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1机电传动控制的动力学基础1

1.1机电传动系统的运动方程式1

1.1.1运动方程式2

1.1.2运动方程式中转矩的正负号分析3

1.2生产机械的负载转矩特性4

1.3机电传动系统的稳定运行条件6

小结7

思考与习题8

2电动机的工作原理及其机械特性9

2.1发电机定则与电动机定则9

2.2交流异步电动机10

2.2.1交流异步电动机的结构10

2.2.2异步电动机的工作原理与铭牌数据12

2.2.3三相异步电动机的机械特性16

2.2.4异步电动机的起动和制动22

2.2.5异步电动机运行特性小结28

2.3直流电动机28

2.3.1直流电动机的结构28

2.3.2直流电动机的工作原理与铭牌数据29

2.3.3直流电动机的机械特性34

2.3.4直流电动机的起动和制动39

2.3.5他励直流电动机运行特性小结47

2.4单相异步电动机47

2.4.1单相异步电动机的磁场47

2.4.2单相异步电动机的起动方法50

2.5直线异步电动机51

2.6同步电动机53

2.6.1同步电动机的基本结构53

2.6.2同步电动机的工作原理和运行特性54

2.6.3同步电动机的起动55

2.7控制电动机57

2.7.1控制电动机概述57

2.7.2伺服电动机58

2.7.3测速发电机65

2.7.4旋转变压器68

2.7.5自整角机76

小结89

思考与习题90

3机电传动断续控制91

3.1常用低压电器91

3.1.1执行电器91

3.1.2检测电器94

3.1.3控制电器96

3.1.4保护电器98

3.2电动机的起、制动控制电路及起、制动设备的计算100

3.2.1电气控制原理图100

3.2.2继电-接触器自动控制的基本线路102

3.3电动机的保护110

3.4继电-接触器控制电路的设计方法111

3.5机床控制电路举例113

小结117

思考与习题118

4机电传动系统方案及电动机的选择119

4.1机电传动系统的组成及控制方案选择119

4.1.1机电传动系统的组成119

4.1.2机电传动控制方案的选择119

4.2电动机容量选择的原则122

4.3不同工作制下电动机容量的选择122

4.3.1连续工作制下电动机容量的选择122

4.3.2短时工作制下电动机容量的选择124

4.3.3重复短时工作制下电动机容量的选择125

小结126

思考与习题126

5直流传动控制系统128

5.1直流电动机调速系统的分类与技术性能128

5.1.1直流电动机调速系统的分类128

5.1.2直流电动机调速系统的技术指标128

5.2旋转变流机组型直流调速系统（G-M系统）129

5.2.1旋转变流机组型直流调速系统的结构129

5.2.2旋转变流机组型直流调速系统的机械特性130

5.2.3交磁电机扩大机-直流发电机-直流电动机系统（GA-M系统）130

5.3静止变流机组型直流调速系统132

5.3.1变流器件132

5.3.2单闭环直流调速系统144

5.3.3双闭环控制直流调速系统148

5.4晶体管-直流电动机调速系统（PWM系统）152

5.4.1双极式可逆PWM变换器152

5.4.2单极式可逆PWM变换器154

5.4.3受限单极式可逆PWM变换器155

5.5直流电动机调速系统介绍156

小结161

思考与习题161

6交流传动控制系统163

6.1交流传动控制系统的应用领域163

6.2调压调速系统164

6.2.1晶闸管交流移相调压器164

6.2.2固态接触器交流移相调压器167

6.2.3三相交流调压电源171

6.2.4调压调速系统的组成与特性分析172

6.3电磁转差离合器调速系统176

6.3.1系统的组成和工作原理176

6.3.2电磁调速电动机的工作特性176

6.3.3电磁调速电动机的优缺点及适用范围177

6.4晶闸管串级调速系统177

6.4.1串级调速的基本工作原理177

6.4.2串级调速的基本运转状态与功率传递关系179

6.4.3调速范围与串级调速装置的容量、转子电压的关系180

6.4.4串级调速的主回路方案181

6.4.5功率因数和效率182

6.4.6串级调速系统的机械特性182

6.4.7串级调速控制系统183

6.5变频调速184

6.5.1变频器的主要类型和特点184

6.5.2交-直-交电压源型变频器190

6.5.3交-直-交电流源型变频器194

6.5.4电压源型变频器与电流源型变频器的性能比较196

6.5.5脉宽调制式电压源型变频器197

6.5.6交-交变频器200

小结205

思考与习题206

7步进电动机传动控制系统207

7.1步进电动机工作原理及分类208

7.1.1步进电动机的结构与工作原理208

7.1.2小步距角步进电动机210

7.1.3步进电动机的分类211

7.2步进电动机驱动电源212

7.2.1步进电动机的驱动方式212

7.2.2步进电动机的环形分配器213

7.2.3步进电动机的驱动电路216

7.3步进电动机的运行特性及影响因素220

7.3.1步进电动机的运行特性220

7.3.2步进电动机运行特性的影响因素223

7.3.3步进电动机的主要性能指标和应用224

7.4步进电动机的开、闭环控制226

7.4.1步进电动机的开环控制226

7.4.2步进电动机的闭环控制227

7.5步进电动机控制系统应用实例228

7.5.1步进电动机在数控车床中开环控制的应用228

7.5.2步进电动机闭环控制在挤压机速度系统中的应用233

7.5.3基于PLC的步进电动机控制在工业机械手中的应用233

小结237

思考与习题237

8机电传动伺服系统控制技术239

8.1机电传动伺服系统概述239

8.2机电传动伺服系统的驱动元件241

8.2.1不可控器件242

8.2.2半控型器件243

8.2.3全控型器件247

8.3机电传动伺服系统的速度测量、位移测量260

8.3.1速度测量260

8.3.2角度（角位移）检测271

8.3.3伺服系统功率集成驱动模块276

8.4机电传动伺服系统负载及电动机参数综合计算292

8.4.1定位精度及设计注意点292

8.4.2负载飞轮惯量GD2的计算295

8.4.3负载及电动机参数综合计算举例296

小结300

思考与习题301

附录 电气图常用文字、图形符号302

参考文献303