機電設備控制技術

第1章 緒 論………………………………………………………………………………… 1
1.1 機電設備控制技術概述…………………………………………………………… 1
1.2 機電控制系統(tǒng)的組成……………………………………………………………… 1
1.3 機電控制系統(tǒng)的分類……………………………………………………………… 2
1.4 本課程的性質、任務和基本要求…………………………………………………… 4
復習思考題………………………………………………………………………………… 4
第2章 電動機控制技術……………………………………………………………………… 5
2.1 直流電動機驅動及其控制技術…………………………………………………… 5
2.1.1 直流電動機概述…………………………………………………………… 5
2.1.2 直流電動機的驅動………………………………………………………… 9
2.1.3 直流電動機的速度控制…………………………………………………… 12
2.2 交流電動機驅動及其控制技術…………………………………………………… 20
2.2.1 交流調速的方案…………………………………………………………… 20
2.2.2 晶閘管交流調壓調速系統(tǒng)………………………………………………… 21
2.2.3 變頻調速…………………………………………………………………… 21
2.2.4 電磁轉差離合器調速……………………………………………………… 23
2.2.5 繞線轉子異步電動機的串級調速………………………………………… 24
2.2.6 變極調壓調速……………………………………………………………… 26
2.3 步進電動機的控制………………………………………………………………… 26
2.3.1 步進電動機的工作原理及工作方式……………………………………… 27
2.3.2 三相反應式步進電動機的微機控制……………………………………… 28
2.3.3 兩相混合式步進電動機的PLC控制…………………………………… 29
2.4 伺服電動機的控制………………………………………………………………… 32
2.4.1 直流伺服電動機的控制…………………………………………………… 32
2.4.2 交流伺服電動機的控制…………………………………………………… 34
復習思考題……………………………………………………………………………… 37
第3章 常用低壓電器……………………………………………………………………… 38
3.1 開關與主令電器…………………………………………………………………… 40
3.1.1 低壓開關…………………………………………………………………… 40
3.1.2 低壓斷路器及漏電保護器………………………………………………… 42
3.1.3 主令電器…………………………………………………………………… 47
3.2 熔斷器……………………………………………………………………………… 51
3.3 接觸器……………………………………………………………………………… 52
3.4 繼電器……………………………………………………………………………… 56
3.4.1 電流繼電器………………………………………………………………… 57
3.4.2 電壓繼電器………………………………………………………………… 58
3.4.3 中間繼電器………………………………………………………………… 58
3.4.4 時間繼電器………………………………………………………………… 59
3.4.5 速度繼電器………………………………………………………………… 61
3.4.6 熱繼電器…………………………………………………………………… 62
3.5 執(zhí)行電器…………………………………………………………………………… 63
3.5.1 電磁鐵……………………………………………………………………… 64
3.5.2 電磁離合器………………………………………………………………… 64
3.5.3 電磁工作臺………………………………………………………………… 65
復習思考題……………………………………………………………………………… 67
第4章 電氣控制基本原理………………………………………………………………… 68
4.1 電氣控制系統(tǒng)圖的有關知識……………………………………………………… 68
4.1.1 電氣原理圖………………………………………………………………… 68
4.1.2 電器布置圖………………………………………………………………… 69
4.1.3 電氣安裝接線圖…………………………………………………………… 70
4.1.4 電氣系統(tǒng)中的基本保護環(huán)節(jié)……………………………………………… 71
4.2 三相鼠籠式異步電動機的基本控制……………………………………………… 72
4.2.1 點動控制電路……………………………………………………………… 72
4.2.2 自鎖控制電路……………………………………………………………… 73
4.2.3 點動與自鎖混合控制電路………………………………………………… 74
4.2.4 電動機正反轉控制電路…………………………………………………… 74
4.2.5 多地聯(lián)鎖控制……………………………………………………………… 76
4.2.6 順序控制…………………………………………………………………… 76
4.2.7 自動往返循環(huán)控制………………………………………………………… 78
4.3 三相鼠籠式異步電動機的降壓啟動控制………………………………………… 79
4.3.1 定子繞組串電阻降壓啟動電路…………………………………………… 79
4.3.2 自耦變壓器降壓啟動電路………………………………………………… 80
4.3.3 Y △降壓啟動電路……………………………………………………… 81
4.3.4 繞線式異步電動機轉子串電阻降壓啟動電路…………………………… 82
4.4 三相鼠籠式異步電動機的制動控制……………………………………………… 84
4.4.1 電動機單向運行反接制動………………………………………………… 84
4.4.2 電動機可逆運行反接制動………………………………………………… 85
4.4.3 電動機單向運行能耗制動………………………………………………… 87
4.4.4 電動機可逆運行能耗制動………………………………………………… 88
4.4.5 電動機機械制動控制電路………………………………………………… 88
4.5 直流電動機的電氣控制…………………………………………………………… 90
4.5.1 直流電動機單向運行啟動控制…………………………………………… 90
4.5.2 直流電動機可逆運行啟動控制…………………………………………… 91
4.5.3 直流電動機單向運行能耗制動控制……………………………………… 91
4.5.4 直流電動機可逆運行反接制動控制……………………………………… 92
復習思考題……………………………………………………………………………… 94
第5章 典型設備的電氣控制……………………………………………………………… 96
5.1 電氣控制電路分析基礎…………………………………………………………… 96
5.2 CA6140型普通車床的電氣控制………………………………………………… 98
5.2.1 CA6140型普通車床的主要結構及運行形式…………………………… 98
5.2.2 CA6140型普通車床的電力拖動特點和控制要求……………………… 98
5.2.3 CA6140型普通車床電氣控制線路分析………………………………… 99
5.2.4 CA6140型普通車床電氣控制線路的故障與處理…………………… 101
5.3 M7130型平面磨床的電氣控制………………………………………………… 102
5.3.1 M7130型平面磨床的主要結構及運行形式…………………………… 102
5.3.2 M7130型平面磨床的電力拖動特點和控制要求……………………… 102
5.3.3 M7130型平面磨床電氣控制線路分析………………………………… 103
5.3.4 M7130型平面磨床電氣控制線路的故障與處理……………………… 106
5.4 X62W 型臥式萬能銑床的電氣控制…………………………………………… 107
5.4.1 X62W 型臥式萬能銑床的主要結構及運行形式……………………… 107
5.4.2 X62W 型臥式萬能銑床電力拖動特點和控制要求…………………… 107
5.4.3 X62W 型臥式萬能銑床電氣控制線路分析…………………………… 108
5.4.4 X62W 型臥式萬能銑床電氣控制線路的故障與處理………………… 112
5.5 機電液聯(lián)合控制實例………………………………………………………… 114
5.5.1 難點分析………………………………………………………………… 114
5.5.2 液壓系統(tǒng)設計…………………………………………………………… 115
5.5.3 電控系統(tǒng)設計…………………………………………………………… 116
復習思考題……………………………………………………………………………… 118
第6章 機電設備控制線路的設計………………………………………………………… 119
6.1 機電設備控制線路設計的基本原則和內容…………………………………… 119
6.1.1 電氣控制線路設計的一般原則………………………………………… 119
6.1.2 電氣控制線路設計的基本內容………………………………………… 119
6.2 機電設備控制線路的設計方法………………………………………………… 121
6.2.1 電氣原理圖設計的基本步驟…………………………………………… 121
6.2.2 電氣原理圖的設計方法………………………………………………… 122
6.3 機電設備控制線路中電動機的選擇…………………………………………… 128
6.3.1 電力拖動方案的確定…………………………………………………… 128
6.3.2 拖動電動機的選擇……………………………………………………… 128
6.4 機電設備控制線路中電器元件的選擇………………………………………… 130
6.4.1 電器元件選擇的基本步驟……………………………………………… 130
6.4.2 接觸器的選用…………………………………………………………… 130
6.4.3 熱繼電器的選用………………………………………………………… 131
6.4.4 熔斷器的選用…………………………………………………………… 132
6.4.5 開關面板、插座的選用…………………………………………………… 133
6.5 電氣控制工藝設計……………………………………………………………… 133
6.5.1 電氣控制設備總體配置的設計………………………………………… 134
6.5.2 電器布置圖的設計……………………………………………………… 134
6.5.3 電氣部件接線圖的繪制………………………………………………… 135
6.5.4 電氣箱及非標準零件圖的設計………………………………………… 135
6.5.5 各類元器件及材料清單的匯總………………………………………… 135
6.5.6 編寫設計說明書及使用說明書………………………………………… 136
復習思考題……………………………………………………………………………… 136
第7章 機電設備電氣故障診斷與維修…………………………………………………… 137
7.1 常用儀表的使用………………………………………………………………… 137
7.1.1 電流表…………………………………………………………………… 137
7.1.2 電壓表…………………………………………………………………… 138
7.1.3 萬用表…………………………………………………………………… 138
7.2 機電設備電氣控制電路分析基礎……………………………………………… 142
7.2.1 機電設備常見的電氣故障類型與特點………………………………… 142
7.2.2 機電設備電氣控制線路的一般分析方法……………………………… 143
7.3 電路故障的檢查分析…………………………………………………………… 143
7.3.1 直觀法…………………………………………………………………… 143
7.3.2 測量電壓法……………………………………………………………… 145
7.3.3 測量電阻法……………………………………………………………… 148
7.3.4 強迫閉合法……………………………………………………………… 149
7.3.5 短接法…………………………………………………………………… 151
7.3.6 其他檢查方法…………………………………………………………… 153
復習思考題……………………………………………………………………………… 154
附錄A 低壓電器產品型號的編制方法…………………………………………………… 155
附錄B 電氣圖常用圖形及文字符號……………………………………………………… 158
參考文獻……………………………………………………………………………………… 160