電機(jī)拖動與控制

前言

　　我國的高等職業(yè)教育目前進(jìn)入了新的發(fā)展時期，各高職高專院校將培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線需要的應(yīng)用型高級技術(shù)人才作為辦校的根本目標(biāo)，因此，編寫適用于職業(yè)教育特點(diǎn)，突出科學(xué)性、實(shí)用性、綜合性的高職教材已成為一項(xiàng)極具重要意義的工作?！　】茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，隨著現(xiàn)代化的進(jìn)程，電機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，掌握電機(jī)技術(shù)已是電氣工程技術(shù)人員一項(xiàng)必不可少的本領(lǐng)。根據(jù)21世紀(jì)高職院校人才培養(yǎng)方案及課程教學(xué)的要求，結(jié)合現(xiàn)代電機(jī)及拖動控制技術(shù)發(fā)展的最新趨勢，作者總結(jié)多年的教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)用角度出發(fā)，編寫了這本獨(dú)具特色的教材。本書力求內(nèi)容新穎，敘述簡練，靈活應(yīng)用。全書參考學(xué)時84學(xué)時，調(diào)整部分章節(jié)內(nèi)容也可適用于42～64學(xué)時。具體安排可參考下表：　　章節(jié) 課程 容　　 學(xué)時數(shù) 講授 實(shí)訓(xùn)　　緒論 電機(jī)及電力拖動的作用　　第1章 直流電機(jī)　　第2章 變壓器　　第3章 異步電機(jī)　　第4章 微特電機(jī)　　第5章 異步電動機(jī)電力拖動　　第6章 電動機(jī)的變頻控制　　第7章 電力拖動控制系統(tǒng)　　第8章 電動機(jī)的運(yùn)行維修　　總計(jì)　　本書在編寫過程中，力求做到以培養(yǎng)能力為主線。在保證基本概念、基本原理和基本分析方法的基礎(chǔ)上，力求避免煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。在教材的編排方面，力求遵循以下原則?！　?．注重教材內(nèi)容的實(shí)用性。本書內(nèi)容的編排是根據(jù)機(jī)電設(shè)備應(yīng)用的需要和發(fā)展現(xiàn)狀而確定的，適應(yīng)培養(yǎng)企業(yè)實(shí)用性人才的需要。本書從實(shí)用性出發(fā)，確定了以了解實(shí)際電機(jī)與拖動控制為目的，盡量保證電機(jī)與拖動控制技術(shù)的內(nèi)容精煉、易懂，為讀者學(xué)好本課程奠定了基礎(chǔ)?！　?．注重教材內(nèi)容的理論聯(lián)系實(shí)際。本書突出了應(yīng)用基礎(chǔ)理論解決實(shí)際問題的訓(xùn)練，通過對典型設(shè)備故障的診斷和維修實(shí)例進(jìn)行分析，使課程學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)際有機(jī)地結(jié)合起來。如本書的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)維修內(nèi)容，不僅體現(xiàn)了機(jī)電系統(tǒng)故障診斷與維修的特點(diǎn)和機(jī)電結(jié)合的故障診斷與維修技術(shù)的綜合性和先進(jìn)性，而且還詳細(xì)介紹了故障分析和排除的方法，對設(shè)備維修人員有較大的參考價值?！　?．注重教材內(nèi)容的先進(jìn)性。本書編入了電機(jī)與拖動控制技術(shù)領(lǐng)域中的一些新理論、新技術(shù)和新工藝，為在生產(chǎn)中應(yīng)用這些先進(jìn)技術(shù)提供了參考。　　4．注重教材內(nèi)容的可用性，本書力求通俗易懂，詳略得當(dāng)，力圖培養(yǎng)學(xué)生對電機(jī)與拖動控制技術(shù)能用、會用、會修的實(shí)際動手能力。　　本書由王曉敏任主編、熊利軍、梁嵩任副主編，第1章由武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院熊利軍老師編寫，第2章由三峽電力職業(yè)學(xué)院何朝陽老師編寫，第3章由武漢工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院梁嵩老師編寫，第4章由三峽電力職業(yè)學(xué)院陳經(jīng)文老師編寫，第5章由三峽電力職業(yè)學(xué)院李斌貴老師編寫，第6章由三峽電力職業(yè)學(xué)院葉林勇老師編寫，緒論和第7、8章由三峽電力職業(yè)學(xué)院王曉敏老師編寫，全書由王曉敏老師統(tǒng)稿?！　≡诒緯帉戇^程中，得到許多同志的支持和幫助；編寫中還參考了一些電機(jī)、電器、拖動控制等文獻(xiàn)材料，在此一并表示誠摯的謝意?！　∮捎谧髡叩乃接邢?，時間倉促，書中錯誤、不妥及疏漏之處在所難免，懇切希望專家學(xué)者和讀者不吝指教為盼?！　【幷摺　?011年4月

內(nèi)容概要

　　本書為適應(yīng)高職高專機(jī)電類專業(yè)教學(xué)改革實(shí)際需要而編寫，教材中共包含電機(jī)原理和電力拖動兩部分，主要內(nèi)容有直流電機(jī)、變壓器、交流電機(jī)、微特電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及理論，電動機(jī)的電力拖動、電動機(jī)的變頻控制、常用低壓電器及基本控制電路、電動機(jī)的運(yùn)行維修。本書共分8章，為了適應(yīng)工學(xué)結(jié)合、項(xiàng)目驅(qū)動的教學(xué)改革原則，各章均有電機(jī)拖動與控制的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。每章前后均附有學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)要求提示及小結(jié)習(xí)題。
　　本書深度適宜，實(shí)用性強(qiáng)，層次分明，條理清晰，結(jié)構(gòu)合理，重點(diǎn)突出，概念闡述清楚、準(zhǔn)確，內(nèi)容深入淺出，通俗易懂?？勺鳛楦叩嚷殬I(yè)學(xué)院、高等?？茖W(xué)校、成人高校及民辦高校機(jī)電一體化、應(yīng)用電子技術(shù)、自動控制、儀器儀表測量、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)械制造、數(shù)控加工和模具技術(shù)等專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn)教材或相關(guān)工程技術(shù)人員的技術(shù)參考及學(xué)習(xí)用書。

書籍目錄

緒論
　0.1 電機(jī)及電力拖動的作用
　0.1.1 電機(jī)的主要用途及分類
　0.1.2 電力拖動的作用及組成
　0.2 電機(jī)的基本電磁定律
　0.2.1 電路定律
　0.2.2 磁路定律
　0.2.3 電磁感應(yīng)定律
　0.2.4 電磁力定律
　0.2.5 能量轉(zhuǎn)換規(guī)律
　0.3 電機(jī)鐵磁材料的特性
　0.3.1 磁導(dǎo)率及磁場強(qiáng)度
　0.3.2 磁化曲線
　0.3.3 磁滯回線
　0.3.4 磁滯損耗與渦流損耗
　0.4 本課程的任務(wù)和特點(diǎn)
第1章 直流電機(jī)
　1.1 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理
　1.1.1 直流發(fā)電機(jī)的工作原理
　1.1.2 直流電動機(jī)的工作原理
　1.1.3 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
　1.2 直流電機(jī)的銘牌和繞組
　1.2.1 型號
　1.2.2 額定值
　1.2.3 直流電機(jī)的電樞繞組
　1.2.4 單疊繞組
　1.2.5 單波繞組
　1.2.6 各種繞組的應(yīng)用范圍
　1.3 直流電機(jī)的基本特性
　1.3.1 直流電機(jī)的磁場和電樞反應(yīng)
　1.3.2 直流電機(jī)的電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩
　1.3.3 直流電機(jī)的換向
　1.3.4 直流發(fā)電機(jī)的基本特性
　1.3.5 直流電動機(jī)的基本特性
　1.4 直流電動機(jī)的電力拖動
　1.4.1 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性
　1.4.2 直流電動機(jī)的工作特性
　1.4.3 直流電動機(jī)的啟動
　1.4.4 直流電動機(jī)的制動
　1.4.5 直流電動機(jī)的調(diào)速
　1.5 直流電動機(jī)的故障分析及維護(hù)
　1.5.1 直流電動機(jī)運(yùn)行時的換向故障
　1.5.2 直流電動機(jī)運(yùn)行時的性能異常及維護(hù)
　1.6 直流電動機(jī)的拖動實(shí)驗(yàn)
　1.6.1 直流電動機(jī)的啟動和調(diào)速
　1.6.2 直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn)與制動
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)
第2章 變壓器
　2.1 變壓器結(jié)構(gòu)及工作原理
　2.1.1 變壓器的基本工作原理
　2.1.2 變壓器的分類
　2.1.3 變壓器的結(jié)構(gòu)
　2.1.4 變壓器的額定值
　2.2 單相變壓器
　2.2.1 變壓器的空載運(yùn)行
　2.2.2 變壓器的負(fù)載運(yùn)行
　2.2.3 變壓器參數(shù)的測定
　2.3 三相變壓器
　2.3.1 三相變壓器的磁路系統(tǒng)
　2.3.2 三相變壓器繞組的連接
　2.4 特殊變壓器
　2.4.1 自耦變壓器
　2.4.2 互感器
　2.5 變壓器的維護(hù)及故障分析
　2.5.1 變壓器的維護(hù)
　2.5.2 變壓器常見故障分析
　2.6 變壓器的測試與實(shí)驗(yàn)
　2.6.1 實(shí)驗(yàn)說明
　2.6.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />　2.6.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明
　2.6.4 實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟
　2.6.5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
　2.6.6 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
　2.6.7 思考
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)
第3章 異步電機(jī)
　3.1 三相交流繞組
　3.1.1 三相交流繞組的基本知識
　3.1.2 三相交流繞組的平面展開圖
　3.1.3 交流繞組的電動勢
　3.1.4 三相交流繞組的旋轉(zhuǎn)磁場
　3.2 三相異步電動機(jī)
　3.2.1 三相異步電動機(jī)的工作原理
　3.2.2 三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
　3.2.3 三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)
　3.2.4 三相異步電動機(jī)的主要系列簡介
　3.3 三相異步電動機(jī)的運(yùn)行
　3.3.1 三相異步電動機(jī)的空載運(yùn)行
　3.3.2 三相異步電動機(jī)的負(fù)載運(yùn)行
　3.3.3 三相異步電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩
　3.4 三相異步電動機(jī)的工作特性
　3.4.1 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性
　3.4.2 三相異步電動機(jī)工作特性和參數(shù)
　3.5 單相異步電動機(jī)
　3.5.1 單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)
　3.5.2 單相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性及工作原理
　3.5.3 單相異步電動機(jī)的啟動方法
　3.5.4 單相異步電動機(jī)反轉(zhuǎn)控制方法
　3.5.5 單相異步電動機(jī)的調(diào)速
　3.6 三相異步電動機(jī)的安裝與運(yùn)行
　3.6.1 三相異步電動機(jī)的安裝
　3.6.2 三相異步電動機(jī)的運(yùn)行
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)
第4章 微特電機(jī)
　4.1 伺服電動機(jī)
　4.1.1 直流伺服電動機(jī)
　4.1.2 交流伺服電動機(jī)
　4.2 測速發(fā)電機(jī)
　4.2.1 直流測速發(fā)電機(jī)
　4.2.2 交流異步測速發(fā)電機(jī)
　4.3 步進(jìn)電動機(jī)
　4.3.1 反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的工作原理
　4.3.2 步進(jìn)電動機(jī)的三種工作方式
　4.3.3 步距角及轉(zhuǎn)子齒數(shù)
　4.3.4 步進(jìn)電動機(jī)應(yīng)用舉例
　4.4 自整角機(jī)
　4.4.1 控制式自整角機(jī)
　4.4.2 力矩式自整角機(jī)
　4.5 小功率同步電動機(jī)
　4.5.1 概述
　4.5.2 永磁式同步電動機(jī)
　4.5.3 反應(yīng)式同步電動機(jī)
　4.5.4 磁滯式同步電動機(jī)
　4.6 微特電動機(jī)應(yīng)用實(shí)例
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)
第5章 異步電動機(jī)電力拖動
　5.1 三相籠形異步電動機(jī)的啟動
　5.1.1 直接啟動
　5.1.2 籠形異步電動機(jī)的降壓啟動
　5.2 三相繞線式異步電動機(jī)的啟動
　5.2.1 轉(zhuǎn)子串接電阻器啟動
　5.2.2 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器啟動
　5.3 三相異步電動機(jī)的調(diào)速
　5.3.1 變極調(diào)速
　5.3.2 變頻調(diào)速
　5.3.3 改變定子電壓調(diào)速
　5.3.4 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速
　5.3.5 串級調(diào)速
　5.4 三相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)與制動
　5.4.1 三相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)
　5.4.2 三相異步電動機(jī)的制動
　5.5 三相異步電動機(jī)的拖動實(shí)訓(xùn)
　5.5.1 電動機(jī)Y-啟動控制線路
　5.5.2 三相異步電動機(jī)Y-啟動控制電路圖
　5.5.3 安裝與接線
　5.5.4 檢測與調(diào)試
　5.5.5 完成課題報(bào)告
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)
第6章 電動機(jī)的變頻控制
　6.1 變頻器概述
　6.1.1 變頻器應(yīng)用范圍
　6.1.2 變頻器的分類
　6.1.3 變頻器基本工作原理
　6.2 變頻器的組成與控制
　6.2.1 變頻器的組成
　6.2.2 變頻器的技術(shù)指標(biāo)
　6.3 變頻器的使用
　6.3.1 通用變頻器的基本參數(shù)
　6.3.2 通用變頻器的選擇
　6.3.3 變頻器的故障顯示功能
　6.3.4 變頻器的矢量控制
　6.3.5 三菱FR-E500系列變頻器的使用
　6.4 變頻器控制電動機(jī)的基本環(huán)節(jié)
　6.4.1 電動機(jī)的啟動/停止控制
　6.4.2 電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
　6.4.3 電動機(jī)的制動控制
　6.5 變頻器在生產(chǎn)中的應(yīng)用
　6.5.1 變頻調(diào)速電梯控制概述
　6.5.2 控制柜的主要控制功能
　6.5.3 電梯控制調(diào)速功能
　6.5.4 電梯運(yùn)行動作順序
　6.5.5 安裝調(diào)試
　6.5.6 電梯常見故障及處理
　6.6 變頻器的實(shí)訓(xùn)操作
　6.6.1 三菱FR-E500型變頻器的實(shí)操練習(xí)
　6.6.2 組合運(yùn)行操作
　6.6.3 多段速度運(yùn)行操作
　6.6.4 頻率跳變的設(shè)置
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)
第7章 電力拖動控制系統(tǒng)
　7.1 常用低壓電器
　7.1.1 低壓電器的基本知識
　7.1.2 開關(guān)電器
　7.1.3 熔斷器
　7.1.4 主令電器
　7.1.5 接觸器
　7.1.6 繼電器
　7.2 電氣控制系統(tǒng)圖
　7.2.1 電氣控制系統(tǒng)圖中的圖形符號和文字符號
　7.2.2 電氣控制系統(tǒng)圖分類
　7.2.3 電氣原理圖的閱讀分析方法
　7.3 三相異步電動機(jī)啟動控制電路
　7.3.1 籠形異步電動機(jī)全壓啟動控制電路
　7.3.2 三相籠形異步電動機(jī)減壓啟動控制電路
　7.3.3 三相繞線式異步電動機(jī)啟動控制電路
　7.4 三相異步電動機(jī)電氣制動控制電路
　7.4.1 反接制動控制電路
　7.4.2 能耗制動控制電路
　7.5 三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制電路
　7.5.1 改變磁極對數(shù)調(diào)速控制電路
　7.5.2 轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速
　7.6 電力拖動控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)
　7.6.1 雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
　7.6.2 雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路圖
　7.6.3 安裝與接線
　7.6.4 檢測與調(diào)試
　7.6.5 完成課題報(bào)告
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)
第8章 電動機(jī)的運(yùn)行維修
　8.1 異步電動機(jī)的運(yùn)行管理
　8.1.1 啟動前的準(zhǔn)備
　8.1.2 啟動時的注意事項(xiàng)
　8.1.3 運(yùn)行中的監(jiān)視
　8.2 異步電動機(jī)維修及故障排除
　8.2.1 電動機(jī)的定期維修
　8.2.2 常見故障及排除方法
　8.3 異步電動機(jī)啟動和制動控制實(shí)訓(xùn)
　8.3.1 實(shí)訓(xùn)目的
　8.3.2 實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器材
　8.3.3 實(shí)訓(xùn)電路
　8.3.4 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟
　8.3.5 實(shí)訓(xùn)說明
　8.3.6 實(shí)訓(xùn)報(bào)告
　8.4 異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制實(shí)訓(xùn)
　8.4.1 實(shí)訓(xùn)目的
　8.4.2 實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器材
　8.4.3 實(shí)訓(xùn)電路
　8.4.4 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和步驟
　8.4.5 實(shí)訓(xùn)說明
　8.4.6 實(shí)訓(xùn)報(bào)告
　8.5 生產(chǎn)機(jī)械的限位控制實(shí)訓(xùn)
　8.5.1 實(shí)訓(xùn)目的
　8.5.2 實(shí)訓(xùn)設(shè)備和器材見表8-3
　8.5.3 實(shí)訓(xùn)電路
　8.5.4 實(shí)訓(xùn)步驟
　8.5.5 實(shí)訓(xùn)說明
　8.5.6 實(shí)訓(xùn)報(bào)告
　本章小結(jié)
　思考與練習(xí)
參考文獻(xiàn)

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