机电传动控制

1 机电传动控制的动力学基础

1.1 机电传动系统的运动方程式

1.1.1 运动方程式

1.1.2 运动方程式中转矩的正负号分析

1.2 生产机械的负载转矩特性

1.3 机电传动系统的稳定运行条件

小结

思考与习题

2 电动机的工作原理及其机械特性

2.1 发电机定则与电动机定则

2.2 交流异步电动机

2.2.1 交流异步电动机的结构

2.2.2 异步电动机的工作原理与铭牌数据

2.2.3 三相异步电动机的机械特性

2.2.4 异步电动机的起动和制动

2.2.5 异步电动机运行特性小结

2.3 直流电动机

2.3.1 直流电动机的结构

2.3.2 直流电动机的工作原理与铭牌数据

2.3.3 直流电动机的机械特性

2.3.4 直流电动机的起动和制动

2.3.5 他励直流电动机运行特性小结

2.4 单相异步电动机

2.4.1 单相异步电动机的磁场

2.4.2 单相异步电动机的起动方法

2.5 直线异步电动机

2.6 同步电动机

2.6.1 同步电动机的基本结构

2.6.2 同步电动机的工作原理和运行特性

2.6.3 同步电动机的起动

2.7 控制电动机

2.7.1 控制电动机概述

2.7.2 伺服电动机

2.7.3 测速发电机

2.7.4 旋转变压器

2.7.5 自整角机

小结

思考与习题

3

3.1 常用低压电器

3.1.1 执行电器

3.1.2 检测电器

3.1.3 控制电器

3.1.4 保护电器

3.2 电动机的起、制动控制电路及起、制动设备的计算

3.2.1 电气控制原理图

3.2.2 继电-接触器自动控制的基本线路

3.3 电动机的保护

3.4 继电-接触器控制电路的设计方法

3.5 机床控制电路举例

小结

思考与习题

4 机电传动系统方案及电动机的选择

4.1 机电传动系统的组成及控制方案选择

4.1.1 机电传动系统的组成

4.1.2 机电传动控制方案的选择

4.2 电动机容量选择的原则

4.3 不同工作制下电动机容量的选择

4.3.1 连续工作制下电动机容量的选择

4.3.2 短时工作制下电动机容量的选择

4.3.3 重复短时工作制下电动机容量的选择

小结

思考与习题

5 直流传动控制系统

5.1 直流电动机调速系统的分类与技术性能

5.1.1 直流电动机调速系统的分类

5.1.2 直流电动机调速系统的技术指标

5.2 旋转变流机组型直流调速系统(G-M系统)

5.2.1 旋转变流机组型直流调速系统的结构

5.2.2 旋转变流机组型直流调速系统的机械特性

5.2.3 交磁电机扩大机-直流发电机-直流电动机系统(GA-M系统)

5.3 静止变流机组型直流调速系统

5.3.1 变流器件

5.3.2 单闭环直流调速系统

5.3.3 双闭环控制直流调速系统

5.4 晶体管-直流电动机调速系统(PWM系统)

5.4.1 双极式可逆PWM变换器

5.4.2 单极式可逆PWM变换器

5.4.3 受限单极式可逆PWM变换器

5.5 直流电动机调速系统介紹

小结

思考与习题

6 交流传动控制系统

6.1 交流传动控制系统的应用领域

6.2 调压调速系统

6.2.1 晶闸管交流移相调压嚣

6.2.2 固态接触器交流移相调压器

6.2.3 三相交流调压电源

6.2.4 调压调速系统的组成与特性分析

6.3 电磁转差离合嚣调速系统

6.3.1 系统的组成和工作原理

6.3.2 电磁调速电动机的工作特性

6.3.3 电磁调速电动机的优缺点及适用范围

6.4 晶闸管串级调速系统

6.4.1 串级调速的基本工作原理

6.4.2 串级调速的基本运转状态与功率传递关系

6.4.3 调速范围与串级调速装置的容量、转子电压的关系

6.4.4 串级调速的主回路方案

6.4.5 功率因数和效率

6.4.6 串级调速系统的机械特性

6.4.7 串级调速控制系统

6.5 变频调速

6.5.1 变频器的主要类型和特点

6.5.2 交-直-交电压源型变频器

6.5.3 交-直-交电流源型变频器

6.5.4 电压源型变频器与电流源型变频器的性能比较

6.5.5 脉宽调制式电压源型变频器

6.5.6 交-交变频器

小结

思考与习题

7 步进电动机传动控制系统

7.1 步进电动机工作原理及分类

7.1.1 步进电动机的结构与工作原理

7.1.2 小步距角步进电动机

7.1.3 步进电动机的分类

7.2 步进电动机驱动电源

7.2.1 步进电动机的驱动方式

7.2.2 步进电动机的环形分配器

7.2.3 步进电动机的驱动电路

7.3 步进电动机的运行特性及影响因素

7.3.1 步进电动机的运行特性

7.3.2 步进电动机运行特性的影响因素

7.3.3 步进电动机的主要性能指标和应用

7.4 步进电动机的开、闭环控制

7.4.1 步进电动机的开环控制

7.4.2 步进电动机的闭环控制

7.5 步进电动机控制系统应用实例

7.5.1 步进电动机在数控车床中开环控制的应用

7.5.2 步进电动机闭环控制在挤压机速度系统中的应用

7.5.3 基于PLC的步进电动机控制在工业机械手中的应用

小结

思考与习题

8 机电传动伺服系统控制技术

8.1 机电传动伺服系统概迷

8.2 机电传动伺服系统的驱动元件

8.2.1 不可控器件

8.2.2 半控型器件

8.2.3 全控型器件

8.3 机电传动伺服系统的速度测量、位移测量

8.3.1 速度测量

8.3.2 角度(角位移)检测

8.3.3 伺服系统功率集成驱动模块

8.4 机电传动伺服系统负载及电动机参数综合计算

8.4.1 定位精度及设计注意点

8.4.2 负载飞轮慣量GD2的计算

8.4.3 负载及电动机参数综合计算举例

小结

思考与习题

附录 电气图常用文字、图形符号

参考文献

本教材介绍机电传动控制技术，全书共分8章。内容包括： 机电传动控制的动力学基础、电动机的工作原理及其机械特性、机电传动断续控制、机电传动系统方案及电动机的选择、直流传动控制系统、交流传动控制系统、步进电动机传动控制系统和机电传动伺服系统控制技术等。针对各章内容，每章附有思考与习题，方便学生复习本章内容。本教材适用于机械工程及自动化专业和机械设计制造及其自动化（现代装备与控制工程）专业的本、专科学生，也可以作为各类成人教育相关专业的专业课教材。本书中所举的应用实例具有较好的应用价值，可以供工程技术人员学习参考。

主要介绍机电传动控制技术，是为机械工程及自动化专业、机械设计制造及其自动化(现代装备与控制工程)专业的本科学生学习机电传动控制技术而编写的专业基础教材，共分8章。
本书第l章介绍了动力学方程的应用知识，希望学生能根据动力学方程了解电动机的运行状态，从而为学习机电传动速度控制系统变流技术中的能量转换现象提供理论基础。第2章介绍了交、直流电动机四象限运行特性和控制电机原理。第3，4章介绍了电动机断续控制技术及其容量计算方法。第5，6章介绍了直流、交流电动机调速技术及其系统组成原理。第7，8章介绍了步进电动机控制技术与伺服系统驱动技术。书中举例具有较强的应用针对性，学生通过例题、思考与习题和相应实验，能够较全面和深人地掌握机电传动控制方面的实用技术。