自動控制元件

前言

本書從基本結構、工作原理、運行特性以及典型應用四個方面介紹了自動控制系統(tǒng)中各種典型的控制元件。全書共分12章，包括磁路計算、直流電磁鐵、直流測速發(fā)電機、直流伺服電動機、旋轉變壓器、自整角機、交流伺服電動機及交流測速發(fā)電機、同步電動機、無刷直流電動機、步進電動機、直線電動機以及常用傳感器等。在內容編排上主要是以基本的電磁關系為主線，既考慮不同元件的共性，又注重分析它們的特殊性?？紤]到自動控制及自動化等專業(yè)的先行課是“電路”而不是“電工技術”，因此，本書選編了基本磁路的計算以及直流電磁鐵等章節(jié)。同時，本書也對自動控制系統(tǒng)中常用的傳感器進行了詳盡地介紹，使教材的內容更加全面和更加實用。本書可以作為自動控制、自動化以及空間工程等專業(yè)的本科教材使用，也適合其他相關專業(yè)的教學用書或參考書。本書由劉陵順負責統(tǒng)籌和規(guī)劃，并完成了緒論和第8、10、11章的編寫。第1、2章由李建海編寫，第3、4章由王冬梅編寫，第5、6章由王晶編寫，第7章由王防編寫，第9、12章由張凱編寫，全文由李巖主審。在編寫過程中，姜忠山、魯芳、姜靜等同志提出了寶貴的修改意見，在此表示衷心的感謝。有關課件可以通過電子郵箱Email：LingShunLiu@sohu.com索取。本書的編寫得到了海軍航空工程學院控制工程系領導和訓練部教務處領導的支持和幫助，在此表示感謝！在本書的編寫過程中，參閱了一些國內優(yōu)秀的教材和文獻，并引用了一些參考文獻中的有關內容，在此表示誠摯的謝意！如有遺漏，深表歉意并敬請諒解！由于本書作者水平有限以及編寫經(jīng)驗不足，書中不妥和錯誤之處，懇請廣大讀者批評指正。

內容概要

　　《自動控制元件》主要闡述了自動控制系統(tǒng)中常用的控制元件的結構特點、工作原理、工作特性及其典型應用等。其中包括直流電磁鐵、直流測速發(fā)電機、直流伺服電動機、旋轉變壓器、自整角機、交流伺服電動機、交流測速發(fā)電機、同步電動機、無刷直流電動機、步進電動機、直線電動機以及常用傳感器等內容?！　　蹲詣涌刂圃房勺鳛樽詣涌刂?、自動化及空間工程等專業(yè)的教材，也可作為其他相關專業(yè)的教學用書或參考用書。

書籍目錄

緒論.1第1章 磁路基本知識1.1 磁場的基本物理量1.2 磁性材料的特性1.3 磁路及其基本定律1.3.1 磁路基本定律1.3.2 磁路的計算小結思考題與習題第2章 直流磁系統(tǒng)及其應用2.1 直流電磁鐵2.1.1 概述2.1.2 分類和工作原理2.2 極化繼電器的結構與原理2.2.1 電磁式繼電器2.2.2 極化繼電器的工作原理2.2.3 極化繼電器的結構2.3 極化繼電器的分析方法2.3.1 差動式磁路系統(tǒng)2.3.2 橋式磁路系統(tǒng)2.3.3 一組工作氣隙的銜鐵工作吸力2.4 接觸器小結思考題與習題第3章 直流測速發(fā)電機3.1 概述3.2 直流發(fā)電機的工作原理和主要結構3.2.1 直流發(fā)電機的工作原理3.2.2 直流電機的主要結構3.2.3 直流電機的電樞感應電動勢3.3 直流測速發(fā)電機3.3.1 直流測速發(fā)電機的形式3.3.2 輸出特性3.3.3 直流測速發(fā)電機的誤差及減小誤差的方法3.4 直流測速發(fā)電機的應用3.4.1 直流測速發(fā)電機的性能指標3.4.2 直流測速發(fā)電機的應用小結思考題與習題第4章 直流伺服電動機4.1 概述4.2 直流電動機的基本原理4.2.1 直流電動機的基本工作原理4.2.2 電磁轉矩和電樞電動勢4.2.3 直流電動機的基本關系式4.2.4 直流電動機的使用4.3 直流伺服電動機的控制及運行特性4.3.1 結構和分類4.3.2 控制方法4.3.3 靜態(tài)特性4.3.4 動態(tài)特性4.4 直流力矩電動機4.4.1 結構特點4.4.2 直流力矩電動機轉矩大.轉速低的原因4.4.3 直流力矩電動機性能特點4.5 低慣量直流伺服電動機4.5.1 空心杯形電樞直流伺服電動機4.5.2 盤式電樞直流伺服電動機4.5.3 無槽直流伺服電動機4.6 直流伺服電動機的應用小結思考題與習題第5章 旋轉變壓器5.1 變壓器的工作原理5.1.1 變壓器的結構5.1.2 變壓器的運行5.1.3 變壓器的額定值5.2 正.余弦旋轉變壓器5.2.1 正.余弦旋轉變壓器的結構特點5.2.2 正.余弦旋轉變壓器的工作原理5.2.3 輸出特性的補償5.3 線性旋轉變壓器5.4 旋轉變壓器的應用5.4.1 比例旋轉變壓器5.4.2 旋轉變壓器作為解算元件小結思考題與習題第6章 自整角機6.1 自整角機的類型和結構6.1.1 自整角機的分類6.1.2 自整角機的結構6.2 控制式自整角機的工作原理6.2.1 控制自整角機的工作原理6.2.2 控制自整角機的比電壓6.3 力矩式自整角機的工作原理6.3.1 力矩式自整角機的工作原理6.3.2 力矩式自整角機的失調角和協(xié)調位置6.4 差動式自整角機6.4.1 差動式自整角機的結構6.4.2 差動式自整角機的運行原理6.5 自整角機的應用6.5.1 作為位置指示器6.5.2 艦艇上火炮的自動瞄準小結思考題與習題第7章 兩相交流電機7.1 兩相伺服電動機的結構和工作原理7.1.1 概述7.1.2 兩相伺服電動機的結構特點7.1.3 兩相伺服電動機的工作原理7.2 兩相繞組的旋轉磁場7.2.1 圓形旋轉磁場的產(chǎn)生7.2.2 旋轉磁場的轉向和轉速7.3 圓形旋轉磁場作用下的運行分析7.3.1 轉速和轉差率7.3.2 磁動勢平衡方程7.3.3 電壓平衡方程7.3.4 產(chǎn)生圓形旋轉磁場時的定子繞組電壓7.3.5 兩相伺服電動機的電磁功率和電磁轉矩7.3.6 兩相伺服電動機的機械特性7.4 橢圓形旋轉磁場作用下的運行分析7.4.1 橢圓形旋轉磁場的形成7.4.2 橢圓形旋轉磁場的分解7.4.3 橢圓形旋轉磁場作用下的機械特性7.5 兩相伺服電動機的控制方法及特性7.5.1 幅值控制7.5.2 相位控制7.2.3 幅相控制7.6 兩相伺服電動機的應用7.6.1 主要性能指標7.6.2 兩相伺服電動機的應用范圍7.7 交流異步測速發(fā)電機7.7.1 基本結構與工作原理7.7.2 主要誤差分析小結思考題與習題第8章 微型同步電動機8.1 概論8.2 永磁式同步電動機8.3 反應式同步電動機8.3.1 反應式同步電動機結構特點8.3.2 反應式微型同步電動機的工作原理8.4 磁滯式同步電動機8.5 微型同步電動機的特點與應用小結思考題與習題第9章 無刷直流電動機9.1 概述9.2 無刷直流電動機的基本組成及工作原理9.2.1 基本組成9.2.2 工作原理9.3 無刷直流電動機的運行特性9.3.1 基本方程9.3.2 工作特性9.4 無刷直流電動機的電樞反應9.5 無刷直流電動機的正反轉9.6 無刷直流電動機的應用9.6.1 飛控系統(tǒng)9.6.2 電動環(huán)境控制系統(tǒng)9.6.3 電剎車系統(tǒng)9.6.4 燃油系統(tǒng)小結思考題與習題第10章 步進電動機10.1 概述10.2 反應式步進電動機的結構及工作原理10.2.1 反應式步進電動機的結構10.2.2 反應式步進電動機的工作原理10.2.3 反應式步進電動機的步距角10.3 反應式步進電動機的靜態(tài)特性10.4 反應式步進電動機的動態(tài)特性10.4.1 單步運行狀態(tài)10.4.2 步進電動機的連續(xù)運行狀態(tài)10.5 步進電動機的驅動電源10.6 步進電動機的應用10.6.1 步進電動機的主要技術數(shù)據(jù)10.6.2 使用步進電動機應注意的幾個問題10.6.3 步進電動機的應用10.7 開關磁阻電動機10.7.1 開關磁阻電動機的工作原理10.7.2 開關磁阻電動機的電感特性10.7.3 基本方程式小結思考題與習題第11章 直線電動機11.1 概述11.2 直線感應電動機11.2.1 直線感應電動機的基本結構11.2.2 直線感應電動機的基本工作原理11.3 直線直流電動機11.3.1 永磁式直線直流電動機11.3.2 電磁式直線直流電動機11.4 直線同步電動機11.5 直線步進電動機11.6 直線電動機應用舉例11.6.1 高速列車11.6.2 電磁炮11.6.3 高速切削與精密加工小結思考題與習題第12章 傳感器12.1 傳感器概論12.1.1 傳感器定義12.1.2 傳感器的分類12.1.3 傳感器技術的現(xiàn)狀與發(fā)展12.2 霍耳傳感器12.2.1 霍耳元件12.2.2 集成霍耳器件12.2.3 霍耳傳感器的應用實例12.3 加速度計12.3.1 概述12.3.2 加速度計的基本模型12.3.3 主要類型12.3.4 典型加速度計12.4 陀螺儀12.4.1 概述12.4.2 陀螺儀基本結構.工作原理和特性12.4.3 分類12.4.4 典型陀螺儀的結構和工作原理12.4.5 陀螺儀的主要技術要求12.5 數(shù)字型傳感器12.5.1 絕對編碼型數(shù)字傳感器12.5.2 計數(shù)型數(shù)字傳感器12.5.3 絕對編碼器型角位移數(shù)字傳感器12.5.4 增量編碼器型角位移數(shù)字傳感器12.6 智能傳感器12.6.1 智能傳感器的功能12.6.2 智能傳感器的特點12.6.3 智能式傳感器的構成12.6.4 智能傳感器的集成化小結思考題與習題參考文獻...2

章節(jié)摘錄

插圖：第3章 直流測速發(fā)電機3.1 概述直流測速發(fā)電機是一種檢測機械轉速的直流旋轉電磁裝置，把輸入的機械轉速變換成直流電壓信號輸出，其工作原理與普通直流發(fā)電機相同，在自動控制系統(tǒng)和計算裝置中通常作為測速元件、校正元件、解算元件和角加速度信號元件等使用。自動控制系統(tǒng)對測速發(fā)電機的要求是精度高、靈敏度高和可靠性好等，通常包括如下幾個方面：①輸出電壓與轉速要保持良好的正比關系；②正反轉時輸出電壓應該對稱；③輸出電壓的脈動要小，即輸出電壓要保持穩(wěn)定，紋波??；④溫度變化對輸出特性的影響要??；⑤輸出特性的斜率要大，即轉速變化所引起的輸出電壓的變化要大，保證測速發(fā)電機的輸出電壓對轉速的變化反應靈敏；⑥發(fā)電機的轉動慣量要小，摩擦轉矩要小，以保證反應迅速。直流測速發(fā)電機雖然存在著機械換向引起的火花和無線電干擾問題，但它具有輸出特性斜率大、溫度容易補償、沒有相位誤差和輸出電壓信號不受負載性質的影響等優(yōu)點，因而在實際工作中得到廣泛的應用。

編輯推薦

《自動控制元件》從基本結構、工作原理、運行特性以及典型應用四個方面介紹了自動控制系統(tǒng)中各種典型的控制元件。在內容編排上主要是以基本的電磁關系為主線，既考慮不同元件的共性，又注重分析它們的特殊性?？紤]到自動控制及自動化等專業(yè)的先行課是“電路”而不是“電工技術”，因此，《自動控制元件》選編了基本磁路的計算以及直流電磁鐵等章節(jié)。同時，《自動控制元件》也對自動控制系統(tǒng)中常用的傳感器進行了詳盡地介紹，使教材的內容更加全面和更加實用。

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