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第1章 机电传动系统动力学基础知识1

1.1 机电传动系统数学模型建立1

1.1.1 机械平动系统数学模型1

1.1.2 机械转动系统数学模型2

1.1.3 机电拖动系统数学模型2

1.1.4 电动机转矩4

1.2 系统基本物理量的折算6

1.2.1 负载转矩的折算6

1.2.2 转动惯量的折算7

1.2.3 飞轮矩的计算10

1.2.4 关于惯量匹配原则12

1.3 生产机械的机械特性12

1.3.1 恒转矩型机械特性13

1.3.2 通风机型机械特性13

1.3.3 直线型机械特性14

1.3.4 恒功率型机械特性14

第2章 机电系统过渡过程与稳定运行17

2.1 机电传动系统过渡过程含义17

2.1.1 过渡过程含义17

2.1.2 系统过渡重要性18

2.1.3 系统静态与动态18

2.2 机电传动系统过渡过程的分析18

2.2.1 产生原因18

2.2.2 机电时间常数тm21

2.2.3 加快系统过渡过程的方法22

2.3 机电传动系统稳定运行的条件24

2.4 机电系统的稳态设计分析25

2.4.1 负载分析25

2.4.2 执行元件匹配25

2.5 影响机械传动系统稳定的要素26

2.5.1 摩擦因素26

2.5.2 爬行现象27

2.5.3 阻尼影响28

2.5.4 刚度要素29

2.5.5 谐振频率30

第3章 电动机常用控制元件与基本电路33

3.1 机电控制系统主令电器元件33

3.1.1 控制按钮33

3.1.2 行程开关34

3.1.3 接近开关35

3.1.4 光电开关37

3.1.5 空气开关38

3.1.6 万能转换开关39

3.2 机电控制系统中常用继电器39

3.2.1 电磁式继电器39

3.2.2 时间继电器41

3.2.3 热继电器43

3.2.4 速度继电器44

3.2.5 干簧继电器45

3.2.6 固态继电器46

3.3 机电控制系统中常用接触器48

3.3.1 接触器的工作原理48

3.3.2 交流接触器的选择48

3.3.3 交流接触器的接法48

3.4 电器元件组成的典型基本电路51

3.4.1 直接启动单向运行51

3.4.2 电动机的正、反转控制电路52

3.4.3 多机顺序联锁控制53

3.4.4 多处同一控制53

3.4.5 行程控制电路和行程控制54

3.4.6 时间控制电路54

3.5 电气保护电路56

3.5.1 短路保护56

3.5.2 过载保护56

3.5.3 零压与欠压保护56

3.5.4 过流保护57

第4章 继电器—接触器电路及实物连线59

4.1 实物外形及接线图59

4.1.1 继电器59

4.1.2 接触器61

4.2 交流接触器选配62

4.2.1 根据电动机的负载选配62

4.2.2 接触器额定参数选择63

4.3 继电器—接触器设计控制电路64

4.3.1 三相异步电动机的点动运动控制64

4.3.2 三相异步电动机的正反转控制安装64

4.3.3 工作台自动往返控制线路66

4.3.4 三相异步电动机的顺序控制67

4.3.5 电动机Y—△降压启动控制线路安装68

4.3.6 三相异步电动机的反接制动控制69

4.3.7 三相异步电动机的能耗制动70

4.3.8 三相交流异步电动机变速控制电路71

4.4 继电器与接触器的主要区别73

4.5 继电器—接触器的PLC改造项目实例75

4.5.1 PLC改造策略75

4.5.2 PLC控制改造范例75

第5章 直流电动机原理及其传动特性81

5.1 直流电动机工作原理81

5.2 直流电动机运行特性82

5.2.1 他励直流电动机稳态运行82

5.2.2 直流电动机的工作特性83

5.3 他励直流电动机的机械特性84

5.3.1 固有机械特性84

5.3.2 人为机械特性85

5.3.3 机械特性的计算87

5.4 他励直流电动机反转特性88

5.5 他励直流电动机的制动89

第6章 交流电动机原理及其传动特性101

6.1 三相异步电动机的工作原理101

6.1.1 三相异步电动机的构造101

6.1.2 三相异步电动机的转动原理102

6.2 三相异步电动机的运行特性105

6.3 三相异步电动机的机械特性106

6.3.1 固有机械特性106

6.3.2 人为机械特性108

6.4 三相异步电动机的工作特性110

6.4.1 转速特性n＝f（P2）110

6.4.2 定子电流特性I1＝f（P2）110

6.4.3 功率因数特性cosφ1＝f（P2）110

6.4.4 电磁转矩特性T＝f（P2）110

6.4.5 效率特性η＝f（P2）110

6.5 三相异步电动机的制动111

6.5.1 反馈制动111

6.5.2 反接制动112

6.5.3 能耗制动113

6.6 三相交流电动机的选择114

6.6.1 电动功率的选择114

6.6.2 电动机类型选择116

第7章 机电传动系统常用控制电动机118

7.1 步进电动机118

7.1.1 步进电动机的基本结构118

7.1.2 步进电动机工作原理119

7.2 伺服电动机123

7.2.1 直流伺服电动机123

7.2.2 交流伺服电动机125

7.2.3 步进电动机与伺服电动机比较127

7.3 其他类型发电机和电动机129

7.3.1 测速发电机种类与要求129

7.3.2 自整角机132

7.3.3 旋转变压器134

7.3.4 力矩电动机136

7.3.5 直线电动机137

7.3.6 音圈电动机原理139

第8章 机电传动系统电动机启动与调速143

8.1 直流电动机的启动与调速143

8.1.1 他励直流电动机的启动特性143

8.1.2 他励直流电动机的调速特性145

8.1.3 其他的直流调速系统148

8.2 交流电动机的启动与调速149

8.2.1 三相异步电动机的启动149

8.2.2 三相异步电动机调速155

8.2.3 单相异步电动机启动157

8.3 步进电动机的启动运行特性160

8.3.1 步进电动机启动频率特性160

8.3.2 高频恒频运行特性161

8.3.3 伺服电动机的三种控制方式162

8.4 电动机软启动技术简介163

8.4.1 软启动器概念163

8.4.2 电动机软启动器工作原理164

8.4.3 软启动器节能原理164

8.4.4 软启动的几种启动方式164

8.4.5 软启动器保护功能165

8.5 电动机的软停车165

第9章 机电传动系统PLC变频控制基础169

9.1 可编程序控制器简介169

9.1.1 PLC的结构及各部分的作用170

9.1.2 PLC的工作原理171

9.1.3 PLC的程序编制171

9.2 可编程序控制器的工作原理173

9.2.1 PLC的工作过程框图173

9.2.2 PLC基础S7-200简介174

9.2.3 PLC基本指令简介175

9.3 可编程序控制器控制设计规则178

9.3.1 PLC编程语言178

9.3.2 PLC编程的几个步骤178

9.3.3 PLC控制电动机正反转实例179

9.4 变频器概述180

9.4.1 变频器的分类180

9.4.2 交—直—交变频器基本原理181

9.4.3 交—交变频器的工作原理182

9.4.4 交—直—交间接型和交—交直接型184

9.5 常用的控制方式186

9.5.1 非智能控制方式186

9.5.2 智能控制方式187

9.6 变频器控制接线图188

9.6.1 主电路的通用接线188

9.6.2 控制电路的接线188

9.6.3 使用注意事项191

9.7 PLC变频控制电动机正反转实例192

9.7.1 控制电路设计192

9.7.2 控制程序设计192

第10章 典型设备电气控制线路图解读195

10.1 控制电路识图基础195

10.1.1 电气控制电路分析的内容195

10.1.2 电路图阅读分析方法与步骤196

10.2 绘制电气控制线路图原则197

10.3 典型设备电气控制图198

10.3.1 车床CA6140型电气控制线路198

10.3.2 万能铣床X6132型电气控制线路200

10.3.3 摇臂钻床Z37电气控制线路202

10.3.4 平面磨床M7475B型电气控制线路203

10.3.5 卧式镗床T68控制线路206

10.4 机床C650的PLC电气控制实例208

10.4.1 C650卧式车床简述208

10.4.2 C650卧式车床的控制要求209

10.4.3 电气控制线路分析209

10.4.4 主电路分析210

10.4.5 控制电路的分析210

10.5 普通车床C65O的PLC设计211

10.5.1 控制要求211

10.5.2 方案说明211

10.5.3 确定I/O数量211

10.5.4 控制系统I/O地址分配表212

10.5.5 控制电路设计213

10.5.6 PLC控制设计要素213

参考文献221