机电传动与运动控制

前言

第1章 机电传动系统的动力学基础

1．1 机电传动系统的运动方程

1．2 多轴系统负载转矩和转动惯量的折算

1．2．1 旋转运动负载转矩和转动惯量的折算

1．2．2 平移运动负载转矩和转动惯量的折算

1．2．3 升降运动负载转矩的折算

1．3 生产机械的负载转矩特性

1．3．1 恒转矩负载特性

1．3．2 恒功率负载特性

1．3．3 风机类负载特性

1．4 机电传动系统稳定运行的条件

本章小结

习题

第2章 直流电动机的工作原理及拖动

第3章 机电传动系统的过渡过程

第4章 交流电动机的工作原理及拖动

第5章 控制电机及其他用途电动机

第6章 机电传动系统中电动机的选择

第7章 低压电器及基本控制电路

第8章 可编程序控制器

第9章 电力电子技术

第10章 直流调速系统

第11章 交流调速系统64

习题

参考文献

机电传动系统(也称电力传动或电力拖动系统)是指由电动机作为动力，带动生产机械运行的系统，以实现电动机拖动生产机械的起动、制动和速度调节的生产过程自动化。

《机电传动与运动控制(普通高等工科教育机电类规划教材)》(作者范国伟)分为如下11个章节：机电传动系统的动力学基础，直流电动机的工作原理及拖动，机电传动系统的过渡过程，交流电动机的工作原理及拖动，控制电机及其他用途电动机，机电传动系统中电动机的选择，低压电器及基本控制电路，可编程序控制器，电力电子技术，直流调速系统，交流调速系统。

第1章 绪论 1

1.1 机电传动控制的目的和任务 1

1.2 机电传动控制的发展 1

1.2.1 机电传动的发展 1

1.2.2 控制方式的发展 2

1.3 机电传动控制系统的组成和分类 4

1.3.1 机电传动控制系统的组成 4

1.3.2 机电传动控制系统的分类 4

习题与思考题 5

第2章 机电传动的基础知识 6

2.1 电动机结构和工作原理 6

2.1.1 直流电动机的结构和工作原理 6

2.1.2 交流电动机结构和工作原理 9

2.2 机械特性 10

2.2.1 生产机械的机械特性 11

2.2.2 电动机的机械特性 11

2.3 电动机的运转状态 14

习题与思考题 14

第3章 常用低压电器元件 15

3.1 控制电器 15

3.1.1 接触器 15

3.1.2 继电器 20

3.2 保护电器 22

3.2.1 热继电器 23

3.2.2 熔断器 24

3.3 信号电器 28

3.3.1 速度继电器 28

3.3.2 压力继电器 29

3.3.3 温度继电器 30

3.4 开关电器 31

3.4.1 隔离器（开关） 31

3.4.2 刀开关 32

3.4.3 断路器 34

3.5 主令电器 36

3.5.1 按钮 36

3.5.2 行程开关 37

3.5.3 接近开关 40

3.5.4 万能转换开关 41

习题与思考题 43

第4章 继电接触器控制 44

4.1 电气原理图 44

4.1.1 电气原理图的绘制原则 44

4.1.2 电气原理图中的图形符号和文字符号 44

4.2 电动机的继电接触器控制 51

4.2.1 继电接触器控制系统设计的基本原则 51

4.2.2 单电动机的继电接触器控制 55

4.2.3 多电动机的继电接触器控制 66

习题与思考题 67

第5章 PLC控制 69

5.1 PLC基础 69

5.1.1 PLC的产生和发展 69

5.1.2 PLC的分类 70

5.1.3 PLC的基本组成 72

5.1.4 PLC的工作过程 74

5.1.5 PLC的编程语言 75

5.2 西门子S7-200系列PLC硬件系统 77

5.2.1 CPU模块 77

5.2.2 扩展模块 81

5.3 西门子S7-200系列PLC软件系统 84

5.3.1 存储器单元 84

5.3.2 I/O地址分配 88

5.3.3 寻址方式 88

5.3.4 编程软件 91

5.3.5 常用指令 92

5.4 PLC控制设计 112

5.4.1 PLC控制的硬件设计 112

5.4.2 PLC控制的软件设计 115

习题与思考题 117

第6章 控制电动机及其驱动 120

6.1 直流伺服电动机及其驱动 120

6.1.1 直流伺服电动机的分类与特点 120

6.1.2 直流伺服电动机的控制特性及驱动方式 122

6.2 交流伺服电动机及其驱动 123

6.2.1 交流伺服电动机的分类、结构与工作原理 123

6.2.2 交流伺服电动机的驱动 125

6.3 步进电动机及其驱动 126

6.3.1 步进电动机的分类和工作原理 126

6.3.2 步进电动机的特点 128

6.3.3 步进电动机的运行特性和性能指标 129

6.3.4 步进电动机的驱动 131

习题与思考题 137

第7章 变频器 139

7.1 变频器的分类 139

7.1.1 直接变频器和间接变频器 139

7.1.2 电压型变频器和电流型变频器 140

7.1.3 SPWM变频器 141

7.2 通用变频器的使用与选择 143

7.2.1 通用变频器及其使用注意事项 143

7.2.2 通用变频器的选择 144

7.3 西门子MM440通用变频器 146

习题与思考题 152

参考文献 153 2100433B

书 名: 《机电传动与控制》习题精解

作　者：程宪平

出版社： 华中科技大学出版社

ISBN: 9787560972732

第1章 绪论

1.1 机电传动控制的目的和任务

1.2 机电传动控制的发展

1.2.1 机电传动的发展

1.2.2 机电传动控制系统的发展

1.3 机电传动控制系统的组成和分类

1.3.1 机电传动控制系统的组成

1.3.2 机电传动控制系统的分类

习题与思考题

第2章 机电传动控制系统中的控制电动机

2.1 伺服电动机

2.1.1 直流伺服电动机及其控制

2.1.2 交流伺服电动机及其控制

2.2 步进电动机

2.2.1 步进电动机的分类和工作原理

2.2.2 步进电动机的特点

2.2.3 步进电动机的运行特性和性能指标

2.2.4 步进电动机的驱动与控制

习题与思考题

第3章 继电接触器控制

3.1 常见低压电器

3.1.1 接触器

3.1.2 继电器

3.1.3 保护电器

3.1.4 信号电器

3.1.5 开关电器

3.1.6 主令电器

3.2 电气原理图

3.2.1 电气原理图的绘制原则

3.2.2 电气原理图中的图形符号和文字符号

3.3 基本控制线路

3.3.1 异步电动机的启动控制线路

3.3.2 异步电动机的正反转控制线路

3.3.3 异步电动机的制动控制线路

3.3.4 其他基本控制线路

3.4 继电接触器控制系统设计

3.4.1 继电接触器控制系统设计的基本原则

3.4.2 电动机的选择

3.4.3 电器元件的选择

3.4.4 电气控制线路设计举例

习题与思考题

第4章 可编程控制器

4.1 可编程控制器基础

4.1.1 PLC的产生和发展

4.1.2 PLC的分类

4.1.3 PLC的编程语言

4.1.4 PLC控制与继电接触器控制的区别

4.1.5 PLC的基本组成

4.1.6 PLC的工作过程

4.2 s7-200系列PLC

4.2.1 S7-200 PLC的模块

4.2.2 S7-200 PLC的存储器单元

4.2.3 S7-200 PLC的寻址方式

4.2.4 S7-200 PLC的地址分配

4.2.5 S7-200 PLC的编程软件

4.3 S7-200 PLC指令

4.3.1 S7-200 PLC的基本指令

4.3.2 S7-200 PLC的数据处理指令

4.3.3 S7-200 PLC的数学运算指令

4.3.4 S7-200 PLC的程序控制指令

4.3.5 S7-200 PLC的高速处理指令

4.3.6 S7-200 PLC的pid回路控制指令

4.4 PLC控制系统设计

4.4.1 PLC控制系统设计的基本步骤

4.4.2 PLC控制系统设计的主要内容

4.4.3 PLC控制系统设计举例

习题与思考题

第5章 交直流电动机无级调速控制

5.1 电动机调速的概念和指标

5.1.1 电动机调速的概念

5.1.2 调速的性能指标

5.2 直流电动机无级调速控制

5.2.1 直流电动机的无级调速及其调速特性

5.2.2 晶闸管-电动机直流调速系统

5.3 交流电动机无级调速控制

5.3.1 异步电动机调速系统的基本类型

5.3.2 异步电动机变压调速系统

5.3.3 绕线式异步电动机串级调速系统

5.3.4 鼠笼式异步电动机变频调速系统

5.3.5 变频器的使用与选择

习题与思考题

第6章 机电传动控制系统设计

6.1 机电传动控制系统设计的基本原则

6.2 机电传动控制系统设计的一般步骤和主要内容

6.3 机电传动控制系统设计要点

6.4 机电传动控制系统设计实例

习题与思考题

附录a 控制电动机技术数据

附录b 电气图用文字符号和图形符号

附录c 常用电器元件主要技术数据

附录d s7-200系列PLC重要信息

附录e Micromaster 440变频器技术规格

参考文献