機電一體化技術的水平是反映一個國家當代工業(yè)技術水平的重要標志之一。機電傳動控制課程融合了電力拖動、自動控制原理、計算機技術、繼電器-接觸器控制、電力電子技術等相關知識,是機電一體化技術的重要課程。本書是根據機械設計制造及其自動化專業(yè)機電傳動控制課程教學大綱編寫的。全書共分11章,內容包括:緒論、機電傳動系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)特性、直流電機的工作原理及特性、交流電動機的工作原理及特性、控制電機與特種電機、機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇、繼電器-接觸器控制系統(tǒng)、電動機的計算機控制技術、電力電子技術、直流調速控制系統(tǒng)、交流調速控制系統(tǒng)等。本書除緒論外的其他各章均附有思考題與習題,書末附有部分思考題與習題的參考答案, 以便于讀者自學。為了方便教學,本書還配有免費電子課件。
本書體現了機電結合、理論先導、理論聯(lián)系實際、精練實用的原則。對理論問題抓住本質,闡述要點;對核心內容結合應用,講清講透;深化學生對問題的理解,并且適當引入新技術成果的介紹。全書內容實用、全面,由淺入深、重點突出。特別是,經過第一、二版教材的使用,本教材內容日益完善,通過了河南省第二批十二五普通高等教育規(guī)劃教材立項,本次改版升級作者正申請河南省十四五規(guī)劃教材。
第四版前言隨著信息技術的快速發(fā)展,教育信息化正成為推動教育教學變革的重要力量,多媒體數字化資源建設在教材建設中具有重要作用。為適應翻轉課堂、混合式教學等信息化教學模式,本次修訂著重新增了配套的多媒體教學課件和動畫、視頻等教學資源,讀者可通過掃描書中二維碼了解相關知識,更加直觀地瀏覽設備和裝置的三維結構、電路和系統(tǒng)的輸入輸出信號動態(tài)波形等。根據廣大師生的教學反饋和我們近年來的教學實踐,本次修訂還對部分章節(jié)做了調整,刪除了測速發(fā)電機、自整角機內容,新增了三相同步電動機、直流無刷電機等內容,對其他章節(jié)和附錄內容也做了適當的修改與補充。結合本書第三版取得的教學改革成果、多形態(tài)教材數字資源的建設,以及編者10多年教材建設的豐厚積淀,和河南省教學名師多年的教學經驗,期望經過本次修訂后,本書將能夠更加有效發(fā)揮在培養(yǎng)應用型機電類人才方面的支撐作用,促進學生機電傳動控制方面的知識、能力和素質的提升。參加本書修訂工作的有華北水利水電大學郝用興、侯艷君,中原工學院靳繼勇。全書由郝用興擔任主編,侯艷君、靳繼勇?lián)胃敝骶帯1敬涡抻唴⒖剂瞬糠志W絡視頻、圖片與文字等資源,包括嗶哩嗶哩、優(yōu)酷視頻、騰訊視頻等網站公開資料,部分企業(yè)網站產品宣傳材料等,并且對部分資源做了剪輯和處理,以期能夠有效傳遞相關知識內容、培養(yǎng)學生能力等,同時感謝網站及網友的分享。許多使用本書的師生給我們提出了寶貴的修改意見,使我們收獲頗豐。本書修訂再版獲得了華北水利水電大學校級重點規(guī)劃教材立項支持,獲得了華中科技大學出版社的大力支持,在此表示衷心的感謝。限于編者水平,本書難免存在不妥之處,懇請讀者批評指正。編者2023年3月
第1章緒論(1)
1.1機電傳動控制技術的發(fā)展(1)
1.2機電傳動控制課程的性質和任務(3)
1.3課程內容安排(4)
第2章機電傳動系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)特性(5)
2.1研究機電傳動系統(tǒng)靜態(tài)與動態(tài)特性的意義(5)
2.2機電傳動系統(tǒng)的動力學方程(5)
2.3典型生產機械的負載特性(7)
2.4負載轉矩、轉動慣量和飛輪轉矩的折算方法(9)
2.5機電傳動系統(tǒng)的過渡過程(11)
2.6機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件(13)
思考題與習題(14)
第3章直流電機的工作原理及特性(16)
3.1直流電機的基本結構和工作原理(16)
3.2直流發(fā)電機和電動機的基本方程(19)
3.3直流電動機的機械特性(21)
3.4直流他勵電動機的啟動特性(26)
3.5直流他勵電動機的調速特性(27)
3.6直流他勵電動機的制動特性(29)
思考題與習題(38)
第4章交流電動機的工作原理及特性(40)
4.1三相異步電動機的結構和工作原理(40)
4.2三相異步電動機的定子電路和轉子電路(47)
4.3三相異步電動機的轉矩與機械特性(49)
4.4三相異步電動機的啟動特性(53)
4.5三相異步電動機的調速特性(59)
4.6三相異步電動機的制動特性(61)
4.7單相異步電動機(64)
4.8三相同步電動機(66)
思考題與習題(69)
第5章控制電機與特種電機(71)
5.1伺服電動機(71)
5.2力矩電動機(76)
5.3小功率同步電動機(78)
5.4步進電動機(80)
5.5直線電動機(84)
5.6直流無刷電動機(86)
思考題與習題(88)
第6章機電傳動控制系統(tǒng)中電動機的選擇(89)
6.1電動機的溫度變化規(guī)律(89)
6.2電動機功率選擇的原則(90)
6.3不同運行方式下電動機功率的選擇(90)
6.4電動機功率選擇的統(tǒng)計法和類比法(93)
6.5電動機的種類、電壓、轉速和結構形式選擇(94)
思考題與習題(96)
第7章繼電器接觸器控制系統(tǒng)(97)
7.1常用低壓電器(97)
7.2電氣控制系統(tǒng)圖的繪制與分析方法(114)
7.3繼電器接觸器控制線路的基本環(huán)節(jié)(117)
7.4典型生產機械的繼電器接觸器控制線路分析(125)
7.5繼電器接觸器控制系統(tǒng)設計(130)
思考題與習題(133)
第8章電動機的計算機控制技術(135)
8.1計算機控制技術基礎(135)
8.2電動機計算機控制系統(tǒng)的組成與特點(140)
8.3步進電動機的計算機控制(142)
思考題與習題(146)
第9章電力電子技術(147)
9.1電力半導體器件(147)
9.2電力半導體器件的驅動電路(152)
9.3晶閘管調壓電路(157)
9.4逆變電路(163)
9.5脈沖寬度調制控制(167)
思考題與習題(171)
第10章直流調速控制系統(tǒng)(173)
10.1直流調速系統(tǒng)性能指標(173)
10.2有靜差調速系統(tǒng)(175)
10.3無靜差調速系統(tǒng)(178)
10.4轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)(182)
10.5直流脈寬調制調速裝置(187)
10.6數字控制直流調速系統(tǒng)(189)
思考題與習題(198)
第11章交流調速控制系統(tǒng)(200)
11.1異步電動機閉環(huán)控制變壓調速系統(tǒng)(200)
11.2籠型異步電動機變壓變頻調速系統(tǒng)(VVVF系統(tǒng))(202)
思考題與習題(210)
附錄(211)
附錄A常用電氣圖形符號(211)
附錄B電氣技術文字符號(214)
附錄C常用符號(216)
附錄DIP防護等級代碼(218)
附錄E部分思考題與習題參考答案(219)
參考文獻(222)