機電控制技術(第二版)

《機電控制技術(第二版)》是科學出版社出版的圖書。

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出版信息

機電控制技術(第二版)
  • 書號:9787030668943作者:郁建平
  • 外文書名:
  • 裝幀:平裝開本:16
  • 頁數:371字數:600000語種:zh-Hans
  • 出版社:科學出版社出版時間:2021-06-01

內容簡介

本書以電機為核心,以控制為主線,將機電系統有機結合起來,全面系統地闡述機電系統的控制問題,研究和分析機電系統的特性、控制原理、控制系統設計方法。內容涵蓋機電系統傳動力學、電機的原理與特性、基本控制原理和技術。全書共10章,內容包括:機電控制技術概述、機電系統傳動力學、直流電機、交流電機、控制電機、電氣控制技術、可程式控制技術、直流調速系統、交流調速系統、位置控制系統。除了第1章介紹機電控制技術的基本情況以外,後9章內容可以概括為三大知識模組:第2~5章為機電傳動基礎,第6章、第7章為邏輯控制技術,第8~10章為運動控制技術。最後附有全書知識要點總結,便於讀者回顧複習,同時附有課程相關實驗。

目錄

第1章 緒論 1
1.1 機電控制相關理論和技術 1
1.1.1 機電系統工程的內涵 2
1.1.2 機電系統工程的基本內容 3
1.1.3 機電系統工程的發展 4
1.2 機電控制技術及其系統 5
1.2.1 機電控制技術的基本內容及其發展 5
1.2.2 機電控制系統的基本組成結構與工作原理 7
1.3 典型機電控制系統 8
1.3.1 數控工具機控制系統 8
1.3.2 機器人控制系統 9
1.3.3 現代交通運輸車輛(工具) 11
1.3.4 自動化製造系統(生產線) 12
1.4 機電控制技術課程的任務和目標 13
第2章 機電系統傳動力學 14
2.1 單軸機電傳動系統 14
2.1.1 單軸機電傳動系統的運動方程式 14
2.1.2 系統的運動狀態分析 15
2.1.3 系統運動方向 15
2.2 多軸機電傳動系統 16
2.2.1 負載為旋轉運動時的等效折算 16
2.2.2 負載為水平直線運動時的等效折算 18
2.2.3 負載為垂直運動時的等效折算 19
2.3 典型負載的機械特性 20
2.3.1 恆轉矩型機械特性 21
2.3.2 離心機型機械特性 22
2.3.3 恆功率型機械特性 22
2.4 機電傳動系統穩定運行的條件 22
2.5 機電傳動系統的過渡過程 23
2.5.1 機電傳動系統過渡過程分析 24
2.5.2 改善機電傳動系統過渡過程的方法 25
思考題與習題 26
第3章 直流電機 29
3.1 電機中的基本電磁知識 29
3.1.1 電磁基本定律 29
3.1.2 導磁材料及其特性 32
3.2 直流電機的工作原理和基本結構 33
3.2.1 直流電機的工作原理 33
3.2.2 直流電機的基本結構 37
3.2.3 直流電機的勵磁方式 39
3.2.4 直流電機的功率與損耗 40
3.3 直流發電機 41
3.3.1 他勵直流發電機 41
3.3.2 並勵直流發電機 42
3.3.3 復勵直流發電機 44
3.4 直流電動機 44
3.4.1 他勵和並勵直流電動機 44
3.4.2 串勵直流電動機 45
3.4.3 復勵直流電動機 46
3.5 他勵直流電動機的機械特性 46
3.5.1 他勵直流電動機的固有機械特性 47
3.5.2 他勵直流電動機的人為機械特性 48
3.6 他勵直流電動機的啟動 49
3.7 他勵直流電動機的調速 50
3.7.1 改變電樞迴路電阻的調速特性 51
3.7.2 改變電樞迴路電壓的調速特性 51
3.7.3 改變勵磁磁通的調速特性 52
3.8 他勵直流電動機的制動 54
3.8.1 能耗制動特性 55
3.8.2 反饋制動特性 56
3.8.3 反接制動特性 57
思考題與習題 60
第4章 交流電機 62
4.1 交流電機的基本工作原理 62
4.1.1 同步電機的基本工作原理 62
4.1.2 旋轉磁場的產生 63
4.1.3 旋轉磁場的性質 64
4.1.4 異步電動機的基本工作原理 66
4.1.5 異步電動機的轉差率 66
4.2 異步電動機的基本結構和參數 67
4.2.1 三相異步電動機的基本結構 67
4.2.2 三相異步電動機的基本參數 68
4.2.3 三相異步電動機定子繞組線端連線方式 69
4.3 三相異步電動機的定、轉子電路分析 70
4.3.1 三相異步電動機繞組感應電勢及氣隙磁勢 70
4.3.2 轉子繞組開路時的電磁關係 72
4.3.3 轉子不轉且轉子繞組短接時的電磁關係 75
4.3.4 轉子旋轉時的電磁關係 78
4.4 三相異步電動機的機械特性 82
4.4.1 三相異步電動機的功率 82
4.4.2 三相異步電動機的轉矩 83
4.4.3 三相異步電動機的固有機械特性 84
4.4.4 三相異步電動機的人為機械特性 87
4.5 三相異步電動機的啟動 88
4.5.1 直接啟動(全壓啟動) 89
4.5.2 定子串電阻或電抗器降壓啟動 89
4.5.3 星形-三角形降壓啟動 90
4.5.4 延邊三角形降壓啟動 90
4.5.5 繞線式異步電機轉子串入電阻啟動 91
4.6 三相異步電動機的制動 91
4.6.1 能耗制動特性 91
4.6.2 反饋制動特性 92
4.6.3 反接制動特性 92
4.7 單相異步電動機 93
4.7.1 單相異步電動機的磁場 94
4.7.2 單相異步電動機的分類 95
4.8 同步電動機 96
4.8.1 同步電動機的結構特點 96
4.8.2 同步電動機的特性 97
4.8.3 同步電動機的啟動 98
思考題與習題 99
第5章 控制電機 101
5.1 直流力矩電動機 101
5.1.1 直流力矩電動機基本結構 101
5.1.2 直流力矩電動機的基本特點 101
5.2 微型同步電動機 102
5.2.1 永磁式微型同步電動機 102
5.2.2 反應式微型同步電動機 103
5.2.3 磁滯式微型同步電動機 104
5.3 步進電動機 105
5.3.1 矩角特性及穩定平衡點 106
5.3.2 步進運行狀態 107
5.3.3 連續運行狀態 109
5.3.4 通電方式及電機轉速 110
5.4 無刷直流電機 112
5.4.1 無刷直流電機的結構及原理 112
5.4.2 無刷直流電機的特性和特點 113
5.5 測速發電機 114
思考題與習題 114
第6章 電氣控制技術 116
6.1 概述 116
6.1.1 電器的分類 116
6.1.2 低壓電器的電磁機構 117
6.1.3 低壓電器的執行部件 120
6.2 常用機械式低壓電器 122
6.2.1 主令電器 122
6.2.2 接觸器 125
6.2.3 保護電器 128
6.2.4 繼電器 132
6.3 電子式低壓電器和智慧型電器 135
6.3.1 接近開關 135
6.3.2 光電開關 136
6.3.3 電子時間繼電器 137
6.3.4 固態繼電器 137
6.3.5 智慧型電器 139
6.4 電氣控制電路設計規範 140
6.4.1 電氣工程製圖內容 140
6.4.2 電氣工程製圖圖形符號和文字元號 142
6.4.3 電氣原理圖 145
6.5 基本電氣控制電路 148
6.5.1 啟、保、停控制 148
6.5.2 正、反向控制 149
6.5.3 點動控制 150
6.5.4 順序控制 151
6.5.5 自動循環控制 152
6.5.6 鼠籠式異步電機星形-三角形降壓啟動控制 152
6.5.7 鼠籠式異步電機反接制動控制 153
6.5.8 鼠籠式異步電機能耗制動控制 154
思考題與習題 155
第7章 可程式控制技術 157
7.1 概述 157
7.1.1 可程式控制器的產生 157
7.1.2 可程式控制器(PLC)基本概念 158
7.1.3 可程式控制器的特點和分類 159
7.1.4 可程式控制器的發展 161
7.2 可程式控制器的基本結構和工作原理 163
7.2.1 可程式控制器的基本結構 163
7.2.2 可程式控制器的工作原理 169
7.3 PLC的程式語言 172
7.3.1 梯形圖 173
7.3.2 功能塊圖 174
7.3.3 順序功能圖 174
7.3.4 指令表 175
7.3.5 結構化文本 175
7.4 S7-200系列PLC的硬體系統及編程元件 176
7.4.1 S7-200系列PLC的硬體系統 176
7.4.2 S7-200系列PLC的編程元件 179
7.4.3 S7-200系列PLC的存儲器範圍及數據存取 182
7.5 S7-200系列PLC的基本指令 186
7.5.1 基本位邏輯指令 186
7.5.2 定時器指令 194
7.5.3 計數器指令 197
7.5.4 程式控制指令 199
7.5.5 PLC基本梯形圖程式邏輯 203
7.6 PLC的基本套用 204
7.6.1 PLC套用系統開發設計步驟 204
7.6.2 PLC套用系統設計實例 207
7.7 S7-200系列PLC的順序控制指令及套用 212
7.7.1 順序功能圖基本概念 212
7.7.2 S7-200系列PLC順序控制指令 214
7.7.3 順序功能圖的結構類型 216
思考題與習題 217
第8章 直流調速系統 219
8.1 概述 219
8.1.1 直流電機的調速方法 219
8.1.2 直流調速用可控直流電源 220
8.1.3 調速系統性能指標 223
8.2 晶閘管可控直流電源 227
8.2.1 晶閘管 227
8.2.2 單相半波可控整流電路 231
8.2.3 單相橋式全控整流電路 236
8.2.4 單相橋式半控整流電路 242
8.2.5 三相半波可控整流電路 246
8.2.6 三相橋式全控整流電路 254
8.2.7 晶閘管的觸發電路 257
8.3 晶閘管-電動機直流調速控制系統 258
8.3.1 開環直流調速系統存在的問題 258
8.3.2 轉速負反饋單閉環調速系統的組成及靜特性 259
8.3.3 單閉環調速系統的動態分析 264
8.3.4 單閉環無靜差直流調速系統 273
8.3.5 單閉環調速系統的限流保護——電流截止負反饋 279
8.3.6 轉速、電流雙閉環直流調速系統的組成及靜特性 282
8.4 脈寬調製(PWM)調速控制系統 289
8.4.1 脈寬調製變換器 289
8.4.2 脈寬調速系統的控制電路 295
8.4.3 脈寬調速系統的特殊問題 297
思考題與習題 298
第9章 交流調速系統 300
9.1 概述 300
9.1.1 變極對數調速 301
9.1.2 變轉差率調速 301
9.1.3 變頻調速 304
9.2 變頻器基本原理 305
9.2.1 變頻器的基本結構 305
9.2.2 變頻器的輸出調製方式 310
9.3 標量控制的變頻調速系統 312
9.3.1 電壓頻率協調控制 312
9.3.2 轉差頻率控制 314
9.4 矢量控制的變頻調速系統 315
9.4.1 矢量控制基本概念 315
9.4.2 坐標變換與矢量變換 317
9.5 直接轉矩控制的變頻調速系統 319
思考題與習題 320
第10章 位置控制系統 321
10.1 概述 321
10.1.1 位置控制系統的組成及工作原理 321
10.1.2 位置控制系統的分類 322
10.2 位置伺服系統中的位置檢測元件 324
10.2.1 位置檢測元件的種類和要求 324
10.2.2 感應同步器 324
10.2.3 旋轉變壓器 325
10.2.4 光電編碼器 327
10.3 步進電動機位置控制系統 329
10.3.1 步進電動機位置控制系統組成 329
10.3.2 步進電動機的脈衝分配電路 329
10.3.3 步進電動機的功率驅動電路 331
10.3.4 步進電動機控制驅動積體電路 334
10.4 直流伺服系統 335
10.4.1 相位比較型位置伺服系統 335
10.4.2 幅值比較型位置伺服系統 335
10.4.3 數據採樣式位置伺服系統 336
10.4.4 無刷直流電機位置伺服系統 336
思考題與習題 339
附錄1 全書知識要點總結 340
附錄2 機電控制技術課程實驗 347
實驗一 直流電機特性實驗 348
實驗二 交流異步電機特性實驗 351
實驗三 步進電動機特性實驗 356
實驗四 低壓電器控制電路實驗 359
實驗五 可程式控制器(PLC)實驗 361
實驗六 晶閘管直流調速系統基本實驗 363
實驗七 交流電機變頻調速基本實驗 367
實驗八 綜合實驗 370
參考文獻 372

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