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第1章 绪论1

1.1 机床电气自动控制系统的作用及发展趋势2

1.1.1 机床电气自动控制系统的作用2

1.1.2 机床电气自动控制系统发展趋势2

1.2 机床电气自动控制系统6

1.2.1 电气控制系统的组成6

1.2.2 机床电力拖动自动控制系统7

1.3 课程内容要求8

1.4 思考与练习9

第2章 机床常用低压电器10

2.1 低压电器的基本知识11

2.1.1 低压电器的分类11

2.1.2 常用低压电器11

2.1.3 常用低压电器的发展12

2.2 低压电器的基本结构13

2.2.1 电磁机构13

2.2.2 触头系统14

2.2.3 灭弧系统15

2.3 低压隔离器16

2.3.1 低压刀开关17

2.3.2 熔断式刀开关19

2.3.3 组合开关19

2.4 主令电器21

2.4.1 控制按钮21

2.4.2 行程开关22

2.4.3 万能转换开关25

2.4.4 主令控制器27

2.5 接触器28

2.5.1 接触器的结构及工作原理28

2.5.2 接触器的主要技术参数29

2.5.3 常用接触器的主要技术数据30

2.5.4 接触器选用原则33

2.6 继电器33

2.6.1 电磁式继电器33

2.6.2 时间继电器35

2.6.3 热继电器39

2.6.4 速度继电器42

2.7 熔断器44

2.7.1 熔断器的结构和分类44

2.7.2 熔断器的主要参数45

2.7.3 熔断器的类型选择45

2.7.4 快速熔断器46

2.8 低压断路器47

2.8.1 低压断路器的结构及工作原理47

2.8.2 低压断路器的常用类别48

2.8.3 低压断路器的主要参数和技术数据49

2.8.4 低压断路器的控制特性50

2.8.5 低压断路器的选择及使用注意事项51

2.9 主要电气元件故障诊断与维修51

2.9.1 电磁式电器共性故障诊断与维护51

2.9.2 常见电器故障诊断与维修53

2.10 本章小结56

2.11 思考与练习56

第3章 常用电动机应用基础57

3.1 直流电动机应用基础58

3.1.1 直流电动机的基本结构及工作原理58

3.1.2 直流电动机的基本方程65

3.1.3 直流电动机的机械特性68

3.1.4 直流电动机的电气控制71

3.2 异步电动机应用基础77

3.2.1 异步电动机的结构、类型及工作原理78

3.2.2 三相异步电动机的机械特性84

3.2.3 异步电动机的启动、调速以及制动控制91

3.3 步进电动机98

3.3.1 步进电动机的工作原理98

3.3.2 步进电动机的静态指标术语99

3.3.3 步进电动机的应用100

3.4 本章小结100

3.5 思考与练习100

第4章 继电器-接触器控制系统的基本控制电路101

4.1 控制线路的图形、文字符号及绘图原则102

4.1.1 常用电器的图形符号和文字符号102

4.1.2 电气控制线路原理图的绘图规则102

4.1.3 电气控制图的分类104

4.1.4 电气图阅读的基本方法105

4.2 点动与连续控制电路106

4.2.1 点动控制电路106

4.2.2 电动机的长动控制电路106

4.2.3 点动与连续控制电路107

4.3 正／反转控制109

4.3.1 倒顺转换开关正／反转控制电路109

4.3.2 接触器互锁正／反转控制电路110

4.4 位置控制111

4.4.1 限位通电控制电路112

4.4.2 限位断电控制电路113

4.4.3 自动往复循环控制线路113

4.5 其他控制电路114

4.5.1 多点控制114

4.5.2 顺序控制115

4.5.3 时间控制115

4.6 本章小结118

4.7 思考与练习118

第5章 直流电动机的基本控制电路119

5.1 直流电动机的励磁方式120

5.2 他励直流电动机的启动控制121

5.2.1 他励直流电动机三端启动器减压启动电路121

5.2.2 他励直流电动机时间继电器减压启动电路123

5.3 直流电动机的调速控制123

5.3.1 电动机调速概论123

5.3.2 改变电枢电路电阻的调速124

5.3.3 改变励磁磁通的调速125

5.3.4 改变电源电压的调速127

5.3.5 晶闸管调速系统简介128

5.4 他励直流电动机正／反转控制电路129

5.4.1 改变电枢电流方向的正／反转控制电路1129

5.4.2 改变电枢电流方向的正／反转控制电路2130

5.4.3 改变励磁电流方向的正／反转控制电路131

5.5 直流电动机的制动控制132

5.5.1 直流电动机外接电阻能耗制动控制电路132

5.5.2 直流电动机接触器反接制动控制电路132

5.6 直流电动机的保护133

5.7 本章小结134

5.8 思考与练习134

第6章 三相交流异步电动机的基本控制电路135

6.1 三相鼠笼式电动机的启动控制136

6.1.1 直接启动控制线路136

6.1.2 降压启动控制线路137

6.2 三相绕线式异步电动机降压启动控制139

6.3 三相异步电动机的正／反转控制线路142

6.3.1 开关控制的正／反转线路142

6.3.2 接触器控制的正／反转线路143

6.4 三相异步电动机的制动控制线路144

6.4.1 能耗制动144

6.4.2 反接制动145

6.5 交流电动机多地及顺序控制线路147

6.5.1 多地控制线路147

6.5.2 顺序控制线路147

6.6 本章小结149

6.7 思考与练习149

第7章 典型机床电气控制150

7.1 机床电气控制线路图的识读方法及步骤151

7.2 CA6140卧式车床电气控制153

7.2.1 CA6140卧式车床主要结构153

7.2.2 CA6140卧式车床的运动形式及控制要求153

7.2.3 CA6140卧式车床电气原理图分析154

7.3 M7120型平面磨床电气控制155

7.3.1 M7130型平面磨床主要结构156

7.3.2 M7120型平面磨床的运动形式及控制要求156

7.3.3 M7120型平面磨床的电气原理图分析158

7.4 Z3040摇臂钻床电气控制162

7.4.1 Z3040摇臂钻床主要结构162

7.4.2 Z3040摇臂钻床的运动形式及控制要求163

7.4.3 Z3040摇臂钻床电气原理图分析164

7.5 X62W万能升降台铣床电气控制线路167

7.5.1 X62W铣床主要结构167

7.5.2 X62W铣床的运动形式168

7.5.3 X62W铣床电气原理图分析169

7.6 T68卧式镗床电气控制172

7.6.1 T68卧式镗床主要结构173

7.6.2 T68卧式镗床的运动形式及控制要求173

7.6.3 T68卧式镗床电气原理图分析174

7.7 组合机床电气控制180

7.7.1 工作概况180

7.7.2 主电路及控制电路182

7.7.3 自动工作循环电路183

7.7.4 辅助电路187

7.8 本章小结187

7.9 思考与练习187

第8章 可编程控制器及其应用189

8.1 可编程控制器的概述190

8.1.1 PLC的定义190

8.1.2 PLC的产生和发展190

8.1.3 PLC的特点和应用192

8.1.4 PLC的分类194

8.2 可编程控制器的组成及工作原理196

8.2.1 PLC的基本组成196

8.2.2 可编程控制器的工作原理200

8.3 可编程控制器的指令系统202

8.3.1 可编程控制器的编程语言203

8.3.2 可编程控制器的基本指令204

8.3.3 可编程控制器的功能指令216

8.3.4 逻辑运算指令219

8.3.5 传送指令221

8.3.6 移位和循环移位指令222

8.3.7 数据转换指令224

8.3.8 编码和译码指令225

8.4 可编程控制器的程序设计226

8.4.1 软件设计概述226

8.4.2 梯形图和语句表编程简介228

8.4.3 简单程序编制230

8.5 本章小结234

8.6 思考与练习234

第9章 直流调速系统235

9.1 直流调速系统概述236

9.1.1 调速的定义236

9.1.2 直流电动机的调速238

9.2 单闭环直流调速系统240

9.3 双闭环直流调速系统242

9.3.1 系统的组成242

9.3.2 系统的静特性242

9.3.3 系统的动态特性243

9.4 可逆直流调速系统245

9.4.1 有环流可逆直流调速系统245

9.4.2 逻辑控制的无环流可逆调速系统246

9.5 直流脉宽调速系统246

9.6 本章小结248

9.7 思考与练习249

第10章 交流调速系统250

10.1 变频调速的理论依据251

10.2 变频器工作原理及分类251

10.2.1 变频器组成252

10.2.2 变频器工作原理252

10.2.3 变频器分类253

10.2.4 变频器参数257

10.3 异步电动机变频调速系统259

10.3.1 基频以下调速259

10.3.2 基频以上调速261

10.4 交流伺服电动机驱动模块及其应用263

10.5 本章小结267

10.6 思考与练习267

第11章 自动控制基础268

11.1 概述269

11.1.1 自动控制的基本概念269

11.1.2 自动控制系统的基本组成及控制方式270

11.2 自动控制系统性能及评价270

11.2.1 基本要求271

11.2.2 性能指标271

11.3 控制系统的数学模型272

11.3.1 建立系统微分方程的一般步骤273

11.3.2 传递函数273

11.3.3 动态结构图274

11.4 控制系统时域分析279

11.4.1 典型输入信号279

11.4.2 一阶系统分析281

11.4.3 二阶系统分析283

11.4.4 分析举例285

11.5 本章小结286

11.6 思考与练习286

第12章 机床电气控制的实践环节289

12.1 基本实验290

12.1.1 低压电器的认识实验290

12.1.2 三相异步电动机Y—△降压启动及正／反转控制292

12.1.3 三相异步电动机能耗制动控制293

12.1.4 三相异步电动机变频调速控制294

12.1.5 直流电动机的调速实验295

12.1.6 可编程控制器的控制实验297

12.1.7 步进电动机的调速控制实验298

12.2 三相异步电动机的基本拆装实习299

12.2.1 异步电动机的拆卸299

12.2.2 电动机的装配300

12.3 机床电气控制的综合设计部分300

12.3.1 典型机床电气控制实验300

12.3.2 低压电器控制设计302

12.3.3 用可编程控制器对异步电动机可逆运行控制实验302

12.3.4 利用可编程控制器设计抢答器304

12.3.5 人行道按钮控制交通灯程序设计实验307

附录A 常用电器图形符号309

附录B 常用电器文字符号314

附录C 《机床电气控制技术》专业词汇中英文对照316

参考文献325