电动机的控制………………………………………………………………… 26
2.3.1 步进电动机的工作原理及工作方式……………………………………… 27
2.3.2 三相反应式步进电动机的微机控制……………………………………… 28
2.3.3 两相混合式步进电动机的PLC控制…………………………………… 29
2.4 伺服电动机的控制………………………………………………………………… 32
2.4.1 直流伺服电动机的控制…………………………………………………… 32
2.4.2 交流伺服电动机的控制…………………………………………………… 34
复习思考题……………………………………………………………………………… 37
第3章 常用低压电器……………………………………………………………………… 38
3.1 开关与主令电器…………………………………………………………………… 40
3.1.1 低压开关…………………………………………………………………… 40
3.1.2 低压断路器及漏电保护器………………………………………………… 42
3.1.3 主令电器…………………………………………………………………… 47
3.2 熔断器……………………………………………………………………………… 51
3.3 接触器……………………………………………………………………………… 52
3.4 继电器……………………………………………………………………………… 56
3.4.1 电流继电器………………………………………………………………… 57
3.4.2 电压继电器………………………………………………………………… 58
3.4.3 中间继电器………………………………………………………………… 58
3.4.4 时间继电器………………………………………………………………… 59
3.4.5 速度继电器………………………………………………………………… 61
3.4.6 热继电器…………………………………………………………………… 62
3.5 执行电器…………………………………………………………………………… 63
3.5.1 电磁铁……………………………………………………………………… 64
3.5.2 电磁离合器………………………………………………………………… 64
3.5.3 电磁工作台………………………………………………………………… 65
复习思考题……………………………………………………………………………… 67
第4章 电气控制基本原理………………………………………………………………… 68
4.1 电气控制系统图的有关知识……………………………………………………… 68
4.1.1 电气原理图………………………………………………………………… 68
4.1.2 电器布置图………………………………………………………………… 69
4.1.3 电气安装接线图…………………………………………………………… 70
4.1.4 电气系统中的基本保护环节……………………………………………… 71
4.2 三相鼠笼式异步电动机的基本控制……………………………………………… 72
4.2.1 点动控制电路……………………………………………………………… 72
4.2.2 自锁控制电路……………………………………………………………… 73
4.2.3 点动与自锁混合控制电路………………………………………………… 74
4.2.4 电动机正反转控制电路…………………………………………………… 74
4.2.5 多地联锁控制……………………………………………………………… 76
4.2.6 顺序控制…………………………………………………………………… 76
4.2.7 自动往返循环控制………………………………………………………… 78
4.3 三相鼠笼式异步电动机的降压启动控制………………………………………… 79
4.3.1 定子绕组串电阻降压启动电路…………………………………………… 79
4.3.2 自耦变压器降压启动电路………………………………………………… 80
4.3.3 Y △降压启动电路……………………………………………………… 81
4.3.4 绕线式异步电动机转子串电阻降压启动电路…………………………… 82
4.4 三相鼠笼式异步电动机的制动控制……………………………………………… 84
4.4.1 电动机单向运行反接制动………………………………………………… 84
4.4.2 电动机可逆运行反接制动………………………………………………… 85
4.4.3 电动机单向运行能耗制动………………………………………………… 87
4.4.4 电动机可逆运行能耗制动………………………………………………… 88
4.4.5 电动机机械制动控制电路………………………………………………… 88
4.5 直流电动机的电气控制…………………………………………………………… 90
4.5.1 直流电动机单向运行启动控制…………………………………………… 90
4.5.2 直流电动机可逆运行启动控制…………………………………………… 91
4.5.3 直流电动机单向运行能耗制动控制……………………………………… 91
4.5.4 直流电动机可逆运行反接制动控制……………………………………… 92
复习思考题……………………………………………………………………………… 94
第5章 典型设备的电气控制……………………………………………………………… 96
5.1 电气控制电路分析基础…………………………………………………………… 96
5.2 CA6140型普通车床的电气控制………………………………………………… 98
5.2.1 CA6140型普通车床的主要结构及运行形式…………………………… 98
5.2.2 CA6140型普通车床的电力拖动特点和控制要求……………………… 98
5.2.3 CA6140型普通车床电气控制线路分析………………………………… 99
5.2.4 CA6140型普通车床电气控制线路的故障与处理…………………… 101
5.3 M7130型平面磨床的电气控制………………………………………………… 102
5.3.1 M7130型平面磨床的主要结构及运行形式…………………………… 102
5.3.2 M7130型平面磨床的电力拖动特点和控制要求……………………… 102
5.3.3 M7130型平面磨床电气控制线路分析………………………………… 103
5.3.4 M7130型平面磨床电气控制线路的故障与处理……………………… 106
5.4 X62W 型卧式万能铣床的电气控制…………………………………………… 107
5.4.1 X62W 型卧式万能铣床的主要结构及运行形式……………………… 107
5.4.2 X62W 型卧式万能铣床电力拖动特点和控制要求…………………… 107
5.4.3 X62W 型卧式万能铣床电气控制线路分析…………………………… 108
5.4.4 X62W 型卧式万能铣床电气控制线路的故障与处理………………… 112
5.5 机电液联合控制实例………………………………………………………… 114
5.5.1 难点分析………………………………………………………………… 114
5.5.2 液压系统设计…………………………………………………………… 115
5.5.3 电控系统设计…………………………………………………………… 116
复习思考题……………………………………………………………………………… 118
第6章 机电设备控制线路的设计………………………………………………………… 119
6.1 机电设备控制线路设计的基本原则和内容…………………………………… 119
6.1.1 电气控制线路设计的一般原则………………………………………… 119
6.1.2 电气控制线路设计的基本内容………………………………………… 119
6.2 机电设备控制线路的设计方法………………………………………………… 121
6.2.1 电气原理图设计的基本步骤…………………………………………… 121
6.2.2 电气原理图的设计方法………………………………………………… 122
6.3 机电设备控制线路中电动机的选择…………………………………………… 128
6.3.1 电力拖动方案的确定…………………………………………………… 128
6.3.2 拖动电动机的选择……………………………………………………… 128
6.4 机电设备控制线路中电器元件的选择………………………………………… 130
6.4.1 电器元件选择的基本步骤……………………………………………… 130
6.4.2 接触器的选用…………………………………………………………… 130
6.4.3 热继电器的选用………………………………………………………… 131
6.4.4 熔断器的选用…………………………………………………………… 132
6.4.5 开关面板、插座的选用…………………………………………………… 133
6.5 电气控制工艺设计……………………………………………………………… 133
6.5.1 电气控制设备总体配置的设计………………………………………… 134
6.5.2 电器布置图的设计……………………………………………………… 134
6.5.3 电气部件接线图的绘制………………………………………………… 135
6.5.4 电气箱及非标准零件图的设计………………………………………… 135
6.5.5 各类元器件及材料清单的汇总………………………………………… 135
6.5.6 编写设计说明书及使用说明书………………………………………… 136
复习思考题……………………………………………………………………………… 136
第7章 机电设备电气故障诊断与维修…………………………………………………… 137
7.1 常用仪表的使用………………………………………………………………… 137
7.1.1 电流表…………………………………………………………………… 137
7.1.2 电压表…………………………………………………………………… 138
7.1.3 万用表…………………………………………………………………… 138
7.2 机电设备电气控制电路分析基础……………………………………………… 142
7.2.1 机电设备常见的电气故障类型与特点………………………………… 142
7.2.2 机电设备电气控制线路的一般分析方法……………………………… 143
7.3 电路故障的检查分析…………………………………………………………… 143
7.3.1 直观法…………………………………………………………………… 143
7.3.2 测量电压法……………………………………………………………… 145
7.3.3 测量电阻法……………………………………………………………… 148
7.3.4 强迫闭合法……………………………………………………………… 149
7.3.5 短接法…………………………………………………………………… 151
7.3.6 其他检查方法…………………………………………………………… 153
复习思考题……………………………………………………………………………… 154
附录A 低压电器产品型号的编制方法…………………………………………………… 155
附录B 电气图常用图形及文字符号……………………………………………………… 158
参考文献……………………………………………………………………………………… 160