机电传动与运动控制

前言

第1章 机电传动系统的动力学基础

1.1 机电传动系统的运动方程

1.2 多轴系统负载转矩和转动惯量的折算

1.2.1 旋转运动负载转矩和转动惯量的折算

1.2.2 平移运动负载转矩和转动惯量的折算

1.2.3 升降运动负载转矩的折算

1.3 生产机械的负载转矩特性

1.3.1 恒转矩负载特性

1.3.2 恒功率负载特性

1.3.3 风机类负载特性

1.4 机电传动系统稳定运行的条件

本章小结

习题

第2章 直流电动机的工作原理及拖动

2.1 直流电机的基本结构

2.1.1 直流电机的构造

2.1.2 直流电动机的分类

2.1.3 直流电机的额定值

2.2 直流电机的工作原理

2.2.1 直流电动机的工作原理

2.2.2 直流发电机的工作原理

2.2.3 电机的可逆原理

2.3 直流电动机的感应电动势和电磁转矩

2.3.1 直流电动机的感应电动势

2.3.2 直流电动机的电磁转矩

2.4 直流电动机的运行

2.4.1 他励直流电动机

2.4.2 并励直流电动机

2.4.3 串励直流电动机

2.4.4 复励直流电动机

2.5 直流发电机的运行

2.5.1 他励直流发电机

2.5.2 并励直流发电机

2.6 他励直流电动机的机械特性

2.6.1 他励直流电动机的机械特性方程

2.6.2 他励直流电动机的自然机械特性

2.6.3 他励直流电动机的人为机械特性

2.7 直流电动机的起动

2.7.1 直流电动机的直接起动

2.7.2 直流电动机的串电阻起动

2.7.3 直流电动机的降低电枢电压起动

2.8 直流电动机的制动

2.8.1 直流电动机的能耗制动

2.8.2 直流电动机的反接制动

2.8.3 直流电动机的回馈制动

2.9 直流电动机的转速调节

2.9.1 调速的指标

2.9.2 直流电动机的调速方法

本章小结

习题

第3章 机电传动系统的过渡过程

3.1 直流电动机拖动系统的过渡过程

3.1.1 直流电动机电枢电压突变的过渡过程

3.1.2 直流电动机起动的过渡过程

3.1.3 直流电动机电压反接制动的过渡过程

3.1.4 直流电动机能耗制动的过渡过程

3.2 加快机电传动系统过渡过程

3.2.1 机电时间常数

3.2.2 加快机电传动系统过渡过程的方法

本章小结

习题

第4章 交流电动机的工作原理及拖动

4.1 三相异步电动机的结构和工作原理

4.1.1 三相异步电动机的基本结构

4.1.2 三相异步电动机的铭牌数据

4.1.3 三相异步电动机的工作原理

4.1.4 三相异步电动机的转差率和表示的运行状态

4.2 三相异步电动机的机械特性

4.3 三相异步电动机的起动

4.3.1 笼型异步电动机的直接起动

4.3.2 笼型异步电动机的减压起动

4.3.3 绕线转子异步电动机的起动

4.4 三相异步电动机的制动

4.4.1 三相异步电动机的反接制动

4.4.2 三相异步电动机的能耗制动

4.4.3 三相异步电动机的回馈制动

4.5 三相异步电动机的转速调节

4.5.1 三相异步电动机的变极调速

4.5.2 三相异步电动机的变转差率调速

4.5.3 三相异步电动机的变频调速

本章小结

习题

第5章 控制电机及其他用途电动机

5.1 测速发电机

5.1.1 交流测速发电机

5.1.2 直流测速发电机

5.2 伺服电动机

5.2.1 交流伺服电动机

5.2.2 直流伺服电动机

5.3 步进电动机

5.4 自整角机

5.4.1 力矩式自整角机

5.4.2 控制式自整角机

5.5 旋转变压器

5.5.1 正余弦旋转变压器

5.5.2 线性旋转变压器

5.5.3 比例式旋转变压器

5.5.4 数据传输用旋转变压器

5.6 单相异步电动机

5.7 无刷直流电动机

5.8 直流力矩电动机

5.9 直线电动机

本章小结

习题

第6章 机电传动系统中电动机的选择

6.1 电动机的发热与工作方式

6.2 电动机容量选择的基本知识

6.3 选择电动机容量的基本校验方法

本章小结

习题

第7章 低压电器及基本控制电路

7.1 电器的作用与分类

7.2 电磁机构及触点系统

7.2.1 电磁机构

7.2.2 触点系统

7.3 接触器

7.3.1 接触器的结构及工作原理

7.3.2 接触器的型号及主要技术数据

7.3.3 接触器的图形符号和文字符号

7.3.4 接触器的选择与使用

7.4 继电器

7.4.1 继电器的继电特性

7.4.2 电磁式继电器

7.4.3 时间继电器

7.4.4 热继电器

7.4.5 速度继电器

7.4.6 其他功能继电器

7.5 熔断器

7.5.1 熔断器的结构类型

7.5.2 熔断器的安秒特性

7.5.3 熔断器的技术数据

7.5.4 熔断器的选择

7.6 低压开关和低压断路器

7.6.1 低压开关

7.6.2 低压断路器

7.7 主令电器

7.7.1 按钮

7.7.2 万能转换开关

7.7.3 凸轮控制器与主令控制器

7.7.4 行程开关

7.8 基本控制电路

7.8.1 三相异步电动机的正反转控制电路

7.8.2 三相笼型异步电动机的起动控制电路

7.8.3 三相绕线转子异步电动机的起动控制电路

7.8.4 三相异步电动机的制动控制电路

7.8.5 电气控制系统的保护环节

7.9 常用机床电气控制电路

7.9.1 识读电气控制电路原理图的方法

7.9.2 Z3040型摇臂钻床的电气控制电路

本章小结

习题

第8章 可编程序控制器

8.1 PLC的发展

8.1.1 PLC的产生和定义

8.1.2 PLC的分类

8.2 PLC的基本组成和工作原理

8.2.1 PLC的硬件结构

8.2.2 PLC的工作原理

8.2.3 PLC的软件系统

8.3 三菱PLC的编程元件

8.3.1 输入继电器X与输出继电器Y

8.3.2 辅助继电器M

8.3.3 状态继电器S

8.3.4 定时器T

8.3.5 计数器C

8.3.6 数据寄存器D

8.3.7 指针P/I

8.4 三菱PLC的基本指令

8.4.1 输入/输出指令和结束指令LD/LDI/OUT/END

8.4.2 触点串联指令和触点并联指令AND/ANI/OR/ORI

8.4.3 电路块并联指令和串联指令ORB/ANB

8.4.4 栈操作指令MPS/MRD/MPP

8.4.5 主控指令和主控复位指令MC/MCR

8.4.6 脉冲输出指令PLS/PLF

8.4.7 置位与复位指令SET/RST

8.4.8 脉冲沿应用指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF

8.4.9 取反指令和空操作指令INV/NOP

8.4.10 PLC的编程方法与步骤

8.5 步进顺序控制指令及编程

8.5.1 步进顺序控制指令

8.5.2 步进顺序控制指令使用说明

8.6 PLC控制编程实例

8.6.1 送料小车工作的PLC控制

8.6.2 剪板机动作的PLC控制

8.6.3 液体混合装置的PLC控制

本章小结

习题

第9章 电力电子技术

9.1 电力半导体器件

9.1.1 晶闸管

9.1.2 其他电力半导体器件

9.2 电力半导体器件的驱动电路

9.2.1 半控型电力半导体器件的驱动电路

9.2.2 全控型电力半导体器件的驱动电路

9.3 晶闸管调压电路

9.3.1 直流斩波电路

9.3.2 交流调压电路

9.4 逆变电路

9.4.1 有源逆变电路

9.4.2 无源逆变电路

9.5 脉宽调制控制

9.5.1 SPWM控制的基本原理

9.5.2 三相桥式SPWM逆变电路

9.5.3 SPWM逆变电路的控制方式

本章小结

习题

第10章 直流调速系统

10.1 直流调速系统的性能指标

10.2 有静差调速系统

10.2.1 闭环调速系统的组成及其静特性

10.2.2 闭环控制系统的优势

10.2.3 闭环调速系统的特征

10.2.4 比例调节器突加负载的动态过程

10.2.5 电流截止负反馈

10.3 无静差调速系统

10.3.1 积分调节器

10.3.2 比例积分调节器

10.3.3 无静差直流调速系统

10.4 转速电流双闭环直流调速系统

10.4.1 双闭环直流调速系统的组成

10.4.2 双闭环直流调速系统的静特性和稳态参数计算

10.4.3 双闭环直流调速系统的动态分析

10.5 脉宽调制直流调速系统

10.5.1 脉宽调制变换器

10.5.2 脉宽调制直流调速系统的控制电路

10.5.3 脉宽调制直流调速系统的特殊问题

10.6 数字控制直流调速系统

10.6.1 数字控制双闭环直流调速系统的硬件结构

10.6.2 数字比例积分调节器

10.6.3 产品化的数字直流调速装置简介

本章小结

习题

第11章 交流调速系统

11.1 异步电动机闭环变压调速系统

11.1.1 闭环变压调速系统的组成

11.1.2 闭环变压调速系统的静特性

11.2 异步电动机变压变频调速的原理

11.2.1 变压变频调速的基本控制方式

11.2.2 电力电子变压变频器的主要类型

11.2.3 电压源型和电流源型逆变器

11.2.4 180°导通型和120°导通型逆变器

11.3 异步电动机变压变频调速系统

11.3.1 转速开环拟恒压频比控制的变频调速系统

11.3.2 转速闭环拟转差频率控制的变频调速系统

11.3.3 基于动态模型的变压变频调速系统

本章小结

习题

参考文献

《普通高等工科教育机电类规划教材：机电传动与运动控制》是针对工程应用型院校教学改革和就业的需要，对现有的课程进行有机整合编写而成的。主要内容有机电传动系统的动力学基础，直流电动机的工作原理及拖动，机电传动系统的过渡过程，交流电动机的工作原理及拖动，控制电机及其他用途电动机，机电传动系统中电动机的选择，低压电器及基本控制电路，可编程序控制器，电力电子技术，直流调速系统，交流调速系统。《普通高等工科教育机电类规划教材：机电传动与运动控制》的编写采取实用的方式，内容以必需、够用为度，减少了原有课程教学中内容重复的部分。《普通高等工科教育机电类规划教材：机电传动与运动控制》的特点是，讲述透彻，深入浅出，通俗易懂，便于教学。
　　《普通高等工科教育机电类规划教材：机电传动与运动控制》可作为高等院校的数控应用技术、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、机电一体化等专业相关课程的教材，也可作为电工技师和职工岗位培训教材，或供有关工程技术人员参考使用。

《普通高等工科教育机电类规划教材：机电传动与运动控制》附免费电子课件。