電機拖動與控制（第2版）

緒論 1

0.1 電機及電力拖動的作用 1

0.1.1 電機的主要用途及分類 1

0.1.2 電力拖動的作用及組成 1

0.2 電機的基本電磁定律 2

0.2.1 電路定律 3

0.2.2 磁路定律 3

0.2.3 電磁感應定律 4

0.2.4 電磁力定律 5

0.2.5 能量轉換規(guī)律 5

0.3 電機鐵磁材料的特性 6

0.3.1 磁導率及磁場強度 6

0.3.2 磁化曲線 6

0.3.3 磁滯回線 7

0.3.4 磁滯損耗與渦流損耗 8

0.4 本課程的任務和特點 8

第1章 直流電機 10

1.1 直流電機結構及工作原理 11

1.1.1 直流發(fā)電機的工作原理 11

1.1.2 直流電動機的工作原理 12

1.1.3 直流電機的基本結構 13

1.2 直流電機的銘牌和繞組 15

1.2.1 型號 15

1.2.2 額定值 16

1.2.3 直流電機的電樞繞組 17

1.2.4 單疊繞組 18

1.2.5 單波繞組 20

1.2.6 各種繞組的應用范圍 22

1.3 直流電機的基本特性 22

1.3.1 直流電機的磁場和電樞反應 22

1.3.2 直流電機的電樞電動勢和電磁轉矩 25

1.3.3 直流電機的換向 27

1.3.4 直流發(fā)電機的基本特性 29

1.3.5 直流電動機的基本特性 32

1.4 直流電動機的電力拖動 34

1.4.1 生產(chǎn)機械的負載特性 34

1.4.2 直流電動機的工作特性 36

1.4.3 直流電動機的啟動 40

1.4.4 直流電動機的制動 42

1.4.5 直流電動機的調速 43

1.5 直流電動機的故障分析及維護 44

1.5.1 直流電動機運行時的換向故障 45

1.5.2 直流電動機運行時的性能異常及維護 47

1.6 直流電動機的拖動實驗 48

1.6.1 直流電動機的啟動和調速 48

1.6.2 直流電動機的反轉與制動 51

本章小結 52

思考與練習 54

第2章 變壓器 56

2.1 變壓器結構及工作原理 56

2.1.1 變壓器的基本工作原理 56

2.1.2 變壓器的分類 57

2.1.3 變壓器的結構 58

2.1.4 變壓器的額定值 62

2.2 單相變壓器 63

2.2.1 變壓器的空載運行 63

2.2.2 變壓器的負載運行 64

2.2.3 變壓器參數(shù)的測定 67

2.3 三相變壓器 68

2.3.1 三相變壓器的磁路系統(tǒng) 68

2.3.2 三相變壓器繞組的連接 70

2.4 特殊變壓器 72

2.4.1 自耦變壓器 72

2.4.2 互感器 73

2.5 變壓器的維護及故障分析 74

2.5.1 變壓器的維護 75

2.5.2 變壓器常見故障分析 75

2.6 變壓器的測試與實驗 78

2.6.1 實驗說明 79

2.6.2 實驗目的 79

2.6.3 實驗內(nèi)容及說明 79

2.6.4 實驗線路及操作步驟 80

2.6.5 實驗報告要求 81

2.6.6 實驗注意事項 82

2.6.7 思考 82

本章小結 82

思考與練習 83

第3章 異步電機 85

3.1 三相交流繞組 85

3.1.1 三相交流繞組的基本知識 85

3.1.2 三相交流繞組的平面展開圖 87

3.1.3 交流繞組的電動勢 91

3.1.4 三相交流繞組的旋轉磁場 92

3.2 三相異步電動機 94

3.2.1 三相異步電動機的工作原理 94

3.2.2 三相異步電動機的基本結構 95

3.2.3 三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù) 97

3.2.4 三相異步電動機的主要系列簡介 99

3.3 三相異步電動機的運行 100

3.3.1 三相異步電動機的空載運行 100

3.3.2 三相異步電動機的負載運行 100

3.3.3 三相異步電動機的功率和轉矩 102

3.4 三相異步電動機的工作特性 104

3.4.1 三相異步電動機的機械特性 104

3.4.2 三相異步電動機工作特性和參數(shù) 108

3.5 單相異步電動機 112

3.5.1 單相異步電動機的結構 112

3.5.2 單相異步電動機的轉矩特性及工作原理 113

3.5.3 單相異步電動機的啟動方法 115

3.5.4 單相異步電動機反轉控制方法 117

3.5.5 單相異步電動機的調速 117

3.6 三相異步電動機的安裝與運行 118

3.6.1 三相異步電動機的安裝 118

3.6.2 三相異步電動機的運行 124

本章小結 126

思考與練習 128

第4章 微特電機 130

4.1 伺服電動機 131

4.1.1 直流伺服電動機 131

4.1.2 交流伺服電動機 135

4.2 測速發(fā)電機 138

4.2.1 直流測速發(fā)電機 138

4.2.2 交流異步測速發(fā)電機 139

4.3 步進電動機 141

4.3.1 反應式步進電動機的工作原理 141

4.3.2 步進電動機的三種工作方式 142

4.3.3 步距角及轉子齒數(shù) 144

4.3.4 步進電動機應用舉例 145

4.4 自整角機 145

4.4.1 控制式自整角機 145

4.4.2 力矩式自整角機 148

4.5 小功率同步電動機 150

4.5.1 概述 150

4.5.2 永磁式同步電動機 150

4.5.3 反應式同步電動機 151

4.5.4 磁滯式同步電動機 152

4.6 微特電動機應用實例 153

本章小結 155

思考與練習 156

第5章 異步電動機電力拖動 158

5.1 三相籠形異步電動機的啟動 158

5.1.1 直接啟動 159

5.1.2 籠形異步電動機的降壓啟動 160

5.2 三相繞線式異步電動機的啟動 164

5.2.1 轉子串接電阻器啟動 164

5.2.2 轉子串頻敏變阻器啟動 165

5.3 三相異步電動機的調速 165

5.3.1 變極調速 166

5.3.2 變頻調速 167

5.3.3 改變定子電壓調速 167

5.3.4 轉子串電阻調速 168

5.3.5 串級調速 169

5.4 三相異步電動機的反轉與制動 170

5.4.1 三相異步電動機的反轉 170

5.4.2 三相異步電動機的制動 170

5.5 三相異步電動機的拖動實訓 174

5.5.1 電動機Y-"para" label-module="para">

5.5.2 三相異步電動機Y-"para" label-module="para">

5.5.3 安裝與接線 176

5.5.4 檢測與調試 177

5.5.5 完成課題報告 178

本章小結 178

思考與練習 178

第6章 電動機的變頻控制 180

6.1 變頻器概述 180

6.1.1 變頻器應用范圍 180

6.1.2 變頻器的分類 181

6.1.3 變頻器基本工作原理 182

6.1.4 變頻器的組成 184

6.1.5 變頻器的技術指標 188

6.2 變頻器的使用 189

6.2.1 通用變頻器的基本參數(shù) 189

6.2.2 通用變頻器的選擇 193

6.2.3 變頻器的故障顯示功能 196

6.2.4 變頻器的矢量控制 197

6.2.5 三菱FR-E500系列變頻器的使用 199

6.3 變頻器控制電動機的基本環(huán)節(jié) 204

6.3.1 電動機的啟動/停止控制 204

6.3.2 電動機的正反轉控制 205

6.3.3 電動機的制動控制 208

6.4 變頻器在生產(chǎn)中的應用 209

6.4.1 變頻調速電梯控制概述 209

6.4.2 控制柜的主要控制功能 209

6.4.3 電梯控制調速功能 211

6.4.4 電梯運行動作順序 211

6.4.5 安裝調試 212

6.5 變頻器常見故障及處理 214

6.5.1 電梯常見故障及處理 214

6.5.2 參數(shù)設置故障及處理 215

6.5.3 運行故障及處理 215

6.5.4常見故障及處理 217

6.6 變頻器的實訓操作 218

6.6.1 三菱FR-E500型變頻器的實操練習 218

6.6.2 組合運行操作 220

6.6.3 多段速度運行操作 221

6.6.4 頻率跳變的設置 222

本章小結 223

思考與練習 223

第7章 電力拖動控制系統(tǒng) 224

7.1 常用低壓電器 224

7.1.1 低壓電器的基本知識 225

7.1.2 開關電器 227

7.1.3 熔斷器 229

7.1.4 主令電器 230

7.1.5 接觸器 233

7.1.6 繼電器 234

7.2 電氣控制系統(tǒng)圖 238

7.2.1 電氣控制系統(tǒng)圖中的圖形符號和文字符號 238

7.2.2 電氣控制系統(tǒng)圖分類 238

7.2.3 電氣原理圖的閱讀分析方法 239

7.3 三相異步電動機啟動控制電路 240

7.3.1 籠形異步電動機全壓啟動控制電路 240

7.3.2 三相籠形異步電動機減壓啟動控制電路 245

7.3.3 三相繞線式異步電動機啟動控制電路 250

7.4 三相異步電動機電氣制動控制電路 253

7.4.1 反接制動控制電路 253

7.4.2 能耗制動控制電路 256

7.5 三相異步電動機的調速控制電路 257

7.5.1 改變磁極對數(shù)調速控制電路 257

7.5.2 轉子電路串電阻調速 259

7.6 電力拖動控制系統(tǒng)實訓 259

7.6.1 雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉控制 259

7.6.2 雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉控制電路圖 259

7.6.3 安裝與接線 260

7.6.4 檢測與調試 260

7.6.5 完成課題報告 260

本章小結 262

思考與練習 262

第8章 電動機的運行維修 264

8.1 異步電動機的運行管理 265

8.1.1 啟動前的準備 265

8.1.2 啟動時的注意事項 265

8.1.3 運行中的監(jiān)視 265

8.2 異步電動機維修及故障排除 266

8.2.1 電動機的定期維修 266

8.2.2 常見故障及排除方法 267

8.3 異步電動機啟動和制動控制實訓 268

8.3.1 實訓目的 268

8.3.2 實訓設備和器材 268

8.3.3 實訓電路 269

8.3.4 實訓內(nèi)容和步驟 269

8.3.5 實訓說明 271

8.3.6 實訓報告 271

8.4 異步電動機的正反轉控制實訓 271

8.4.1 實訓目的 271

8.4.2 實訓設備和器材 272

8.4.3 實訓電路 272

8.4.4 實訓內(nèi)容和步驟 273

8.4.5 實訓說明 273

8.4.6 實訓報告 274

8.5 生產(chǎn)機械的限位控制實訓 274

8.5.1 實訓目的 274

8.5.2 實訓設備和器材見表8-3 274

8.5.3 實訓電路 275

8.5.4 實訓步驟 275

8.5.5 實訓說明 276

8.5.6 實訓報告 276

本章小結 276

思考與練習 277

參考文獻 278

本書為適應高職高專機電類專業(yè)教學改革實際需要而編寫，教材中共包含電機原理、電力拖動兩部分，主要內(nèi)容有：直流電機、變壓器、異步電機、微特電機的基本結構及理論，直流電動機、三相異步電動機的電力拖動，各類電機的常見故障分析，常用低壓電器及基本控制, 直流電動機、異步電動機的電力拖動實驗。

內(nèi)容介紹

《礦山電機拖動與控制》根據(jù)教育部批準執(zhí)行的《中等職業(yè)學校礦山機電專業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng)指導方案》的要求編寫，內(nèi)容包括：直流電動機、變壓器、交流異步電動機、常用低壓電器、電氣控制系統(tǒng)的基本控制電路、礦山固定機械設備的電氣控制，以及礦山運輸設備的電氣控制等。

《礦山電機拖動與控制》是中等職業(yè)教育規(guī)劃教材，可作為中等職業(yè)學校礦山機電專業(yè)的教材或參考資料，也可作為工礦企業(yè)從事礦山電氣控制的工程技術人員、技術工人的培訓教材和參考書。

《電機拖動與控制（高職）》是西安電子科技大學出版社出版的一本圖書。

緒論1

01電機及電機拖動系統(tǒng)概述1

02電氣控制技術2

03電磁基本原理2

031磁性材料與磁滯回線2

032磁路及基本物理量3

033磁路定律3

第1章變壓器5

11變壓器的基本工作原理和結構5

111變壓器的基本工作原理及分類5

112變壓器的基本結構與額定值6

12變壓器的運行原理及特性9

121單相變壓器空載運行9

122單相變壓器負載運行10

123變壓器的運行特性12

13三相變壓器13

131三相變壓器的磁路系統(tǒng)14

132三相變壓器的電路系統(tǒng)——連接組別14

133三相變壓器的并聯(lián)運行18

14其他常用變壓器20

141自耦變壓器20

142儀用互感器20

143電焊變壓器22

15技能訓練22

151單相變壓器運行特性22

152三相變壓器的連接組別25

小結28

習題28

第2章直流電機32

21直流電機的結構和工作原理32

211直流電機的基本結構32

212直流電機的基本工作原理與銘牌數(shù)據(jù)34

22直流電機的勵磁方式和基本平衡方程式36

221直流電機的勵磁方式36

222直流電機的電樞電動勢36

223直流電機的電磁轉矩37

224直流電機的基本平衡方程式37

23直流電動機的機械特性38

231電機拖動系統(tǒng)的運動方程式38

232負載的轉矩特性39

233他勵直流電動機的機械特性40

234電機拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件42

24他勵直流電動機的啟動和反轉43

241電樞回路串電阻啟動44

242降壓啟動45

243他勵直流電動機的反轉45

25他勵直流電動機的調速46

251調速指標46

252電樞回路串電阻調速48

253降低電源電壓調速48

254弱磁調速49

26他勵直流電動機的制動49

261能耗制動49

262反接制動50

263回饋制動52

27技能訓練53

271直流電動機的啟動與調速53

272他勵直流電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性55

小結57

習題58

第3章交流電動機61

31三相異步電動機的結構和工作原理61

311三相異步電動機的結構61

312三相異步電動機的基本工作原理與銘牌數(shù)據(jù)63

32交流電機的繞組67

321交流電機繞組的基本知識67

322三相單層繞組67

323三相雙層繞組68

33三相異步電動機的機械特性70

331三相異步電動機的機械特性概述70

332機械特性的固有特性和人為特性71

34三相異步電動機的啟動73

341三相籠型異步電動機的啟動74

342三相繞線式轉子異步電動機的啟動76

35三相異步電動機的調速與反轉77

351變極調速77

352變頻調速78

353變轉差率調速79

36三相異步電動機的制動80

361能耗制動80

362反接制動81

363回饋制動83

37單相異步電動機83

371單相異步電動機的工作原理83

372單相異步電動機的主要類型84

38同步電機簡介87

381同步電機的基本工作原理與結構88

382同步電動機和同步調相機90

39技能訓練91

391三相籠型異步電動機的工作特性91

392三相異步電動機的啟動與調速94

小結96

習題97

第4章控制電機100

41伺服電動機100

411直流伺服電動機100

412交流伺服電動機102

42測速發(fā)電機105

421直流測速發(fā)電機105

422交流測速發(fā)電機105

43步進電動機106

431步進電動機的工作原理106

432步進電動機的運行特性110

44直線電動機111

441直線感應電動機111

442直線直流電動機114

45控制電機的應用115

451伺服電動機的應用115

452步進電動機的應用115

453測速發(fā)電機的應用115

454直線電動機的應用116

小結116

習題117

第5章常用低壓電器118

51常用低壓電器的基本知識118

511低壓電器的分類118

512低壓電器的組成119

513低壓電器的主要性能指標119

514電磁式低壓電器119

52開關電器121

521刀開關121

522組合開關123

523低壓斷路器124

53熔斷器126

531熔斷器的分類126

532熔斷器的結構和原理127

533熔斷器的性能指標及選擇128

54接觸器129

541交流接觸器129

542直流接觸器131

543接觸器的主要技術指標132

544接觸器的選擇132

55繼電器133

551電磁式繼電器133

552熱繼電器134

553時間繼電器136

554速度繼電器137

56主令電器138

561按鈕開關138

562位置開關139

563萬能轉換開關141

57技能訓練常用低壓電器的拆裝143

571CJ20接觸器的拆裝143

572轉換開關的拆裝143

573常用主令電器的拆裝145

小結146

習題147

第6章電動機的電氣控制電路149

61電氣控制電路圖的基本知識149

611電氣圖形、文字符號和接線標記149

612電氣圖的分類和作用151

62三相異步電動機全壓啟動控制電路153

621單向旋轉控制電路153

622可逆旋轉控制電路155

623順序控制電路與多地控制電路157

63三相異步電動機降壓啟動控制159

631定子繞組串電阻啟動控制電路159

632星形三角形降壓啟動控制電路160

633自耦變壓器降壓啟動控制161

634延邊三角形降壓啟動控制電路162

64三相繞線式異步電動機啟動控制163

641轉子繞組串電阻啟動控制電路163

642轉子繞組串頻敏變阻器啟動控制電路165

65三相異步電動機電氣制動控制167

651反接制動控制167

652能耗制動控制168

66多速異步電動機變速控制170

661變極式電動機的接線方式170

662感應式雙速異步電動機按鈕控制的調速電路171

67直流電動機控制171

671直流電動機啟動控制172

672直流電動機正反轉控制172

673直流電動機調速控制173

674直流電動機制動控制174

68技能訓練175

681異步電動機連續(xù)運轉控制電路的安裝與接線175

682異步電動機點動加連續(xù)運轉控制電路的安裝與接線177

683異步電動機正反轉控制電路的安裝與接線177

684異步電動機自動往返行程控制電路的安裝與接線178

685異步電動機順序啟動逆序停止控制電路的安裝與

接線178

686異步電動機兩地控制電路的安裝與接線179

687異步電動機Y△啟動控制電路的安裝與接線179

688異步電動機能耗制動控制電路的安裝與接線180

小結180

習題181

第7章機床電氣控制系統(tǒng)184

71電氣控制系統(tǒng)分析基礎184

711電氣控制系統(tǒng)分析的內(nèi)容184

712電氣原理圖分析的方法與步驟184

72M7130型平面磨床的電氣控制電路分析185

721主要結構及運動形式185

722電氣控制電路分析186

73Z3040型搖臂鉆床的電氣控制188

731Z3040型搖臂鉆床概述188

732Z3040型搖臂鉆床電氣控制分析189

74X62W型萬能銑床的電氣控制192

741主要結構與運動形式192

742X62W型萬能銑床電氣控制分析193

75T68型臥式鏜床的電氣控制198

751主要結構和運動形式199

752T68型臥式鏜床電氣控制分析199

76技能訓練203

761M7130型平面磨床常見故障排除203

762Z3040型搖臂鉆床常見故障排除204

763X62W型萬能銑床常見故障排除205

小結205

習題206

附錄常見電氣元件圖形和文字符號一覽表207

參考文獻210 2100433B