电机与电气控制

绪论 （1）

第1篇 直流电机及拖动

第1章 直流电机原理 （7）

1．1 直流电机基本工作原理 （7）

1．1．1 直流电机的模型结构 （7）

1．1．2 直流发电机工作原理 （8）

1．1．3 直流电动机工作原理 （9）

1．1．4 直流电机可逆原理 （10）

1．2 直流电机的结构和额定值 （10）

1．2．1 直流电机的结构 （10）

1．2．2 直流电机的铭牌 （12）

1．2．3 直流电机的电枢绕组 （14）

1．3 直流电机的电势、转距、磁场和换向 （19）

1．3．1 直流电机的感应电势Ea和电磁转矩T （19）

1．3．2 直流电机的磁场 （21）

※1．3．3 直流电机的换向 （24）

本章小结 （27）

习题1 （28）

第2章 直流电动机 （32）

2．1 直流电动机的基本方程式 （32）

2．1．1 电压平衡方程式 （32）

2．1．2 功率平衡方程式 （32）

2．1．3 转矩平衡方程式 （33）

2．2 直流并（他）励电动机的工作特性 （33）

2．2．1 转速特性――n=f(P2) （34）

2．2．2 转矩特性――T=f(p2) （34）

2．2．3 效率特性――=f(P2) （34）

2．3 生产机械的负载转矩特性 （35）

2．4 直流电动机的机械特性 （36）

2．4．1 电动机机械特性方程式 （36）

2．4．2 固有机械特性 （37）

2．4．3 人为机械特性 （37）

2．4．4 直流电动机的正、反转 （38）

2．5 直流串励电动机 （39）

2．5．1 串励电动机的接线与特点 （39）

2．5．2 串励电动机机械特性 （40）

本章小结 （41）

习题2 （41）

第3章 直流电动机的启动、调速和制动 （44）

3．1 直流电动机的启动 （44）

3．1．1 对直流电动机启动性能的基本要求 （44）

3．1．2 启动方法 （44）

3．2 直流电动机的调速 （47）

3．3 直流并（他）励电动机的制动 （50）

3．3．1 制动与电动的区别 （50）

3．3．2 能耗制动 （51）

3．3．3 反接制动 （52）

3．3．4 回馈制动（再生发电制动） （54）

3．4 直流电动机的故障及维修方法 （55）

本章小结 （56）

习题3 （57）

第2篇 变 压 器

第4章 单相变压器 （60）

4．1 变压器的用途、分类和结构 （60）

4．1．1 变压器的工作原理 （60）

4．1．2 变压器的应用 （61）

4．1．3 变压器的结构 （61）

4．1．4 变压器的铭牌和额定值 （65）

4．2 单相变压器的空载运行 （67）

4．2．1 空载运行时的物理状况 （67）

4．2．2 变压器的感应电势和变比 （68）

4．2．3 变压器的空载电流 （70）

4．2．4 变压器空载时的等值电路和向量图 （70）

4．3 变压器的负载运行 （72）

4．3．1 变压器负载时物理状况 （72）

4．3．2 变压器负载时磁势平衡方程式 （72）

4．3．3 变压器负载时电势平衡方程式 （73）

4．3．4 变压器绕组的折算 （74）

4．3．5 变压器负载时的等值电路 （75）

4．4 变压器参数的测定 （76）

4．4．1 变压器空载试验 （76）

4．4．2 变压器短路试验 （77）

4．5 变压器的运行特性 （79）

4．5．1 变压器的外特性和电压变化率 （79）

4．5．2 变压器的效率特性 （80）

本章小结 （82）

习题4 （83）

第5章 三相变压器 （86）

5．1 三相变压器的磁路系统 （86）

5．2 三相变压器的电路系统――连接组 （87）

5．2．1 单相变压器的连接组别 （87）

5．2．2 三相变压器绕组的接法 （89）

5．2．3 三相变压器的连接组别 （89）

5．3 变压器的并联运行 （92）

5．3．1 变压器并联运行的条件 （93）

5．3．2 变比不等时变压器并联运行 （93）

5．3．3 连接组别不同时的并联运行 （94）

5．3．4 短路阻抗相对值（短路阻抗压降）不等时的并联运行 （94）

5．4 电力变压器的维护 （95）

5．4．1 电力变压器的巡视 （95）

5．4．2 变压器的异常运行及维修 （96）

5．4．3 电力变压器的容量选择 （97）

本章小结 （97）

习题5 （98）

第6章 其他用途的变压器 （100）

6．1 自耦变压器 （100）

6．2 仪用互感器 （101）

6．2．1 电压互感器 （102）

6．2．2 电流互感器 （103）

6．3 电焊变压器（交流弧焊机） （104）

本章小结 （106）

习题6 （106）

第3篇 三相异步电动机及拖动

第7章 三相异步电动机 （108）

7．1 三相异步电动机基本工作原理和结构 （108）

7．1．1 三相异步电动机基本工作原理 （108）

7．1．2 三相异步电动机的结构 （112）

7．1．3 三相异步电动机的主要指标 （115）

7．2 三相交流绕组 （115）

7．2．1 三相交流绕组基本术语 （116）

7．2．2 三相绕组的构成原则 （117）

7．2．3 三相单层绕组 （118）

7．2．4 三相双层绕组 （123）

7．3 交流绕组的感应电势 （125）

7．3．1 线圈感应电势 （126）

7．3．2 线圈组电势Eq （127）

7．3．3 每相电势E1 （128）

7．4 三相异步电动机空载运行 （129）

7．4．1 三相异步电动机与变压器的异同 （129）

7．4．2 转子不动（转子开路）时的空载运行 （129）

7．4．3 转子转动（转子绕组短路）时的空载运行 （130）

7．5 三相异步电动机负载运行 （131）

7．5．1 转子各物理量与转差率S的关系 （131）

7．5．2 磁势平衡方程式 （132）

7．5．3 电势平衡方程式 （133）

7．5．4 负载运行时的等值电路 （134）

7．6 三相异步电动机参数的测定 （136）

7．6．1 三相异步电动机空载试验 （137）

7．6．2 三相异步电动机短路试验 （138）

7．7 三相异步电动机功率和转矩平衡方程式 （139）

7．7．1 异步电动机功率平衡关系 （139）

7．7．2 异步电动机转矩平衡关系 （140）

7．7．3 异步电动机的工作特性 （141）

7．8 三相异步电动机机械特性 （142）

7．8．1 三相异步电动机的电磁转矩T （142）

7．8．2 三相异步电动机机械特性及特点 （144）

本章小结 （146）

习题7 （146）

第8章 三相异步电动机的电力拖动 （151）

8．1 三相异步电动机的启动性能 （151）

8．1．1 衡量异步电动机启动性能的标准 （151）

8．1．2 异步电动机启动特点 （151）

8．2 三相鼠笼型异步电动机的启动 （152）

8．2．1 三相鼠笼型异步电动机的直接启动 （152）

8．2．2 鼠笼型异步电动机降压启动 （153）

8．3 三相绕线型异步电动机的启动 （157）

8．3．1 三相绕线型异步电动机转子串电阻启动 （158）

8．3．2 转子外串频敏变阻器启动 （159）

8．4 三相异步电动机的调速 （161）

8．4．1 三相异步电动机变极2P调速 （162）

8．4．2 三相异步电动机变频f1调速 （163）

8．4．3 改变转差率S调速 （166）

8．5 三相异步电动机的制动 （170）

8．5．1 三相异步电动机的正、反转 （170）

8．5．2 三相异步电动机能耗制动 （171）

8．5．3 异步电动机反接制动 （173）

8．5．4 异步电动机回馈（再生发电）制动 （175）

8．6 三相电动机常见故障及维护 （177）

8．6．1 电动机启动前的准备和启动时注意事项 （177）

8．6．2 电动机运行中的监视与维护 （178）

8．6．3 电动机的定期检修 （179）

8．6．4 三相异步电动机常见故障与维修 （180）

本章小结 （182）

习题8 （183）

第4篇 其他用途的电动机

第9章 单相异步电动机 （186）

9．1 单相异步电动机的结构特点 （186）

9．2 单相异步电动机工作原理 （188）

9．2．1 单相异步电动机的脉振磁场 （188）

9．2．2 单相异步电动机的工作原理 （189）

9．2．3 单相异步电动机旋转磁场的产生 （190）

9．3 单相分相式异步电动机 （191）

9．3．1 单相电阻（分相）启动异步电动机 （191）

9．3．2 单相电容（分相）启动异步电动机 （192）

9．3．3 单相电容运转异步电动机 （193）

9．3．4 单相双值电容异步电动机 （193）

9．4 单相罩极式异步电动机 （194）

9．4．1 单相凸极式罩极异步电动机的结构 （194）

9．4．2 单相凸极式罩极异步电动机的工作原理 （194）

9．4．3 单相罩极式异步电动机的应用 （195）

9．5 三相异步电动机的单相运行 （195）

9．5．1 Y接法的三相电机改接为单相使用 （196）

9．5．2 D()接法的三相电机改接为单相使用 （196）

9．6 单相异步电动机的调速 （197）

9．6．1 串联电抗器降压调速 （197）

9．6．2 电动机绕组抽头调速 （197）

9．7 单相异步电动机的绕组 （198）

9．7．1 单相电阻分相启动和电容分相启动异步电动机的定子绕组 （198）

9．7．2 单相单层同心式绕组 （199）

9．7．3 单相电容运转和双值电容异步电动机绕组 （200）

9．7．4 单相正弦绕组 （201）

9．8 单相异步电动机常见故障及维修 （205）

9．8．1 单相异步电动机常见故障与三相异步电动机常见故障的区别 （205）

9．8．2 单相异步电动机常见故障及维修方法 （205）

本章小结 （206）

习题9 （207）

※第10章 同步电机 （209）

10．1 同步电机基本工作原理、分类及结构 （209）

10．1．1 同步电机的基本工作原理 （209）

10．1．2 同步电机的分类 （210）

10．1．3 凸极式同步电机的结构 （211）

10．1．4 隐极式同步电机结构 （212）

10．2 同步电动机的电势平衡方程式和向量图 （213）

10．2．1 同步电动机的功率 （213）

10．2．2 同步电动机电势平衡方程式 （213）

10．3 同步电动机的功角特性 （214）

10．4 同步电动机的V形曲线及功率因数cos的调节 （216）

10．4．1 同步电动机的V形曲线 （216）

10．4．2 同步电动机功率因数cos的调节 （217）

10．5 同步补偿机 （217）

10．6 同步电动机的启动方法 （218）

10．6．1 同步电动机本身不能自行启动 （218）

10．6．2 同步电动机的启动方法 （218）

10．6．3 变频启动法 （219）

本章小结 （219）

习题10 （220）

第11章 控制电机 （222）

11．1 伺服电动机 （222）

11．1．1 伺服电动机的特点 （222）

11．1．2 直流伺服电动机 （223）

11．1．3 交流伺服电动机 （224）

11．2 步进电动机 （228）

11．2．1 反应式步进电动机的结构 （228）

11．2．2 反应式步进电动机工作原理 （229）

11．3 测速发电机 （232）

11．3．1 直流测速发电机 （232）

11．3．2 交流测速发电机 （235）

11．4 直线电动机 （237）

11．4．1 直线异步电动机的结构 （237）

11．4．2 直线异步电动机工作原理 （238）

11．4．3 直线异步电动机的类型 （239）

11．4．4 直线异步电动机的应用 （240）

11．5 电动机的选择 （240）

11．5．1 电动机的发热和冷却及工作方式 （240）

11．5．2 绝缘材料及性能 （241）

11．5．3 电动机工作方式的选择 （243）

11．5．4 电动机的选择 （243）

本章小结 （246）

习题11 （247）

第5篇 电气控制技术

第12章 常用低压电器 （250）

12．1 刀开关和转换开关 （250）

12．1．1 刀开关 （250）

12．1．2 转换开关（又称组合开关） （251）

12．2 自动开关 （252）

12．2．1 自动开关的工作原理 （252）

12．2．2 自动开关的选择和维护 （253）

12．3 熔断器 （253）

12．3．1 熔断器的结构 （253）

12．3．2 熔断器的技术参数 （254）

12．3．3 常用的低压熔断器 （254）

12．3．4 熔断器的选择和维护 （255）

12．4 主令电器 （256）

12．4．1 按钮 （256）

12．4．2 行程开关 （257）

12．5 接触器 （258）

12．5．1 交流接触器 （258）

12．5．2 直流接触器 （260）

12．5．3 接触器的主要技术数据 （260）

12．6 继电器 （261）

12．6．1 电磁式电流、电压和中间继电器 （261）

12．6．2 时间继电器 （262）

12．6．3 热继电器 （263）

12．6．4 速度继电器 （264）

12．7 控制电器常见故障与维修 （265）

本章小结 （266）

习题12 （266）

第13章 电气控制的基本线路 （268）

13．1 电气控制线路的绘制 （268）

13．1．1 常用电气控制系统的图形符号 （268）

13．1．2 电气控制系统图 （268）

13．2 三相异步电动机直接启动控制线路 （270）

13．2．1 单向连续旋转的控制线路 （270）

13．2．2 点动与连续旋转的控制线路 （271）

13．2．3 正、反转的控制线路 （272）

13．2．4 自动循环控制线路 （272）

13．2．5 多地控制与顺序控制线路 （273）

13．3 三相鼠笼型异步电动机的降压启动控制线路 （274）

13．3．1 星形-三角形（Y-）换接降压启动控制线路 （274）

13．3．2 串联电阻（或电抗器）降压启动控制线路 （275）

13．3．3 自耦变压器（补偿器）降压启动控制线路 （276）

13．4 绕线型异步电动机的启动控制线路 （276）

13．4．1 转子绕组串联电阻的启动控制线路 （276）

13．4．2 转子绕组串联频敏变阻器的启动控制线路 （277）

13．5 三相异步电动机的制动控制线路 （278）

13．5．1 反接制动控制线路 （278）

13．5．2 能耗制动控制线路 （280）

13．5．3 单管能耗制动 （281）

13．6 三相异步电动机的调速控制线路 （281）

本章小结 （283）

习题13 （283）

第14章 机床电气控制线路 （285）

14．1 摇臂钻床控制线路 （285）

14．1．1 主要结构和运动形式 （285）

14．1．2 电力拖动特点和控制要求 （286）

14．1．3 电气控制线路分析 （286）

14．2 万能铣床的电气控制线路 （288）

14．2．1 主要结构和运动形式 （289）

14．2．2 电力拖动方式和控制要求 （289）

14．2．3 电气控制线路分析 （290）

14．3 机床控制线路的维修 （293）

14．3．1 机床控制线路的维护 （293）

14．3．2 机床控制线路的检修 （293）

14．3．3 典型机床控制线路的故障分析 （294）

本章小结 （295）

习题14 （295）

第15章 可编程序控制器（PLC） （296）

15．1 可编程序控制器（PLC）概述 （296）

15．1．1 可编程序控制器（PLC）的产生与发展 （296）

15．1．2 可编程序控制器（PLC）的定义与特点 （297）

15．1．3 可编程序控制器（PLC）的分类 （297）

15．1．4 可编程序控制器（PLC）的组成与工作原理 （298）

15．1．5 可编程序控制器（PLC）的技术指标 （301）

15．2 三菱FX2系列可编程序控制器 （301）

15．2．1 FX2系列PLC的构成与内部元件 （301）

15．2．2 FX2系列PLC的基本指令 （303）

15．2．3 FX2系列PLC的步进指令 （305）

15．2．4 FX2系列PLC的功能指令 （307）

本章小结 （308）

习题15 （308）

参考文献 （310）

本书共5篇15章，有机地结合了电机学、电力拖动、电气控制三门课程的内容。深入浅出地阐述了直流电动机及拖动，变压器原理与应用，三相异步电动机及拖动，同时还介绍了单相异步电机、同步电动机、控制电机的特点与应用；电气控制线路的基本环节，常用机床控制线路，数控设备控制电路，可编程控制器的应用；电机拖动与控制线路常见故障及处理方法。每章末附有小结、习题，题型多样、灵活，便于启发学生思维、提高职业技能。
本书是在2008年8月普通高等教育“十一五”国家级规划教材《电机与电气控制》第2版(四川省精品教材建设项目，已推荐申报第七届高等教育四川省教学成果奖)基础上，结合编者多年的教学研究和实践经验修订编写而成的，第3版教材更加切合我国高职教育学生现状和实际，基本理论以必需、够用为度，突出理论知识的应用和实践能力的培养。教材围绕“分析→理解→应用的主线”，强调电机运行分析；抓住电机应用重点，突出电机内部电与磁、能量传递与转换两大关系；凸显电力拖动系统中的启动、调速、制动和控制四大问题。全书力求深入浅出，通俗易懂，便于读者自学。特别是解决了高职高专学生基础差，学习本课程枯燥味而又不易弄懂的难题。