機電傳動與控制技術

前言

　　為適應高等職業(yè)技術教育需要，以培養(yǎng)高等技術應用性專門人才為目標，將機械技術與電子技術有機地結合，用電子技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進國民經(jīng)濟的發(fā)展，這就需要一批機電一體化的復合型人才。為使機電一體化專業(yè)及非電子類專業(yè)學生盡快掌握電方面的綜合知識，我們編寫了這本《機電傳動與控制技術》。本書是從機電一體化技術需要出發(fā)，集電機、電機拖動、檢測技術、自動控制原理、電氣控制技術與PLC于一體。通過本課程的學習，使學生能掌握電機、電器、拖動控制等必備的基礎理論，掌握常用的開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理、特點及應用場所，具備一定的分析及處理機電傳動與控制系統(tǒng)的實際能力，并了解最新控制技術在機械設備中的應用?！　「鶕?jù)編者多年的實踐和教學經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)由于課時的限制，機電一體化等相關類專業(yè)學生開設的電專業(yè)課程較少，而且不系統(tǒng)。本書根據(jù)機械電子工程專業(yè)的需要獨自建立了內容比較全面的體系，以培養(yǎng)高等技術應用性專門人才為目標，在編寫中注重內容和體系的改革，針對機電類專業(yè)對職業(yè)技術人員的知識和能力要求，經(jīng)過對課程改革方案的認真討論和研究，最終確定以機電裝置原動機驅動系統(tǒng)為主線，著重于機電結合、機電控制，把“電機與電機拖動”、“傳感器檢測技術”、“自動控制原理”、“可編程控制器應用”、“機電控制系統(tǒng)”等多門課程的內容用一種新的體系組織起來，在講述了機電測量與控制所需要的最基本、最適用的電學知識的基礎上，力圖以掌握基本概念、強化實際應用為重點，使學生在規(guī)定的學時內掌握機電測量與傳動控制等所需要的最基本、最適用的電學知識，以培養(yǎng)學生專業(yè)實踐適應能力和應變能力?！　”緯奶攸c是：本著專業(yè)技術課程切合工程應用的教學原則，層次清晰地構建了電氣控制技術從常規(guī)測量控制到可編程控制器控制的完整體系，并把涉及電方面的專業(yè)知識用一種新的體系組織起來；注重理論聯(lián)系實際，突出現(xiàn)代電氣測量控制的新技術和新產(chǎn)品；各章均有豐富的設計實例和習題，有利于學生掌握現(xiàn)代機電控制原理和工程設計方法。

內容概要

本書共分7章。第1章：緒論，介紹機電測量與控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史、基本含義、有關概念和基本要求；第2章：機電控制系統(tǒng)中的驅動電機，集中介紹了常用電動機的結構、工作原理及運行特性；第3章：機電系統(tǒng)中的檢測技術，介紹了檢測技術的基礎知識以及位移、位置、壓力、速度、溫度等傳感器的原理和應用；第4章：自動控制基礎，簡述了自動控制的基本原理及控制系統(tǒng)的分析方法；第5章：常用低壓電器，介紹了常用的低壓電器元件的工作原理、技術指標、圖形和文字符號及用途；第6章：機電控制系統(tǒng)，介紹了常規(guī)電氣線路的基本控制原則和典型生產(chǎn)機械的常規(guī)電氣控制線路，并結合實例著重分析了直流傳動、交流傳動控制系統(tǒng)和步進電動機驅動系統(tǒng)；第7章：可編程控制器，介紹了可編程控制器工作原理、西門子S7—200系列可編程控制器程序常用指令及PLC控制系統(tǒng)的設計方法。    本教材可作為高等工科院校機械電子工程以及相關類專業(yè)的現(xiàn)代測量控制技術教材，也可作為高職高專教育、成人教育的電氣控制與可編程控制器相關課程教材，還可以供機電行業(yè)的工程技術人員用作參考書或培訓教材。

書籍目錄

1  緒論  1.1  機電傳動與控制系統(tǒng)的發(fā)展概況  1.2  控制系統(tǒng)的基本概念  1.3 本課程的性質與任務2  機電傳動系統(tǒng)的驅動電動機  2.1  直流電動機  2.2  交流異步電動機  2.3  伺服電動機  2.4  步進電動機  思考題與習題3  機電系統(tǒng)的檢測技術  3.1  傳感器的基礎知識  3.2  位移與物位的檢測  3.3  速度的檢測  3.4  壓力的檢測  3.5  溫度的檢測  思考題與習題4  自動控制基礎  4.1  概述  4.2  自動控制系統(tǒng)性能及評價  4.3  控制系統(tǒng)的數(shù)學模型  4.4  控制系統(tǒng)的時域分析  思考題與習題5  常用低壓電器  5.1  主電路中常用的低壓電器  5.2  控制電路中常用的電器元件  思考題與習題6  機電傳動控制系統(tǒng)  6.1  繼電器-接觸器控制系統(tǒng)  6.2  直流電動機控制系統(tǒng)  6.3  交流電動機控制系統(tǒng)  6.4  步進電動機控制系統(tǒng)  思考題與習題7  可編程控制器  7.1  可編程控制器概述  7.2  可編程控制器的結構和工作原理  7.3  S7系列可編程控制器  7.4  S7系列PLC的指令系統(tǒng)  7.5  可編程控制器控制系統(tǒng)設計及應用思考題與習題參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1．1機電傳動與控制系統(tǒng)的發(fā)展概況　　原始的機械設備由工作機構、傳動機構和原動機組成，控制方式由工作機構和傳動機構的機械配合實現(xiàn)。隨著以電氣元件為主的自動控制系統(tǒng)的應用，設備的性能不斷提高，使工作機構、傳動機構的結構大為簡化。主要由繼電器、接觸器、按鈕、開關等元件組成的機械設備的電氣控制系統(tǒng)稱為繼電器接觸器控制系統(tǒng)。其主要控制對象是三相交流異步電動機，對電動機的啟動、制動、反轉、調速和降壓等進行控制。這種控制所用的電器一般不是“接通”就是“斷開”，控制是斷續(xù)的。所以，從控制性質上看，這種繼電器一接觸器控制屬于斷續(xù)控制或開關控制。因其簡單、易掌握、價格低、易維修，許多通用機械設備至今仍采用這種控制系統(tǒng)。但是，它也存在功耗大、體積大、控制方式完全固定和不靈活的缺點。　　開關控制不能滿足對調速性能要求較高的生產(chǎn)機械，因此出現(xiàn)了直流發(fā)電機一電動機調速系統(tǒng)。直流電動機具有啟動轉矩大、容易進行無級調速的特點。但它需要直流電源，直流電源是由一臺交流電動機拖動一臺直流發(fā)電機提供的。這種直流發(fā)電機一電動機調速系統(tǒng)中的電壓和電流可以連續(xù)變化，屬于連續(xù)控制。目前龍門刨床、軋鋼機和造紙機等仍在應用這種控制方式。但是，這種方式存在所用電機數(shù)量多、占地面積大、噪聲大和效率低等缺點。20世紀60年代后出現(xiàn)了晶閘管電動機自動調速系統(tǒng)，這種系統(tǒng)中的直流電源由晶閘管組成的可控整流電路提供，具有體積小、重量輕、效率高和控制靈敏等優(yōu)點，所以得到了普遍應用?！　?0世紀80年代以后，由于半導體技術的應用與發(fā)展，使得交流電動機調速系統(tǒng)有了突破性進展。交流調速有許多優(yōu)點，單機容量和轉速可大大高于直流電動機，交流電動機無電刷與換向器，易于維護，可靠性高，能用于帶有腐蝕性、易爆性、含塵氣體等特殊環(huán)境中。與直流電動機相比，交流電動機還具有體積小、重量輕、制造簡單、堅固耐用等優(yōu)點。

圖書封面

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