電力拖動（第5版）

目 錄

緒論 1

知識小結 3

習題 3

第1章 常用低壓電器 5

1.1 低壓開關 5

1.1.1 刀開關 5

1.1.2 組合開關 8

1.1.3 自動空氣開關 10

1.2 主令電器 13

1.2.1 按鈕開關 13

1.2.2 位置開關 16

1.2.3 萬能轉換開關 19

1.3 熔斷器 19

1.3.1 熔斷器的結構與主要參數 20

1.3.2 常用熔斷器 20

1.3.3 熔斷器的選擇 23

1.3.4 故障分析與處理 23

1.4 接觸器 24

1.4.1 交流接觸器 24

1.4.2 直流接觸器 27

1.4.3 接觸器的技術數據及選用 30

1.4.4 接觸器的常見故障及排除 31

1.5 繼電器 32

1.5.1 電磁式電流、電壓和中間繼電器 32

1.5.2 熱繼電器 37

1.5.3 時間繼電器 41

1.5.4 速度繼電器 44

1.5.5 壓力繼電器 45

1.6 常用低壓電器故障及排除 46

1.6.1 觸頭的故障與維修 46

1.6.2 電磁系統(tǒng)的故障與維修 47

閱讀教材 48

知識小結 52

習題 53

第2章 三相異步電動機的基本控制線路 55

2.1 三相異步電動機的結構和原理 55

2.1.1 三相異步電動機的原理 55

2.1.2 三相異步電動機的結構. 58

2.1.3 三相異步電動機的類型 60

2.1.4 三相異步電動機的供電電源 61

2.2 三相異步電動機的正轉控制線路 61

2.2.1 刀開關控制線路 61

2.2.2 點動控制線路 62

2.2.3 自鎖正轉控制線路 63

2.2.4 連續(xù)控制與點動控制 65

2.2.5 單向運行電路的保護環(huán)節(jié) 68

2.3 三相異步電動機正反轉控制線路 70

2.3.1 倒順開關正反轉控制線路 71

2.3.2 接觸器正反轉控制線路 72

2.3.3 接觸器聯(lián)鎖的正反轉控制線路 73

2.3.4 復合按鈕聯(lián)鎖的正反轉控制線路 75

2.3.5 按鈕、接觸器雙重聯(lián)鎖的正反轉控制線路 76

2.3.6 帶有點動運行控制的可逆控制線路 77

2.4 三相異步電動機的順序控制線路和多地控制線路 79

2.4.1 順序控制線路 79

2.4.2 多地控制線路 81

2.5 三相異步電動機降壓啟動控制線路 82

2.5.1 串電阻降壓啟動 82

2.5.2 Y-△ 形降壓啟動 89

2.5.3 自耦變壓器降壓啟動 93

2.5.4 延邊三角形降壓啟動控制線路 99

2.5.5 三相異步電動機降壓啟動方式選擇 100

2.6 三相異步電動機的行程控制與自動往返控制 101

2.6.1 行程控制（位置控制） 101

2.6.2 自動往返控制 102

2.7 三相繞線式異步電動機的啟動、調速 104

2.7.1 轉子繞組串聯(lián)電阻啟動控制線路 105

2.7.2 用凸輪控制器控制的繞線式轉子異步電動機串聯(lián)電阻啟動 108

2.8 三相異步電動機的制動 110

2.8.1 機械制動 110

2.8.2 電氣制動 113

2.9 三相異步電動機的調速控制線路 122

2.9.1 變更極對數的原理 123

2.9.2 雙速電動機的控制線路 124

2.10 三相異步電動機的選擇及保護 126

2.10.1 電動機功率的選擇 126

2.10.2 電動機種類的選擇 128

2.10.3 電動機結構形式和防護形式的選擇 129

2.10.4 電動機的保護 130

閱讀教材 130

知識小結 131

習題 132

第3章 直流電動機及其電力拖動 138

3.1 直流電動機的結構與原理 138

3.1.1 直流電動機的基本結構 139

3.1.2 直流電動機的工作原理 140

3.1.3 直流電動機的分類 141

3.2 他勵直流電動機的基本控制線路 142

3.2.1 他勵直流電動機的啟動控制線路 142

3.2.2 他勵直流電動機的正反轉控制線路 145

3.2.3 他勵直流電動機的制動控制線路 146

3.2.4 他勵直流電動機的調速控制線路 149

3.3 并勵直流電動機的基本控制線路 154

3.3.1 并勵直流電動機的啟動控制 154

3.3.2 并勵直流電動機的正反轉控制線路 155

3.3.3 并勵直流電動機的調速控制線路 155

3.3.4 并勵直流電動機能耗制動控制線路 156

3.4 串勵直流電動機的基本控制線路 157

3.4.1 串勵直流電動機的啟動控制線路 157

3.4.2 串勵直流電動機的正反轉控制線路 158

3.4.3 串勵直流電動機的調速控制線路 158

3.4.4 串勵直流電動機的制動控制線路 159

3.5 直流電動機的保護 161

3.5.1 短路保護 161

3.5.2 過載保護 161

3.5.3 零勵磁保護 162

3.5.4 零壓和欠壓保護 162

3.5.5 超速保護 162

閱讀教材 163

知識小結 164

習題 165

第4章 常用生產機械控制線路 167

4.1 電動葫蘆控制線路 167

4.1.1 主要組成及運動形式 167

4.1.2 工作原理 167

4.2 皮帶輸送機控制線路 168

4.2.1 電氣要求 169

4.2.2 控制線路分析 169

4.3 橋式起重機控制線路 170

4.3.1 橋式起重機的結構及運動形式 170

4.3.2 橋式起重機對電力拖動的要求 171

4.3.3 電氣控制線路分析 172

4.3.4 電氣線路故障及維修 179

閱讀教材 181

知識小結 184

習題 184

第5章 典型機床控制線路 185

5.1 普通臥式車床電氣控制線路 185

5.1.1 主要結構及運動形式 185

5.1.2 電氣控制線路的特點 186

5.1.3 電氣控制線路分析 186

5.1.4 電氣線路故障分析與維修 188

5.1.5 車床安全操作規(guī)則流程 189

閱讀材料 190

5.2 搖臂鉆床電氣控制線路 191

5.2.1 主要結構及運動形式 191

5.2.2 電氣控制線路的特點 191

5.2.3 電氣控制線路分析 192

5.2.4 電氣線路故障分析與維修 194

5.2.5 鉆床的安全操作規(guī)則流程 195

閱讀材料 196

5.3 萬能銑床電氣控制線路 196

5.3.1 主要結構及運動形式 196

5.3.2 電氣控制線路的特點 197

5.3.3 電氣控制線路分析 198

5.3.4 電氣線路故障分析與維修 201

5.3.5 銑床安全操作規(guī)則流程 202

閱讀材料 203

5.4 臥式鏜床電氣控制線路 203

5.4.1 主要結構及運動形式 204

5.4.2 電氣控制線路的特點 204

5.4.3 電氣控制線路分析 205

5.4.4 常見故障及排除方法 207

5.4.5 鉆床安全操作規(guī)則流程 208

閱讀材料 209

5.5 機床電氣控制線路的安裝與維修 210

5.5.1 機床對電氣控制線路的基本要求 211

5.5.2 機床電氣控制線路的安裝步驟 211

5.5.3 機床電氣控制線路的試車 212

5.5.4 機床電氣控制線路的維護 212

5.5.5 機床電氣控制線路故障分析和維修 213

知識小結 213

習題 214

實訓一 組合開關的拆裝與維修 214

實訓二 交流接觸器的拆裝與維修 215

實訓三 三相異步電動機的直接啟動和點動控制 217

實訓四 三相異步電動機的正反轉控制 218

實訓五 三相異步電動機的Y-△降壓啟動控制 220

實訓六 三相異步電動機的反接制動控制 222

實訓七 直流電動機的正反轉控制 224

實訓八 直流電動機的啟動控制 226

本書的主要內容包括電力拖動的基礎知識，常用低壓電器的結構、原理及故障修理方法，三相異步電動機的基本控制線路，直流電動機及其電力拖動，常用生產機械控制線路和典型的機床控制線路及自動控制等。

本書適合作為職業(yè)院校電子類專業(yè)教材，也可供技術維修人員自學使用。

本書配有電子教學參考資料包（包括教學指南、電子教案和習題答案），詳見前言。

讀者對象：職業(yè)院校、職業(yè)高中、中等職業(yè)學校及技工學校的師生。

前言

緒論

第１章電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎

1.1電力拖動系統(tǒng)的組成

1.2電力拖動系統(tǒng)的運動方程式

1.2.1單軸電力拖動系統(tǒng)的運動方程式

1.2.2多軸電力拖動系統(tǒng)的等效

1.3生產機械的負載轉矩特性

1.3.1恒轉矩負載的轉矩特性

1.3.2恒功率負載的轉矩特性

1.3.3風機、泵類負載的轉矩特性

1.4電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的

條件

1.4.1電力拖動系統(tǒng)的平衡狀態(tài)

1.4.2電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡狀態(tài)

1.4.3電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行條件

本章小結

思考題與習題

第2章直流電動機的電力拖動

2.1他勵直流電動機的機械特性

2.1.1機械特性方程式

2.1.2固有機械特性和人為機械特性

2.1.3機械特性的繪制

2.2他勵直流電動機的起動

2.2.1直接起動

2.2.2降低電樞繞組電壓起動

2.2.3電樞回路串電阻起動

2.2.4起動電阻的計算

2.3他勵直流電動機的制動

2.3.1能耗制動

2.3.2反接制動

2.3.3回饋制動

2.4他勵直流電動機的調速

2.4.1調速指標

2.4.2電樞回路串電阻調速

2.4.3降低電樞繞組電壓調速

2.4.4減弱磁通調速

2.4.5調速時的容許輸出

※2.5串勵直流電動機的電力拖動

2.5.1串勵直流電動機的機械特性

2.5.2串勵直流電動機的起動與

調速

2.5.3串勵直流電動機的制動

2.5.4復勵直流電動機的機械特性

※2.6直流電動機的MATLAB仿真

2.6.1直流電動機的機械特性仿真

2.6.2直流電動機的起動過程仿真

本章小結

思考題與習題

第3章三相異步電動機的電力

拖動

3.1三相異步電動機的機械特性

3.1.1三相異步電動機機械特性的三種

表達式

3.1.2三相異步電動機的固有機械

特性

3.1.3三相異步電動機的人為機械

特性

3.1.4三相異步電動機機械特性的

繪制

3.2三相異步電動機的起動

3.2.1三相異步電動機的起動性能

3.2.2三相異步電動機的直接起動

3.2.3定子繞組串電阻或電抗器減壓

起動

3.2.4星三角（△）起動

3.2.5延邊三角形起動

3.2.6自耦變壓器減壓起動

3.2.7減壓起動方法的比較

3.2.8繞線轉子異步電動機轉子回路串

電阻分級起動

3.2.9繞線轉子異步電動機轉子回路

串頻敏變阻器起動

3.2.10特種籠型轉子三相異步電動機

的起動

3.3三相異步電動機的調速

3.3.1三相異步電動機的調速性能

3.3.2降低定子繞組電壓調速

3.3.3繞線轉子異步電動機轉子回路

串電阻調速

3.3.4變極調速

3.3.5變頻調速

3.3.6繞線轉子異步電動機的

串級調速

※3.3.7電磁轉差離合器調速

3.3.8三相異步電動機各種調速方法

的比較

3.4三相異步電動機的制動

3.4.1三相異步電動機的能耗制動

3.4.2三相異步電動機的反接制動

3.4.3三相異步電動機的回饋制動

3.4.4三相異步電動機各種制動方法

的比較

3.4.5三相異步電動機的各種運行

狀態(tài)

※3.5三相異步電動機的MATLAB

仿真

3.5.1三相異步電動機的機械特性

仿真

3.5.2三相異步電動機的調速過程

仿真

本章小結

思考題與習題

※第4章三相同步電動機的電力

拖動

4.1三相同步電動機概述

4.1.1三相同步電動機的工作原理

4.1.2三相同步電動機的機械特性

4.2三相同步電動機的起動

4.2.1輔助電動機起動法

4.2.2異步起動法

4.2.3變頻起動法

4.3三相同步電動機的調速

4.3.1他控式變頻調速

4.3.2自控式變頻調速

4.4三相同步電動機的制動

本章小結

思考題

第5章電力拖動系統(tǒng)的過渡過程

5.1引言

5.1.1過渡過程的基本概念

5.1.2過渡過程的分類

5.2他勵直流電動機拖動系統(tǒng)的過渡

過程

5.2.1他勵直流電動機過渡過程的一般

規(guī)律

5.2.2他勵直流電動機起動的過渡

過程

5.2.3他勵直流電動機制動的過渡

過程

5.2.4他勵直流電動機過渡過程的能量

損耗

5.3異步電動機拖動系統(tǒng)的過渡

過程

5.3.1異步電動機直線段機械特性拖動

恒轉矩負載工作的過渡過程

5.3.2異步電動機過渡過程的時間

分析

5.3.3異步電動機過渡過程的能量

損耗

本章小結

思考題與習題

第6章電力拖動系統(tǒng)電動機的選擇

6.1電動機的一般選擇

6.1.1電動機選擇的一般原則和主要

內容

6.1.2電動機額定功率的選擇

6.1.3電動機額定電壓的選擇

6.1.4電動機額定轉速的選擇

6.1.5電動機種類的選擇

6.1.6電動機的結構及安裝型式的

選擇

6.1.7電動機防護型式的選擇

6.2電動機的發(fā)熱與電動機工作制的

分類

6.2.1電動機的發(fā)熱過程

6.2.2電動機的冷卻過程

6.2.3電動機工作制的分類

6.3連續(xù)工作制下電動機額定功率

的選擇

6.3.1常值負載下電動機功率的選擇

6.3.2變化負載下電動機功率的選擇

6.3.3有起動、制動及停歇過程時校驗

發(fā)熱公式的修正

6.3.4等效法在非恒值變化負載下

的應用

6.4短時工作制下電動機額定功率

的選擇

6.4.1選用工作制為S2的電動機

6.4.2選用工作制為S1的電動機

6.4.3選用工作制為S3的電動機

6.5斷續(xù)周期工作制下電動機

額定功率的選擇

6.6選擇電動機功率的統(tǒng)計法或類

比法

本章小結

思考題與習題

部分習題參考答案

參考文獻

按電動機供電電流制式的不同，有直流電力拖動和交流電力拖動兩種。早期的生產機械如通用機床、風機、泵等不要求調速或調速要求不高，以電磁式電器組成的簡單交、直流電力拖動即可以滿足。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，對電力拖動的靜態(tài)與動態(tài)控制性能都有了較高的要求，具有反饋控制的直流電力拖動以其優(yōu)越的性能曾一度占據了可調速與可逆電力拖動的絕大部分應用場合。自20年代以來，可調速直流電力拖動較多采用的是直流發(fā)電機-電動機系統(tǒng),并以電機擴大機、磁放大器作為其控制元件。電力電子器件發(fā)明后，以電子元件控制、由可控整流器供電的直流電力拖動系統(tǒng)逐漸取代了直流發(fā)電機-電動機系統(tǒng),并發(fā)展到采用數字電路控制的電力拖動系統(tǒng)。這種電力拖動系統(tǒng)具有精密調速和動態(tài)響應快等性能。這種以弱電控制強電的技術是現代電力拖動的重要特征和趨勢。 　交流電動機沒有機械式整流子，結構簡單、使用可靠,有良好的節(jié)能效果,在功率和轉速極限方面都比直流電動機高；但由于交流電力拖動控制性能沒有直流電力拖動好，所以70年代以前未能在高性能電力拖動中獲得廣泛應用。隨著電力電子器件的發(fā)展，自動控制技術的進步，出現了如晶閘管的串級調速、電力電子開關器件組成的變頻調速等交流電力拖動系統(tǒng)，使交流電力拖動已能在控制性能方面與直流電力拖動相抗衡和媲美，并已在較大的應用范圍內取代了直流電力拖動。2100433B

本書共分6章，內容包括電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎、直流電動機的電力拖動、三相異步電動機的電力拖動、三相同步電動機的電力拖動、電力拖動系統(tǒng)的過渡過程和電力拖動系統(tǒng)電動機的選擇等。全書既注重電力拖動理論的分析，也注重工程實際的應用，具有內容充實、重點突出、可操作性強的特點。

本書是普通高等教育電氣工程與自動化（應用型）“十三五”規(guī)劃教材，可作為自動化類、電氣類專業(yè)的教學用書，或供有關工程技術人員參考。