工厂电气控制设备

目 录

第1章 常用低压电器 1
1.1 概述 1
1.2 接触器 1
1.2.1 接触器的用途及分类 1
1.2.2 接触器的工作原理及结构 2
1.2.3 接触器的主要技术参数及型号 6
1.2.4 接触器的选择 8
1.2.5 接触器的运行维护 8
1.3 继电器 9
1.3.1 电磁式继电器 9
1.3.2 时间继电器 11
1.3.3 热继电器 16
1.3.4 温度继电器 19
1.3.5 液位继电器 19
1.3.6 固态继电器 20
1.3.7 速度继电器 24
1.4 常用的开关电器 25
1.4.1 刀开关 25
1.4.2 组合开关 25
1.4.3 开启式负荷开关 26
1.4.4 铁壳开关 27
1.4.5 倒顺开关 28
1.4.6 低压断路器与智能型断路器 28
1.5 熔断器 30
1.5.1 熔断器的结构及分类 30
1.5.2 熔断器的安秒特性 32
1.5.3 熔断器的技术参数 32
1.5.4 熔断器的选择 33
1.5.5 熔断器的运行与维修 34
1.6 主令电器 34
1.6.1 控制按钮 34
1.6.2 万能转换开关 35
1.6.3 行程开关 35
1.6.4 接近开关 37
1.6.5 光电开关 38
本章小结 39
习题 40
第2章 电气控制线路基础 41
2.1 电气控制系统图 41
2.1.1 常用电气图的图形符号、文字符号和接线端子标记 41
2.1.2 电气原理图 41
2.1.3 电气元件布置图 43
2.1.4 电气元件接线图 44
2.2 电气控制线路基本控制规律 44
2.2.1 直接启动 44
2.2.2 电动机的正反转控制 46
2.3 三相笼型异步电动机的降压启动控制 48
2.3.1 星-三角形转换降压启动控制 48
2.3.2 定子绕组串接电阻或电抗器降压启动控制 49
2.3.3 自耦变压器降压启动控制 50
2.3.4 延边三角形降压启动控制 51
2.3.5 笼型异步电动机启动方式的小结 51
2.4 三相笼型异步电动机的制动控制 52
2.4.1 反接制动控制 52
2.4.2 能耗制动控制 53
2.5 其他典型控制环节 54
2.5.1 多地点控制启、停的联锁控制 54
2.5.2 按顺序工作时的联锁控制 55
2.5.3 正常工作与点动的联锁控制 56
2.5.4 电液控制 56
2.6 电气控制保护环节简介 59
本章小结 61
习题 61
第3章 三相异步电动机的电力拖动 63
3.1 三相异步电动机的机械特性 63
3.1.1 机械特性的物理表达式 63
3.1.2 机械特性的参数表达式 64
3.1.3 机械特性的实用表达式 69
3.2 三相异步电动机的启动 70
3.2.1 对异步电动机启动性能的要求 70
3.2.2 异步电动机的固有启动特性 71
3.2.3 鼠笼式异步电动机的启动 71
3.2.4 特种笼型转子异步电动机的启动 78
3.2.5 三相绕线转子异步电动机的启动 79
3.2.6 异步电动机启动时间和启动时能耗的计算 84
3.3 三相异步电动机的制动 88
3.3.1 能耗制动 89
3.3.2 机械特性曲线 89
3.3.3 制动过程 90
3.3.4 能耗制动经验公式 90
3.3.5 反接制动 90
3.3.6 回馈制动 92
本章小结 94
习题 95
第4章 常用机床电气控制线路及常见故障的排查 96
4.1 普通车床的电气控制 96
4.1.1 车床的主要结构及运动形式 96
4.1.2 电气线路分析 96
4.2 磨床的电气控制 97
4.2.1 磨床的主要结构及运动形式 98
4.2.2 磨床电气线路分析 98
4.3 摇臂钻床的电气控制 101
4.3.1 摇臂钻床的主要结构和运动形式 101
4.3.2 Z35摇臂钻床电气线路 101
4.4 铣床的电气控制 103
4.4.1 万能铣床的主要结构与运动形式 103
4.4.2 X62W万能铣床电气线路分析 103
4.5 镗床的电气控制 105
4.5.1 镗床的主要结构与运动形式 105
4.5.2 镗床的电气线路分析 105
本章小结 107
习题 107
第5章 变频器的基础知识 109
5.1 概述 109
5.1.1 变频器技术的发展 109
5.1.2 变频器技术的分类 110
5.1.3 变频器的应用 112
5.2 变频器常用电力电子器件 113
5.2.1 电力二极管 113
5.2.2 晶闸管 115
5.2.3 门极可关断（GTO）晶闸管 117
5.2.4 电力晶体管 119
5.2.5 电力场效应晶体管 121
5.2.6 绝缘栅双极型晶体管 124
5.2.7 集成门极换流晶闸管 126
5.2.8 智能功率模块 127
5.3 交-直-交变频技术 128
5.3.1 整流电路 128
5.3.2 中间电路 131
5.3.3 逆变电路 133
5.3.4 SPWM控制技术 134
5.4 交-交变频技术 138
5.4.1 单相输出交-交变频电路 138
5.4.2 三相输出交-交变频电路 141
5.4.3 矩形波交-交变频 142
5.5 高（中）压变频器 144
5.5.1 高（中）压变频器概述 144
5.5.2 高（中）压变频器的主电路结构 146
5.5.3 高压变频器对电动机的影响及防治措施 149
本章小结 149
习题 150
第6章 变频器的常用控制功能 151
6.1 变频器的组成与功能 151
6.1.1 变频器的组成及接线端子 151
6.1.2 变频器的主要功能参数及预置 157
6.1.3 变频器的频率参数及预置 162
6.2 变频器的控制方式 165
6.2.1 U/f控制 166
6.2.2 转差频率控制 169
6.2.3 矢量控制 170
6.2.4 直接转矩控制 174
本章小结 175
习题 176
第7章 通用变频器在典型控制系统中的应用 177
7.1 恒压供水系统 177
7.1.1 PLC与变频器的连接 177
7.1.2 水泵供水的基本模型与主要参数 179
7.1.3 供水系统的特性与工作点 180
7.1.4 节能原理分析 181
7.1.5 二次方根负载实现调速后如何获得*佳节能效果 183
7.1.6 变频器恒压供水调速系统的构成 184
7.1.7 训练内容 192
7.1.8 设备、工具和材料准备 192
7.1.9 操作步骤 193
7.2 中央空调控制系统 194
7.2.1 中央空调系统的组成 194
7.2.2 中央空调变频调速系统的基本控制原理 196
7.2.3 中央空调变频调速系统的切换方式 196
7.2.4 中央空调控制系统的自动控制运行 197
7.2.5 训练内容 197
7.2.6 设备、工具和材料准备 198
7.2.7 操作步骤 199
7.3 运料小车控制系统 204
7.3.1 训练内容 204
7.3.2 设备、工具和材料准备 207
7.3.3 操作步骤 207
本章小结 208
习题 208
第8章 变频器选用、安装与维护 211
8.1 通用变频器的规格与选用 211
8.1.1 通用变频器的标准规格指标 211
8.1.2 通用变频器的选型 213
8.1.3 通用变频器容量的选择 213
8.2 通用变频器的安装 214
8.2.1 通用变频器的安装环境 214
8.2.2 通用变频器的具体安装 215
8.2.3 通用变频器的接线 216
8.3 变频器的维护 218
8.3.1 变频器维护的重要性 218
8.3.2 变频器的日常检查 220
8.3.3 变频器的定期检修 220
本章小结 223
习题 224
第9章 三相异步电动机变频器调速控制线路 225
9.1 异步电动机变频调速工作原理 225
9.2 异步电动机的调速方式 225
9.2.1 异步电动机的调速 225
9.2.2 异步电动机的调速方式 226
9.3 对不同负载类型变频器的选择 226
9.3.1 恒转矩负载变频器的选择 226
9.3.2 恒功率负载变频器的选择 227
9.3.3 二次方律负载变频器的选择 228
9.3.4 直线律负载变频器的选择 229
9.3.5 特殊性负载变频器的选择 230
9.4 变频器调速控制电路的设计 230
9.5 变频器正反转控制线路 233
9.5.1 用低压电器控制 233
9.5.2 直接用PLC控制 234
9.5.3 用PLC加低压电器控制 235
9.6 变频器正反转自动循环控制线路 235
9.6.1 用低压电器控制 236
9.6.2 直接用PLC控制 237
9.6.3 用PLC加低压电器控制 238
9.7 小车自动往返控制线路 238
9.7.1 用低压电器控制 239
9.7.2 用PLC直接控制 240
9.8 变频器的多段速度控制线路 242
9.8.1 用低压电器控制 242
9.8.2 直接用PLC控制 243
9.8.3 用PLC加低压电器控制 244
9.9 自动升降速控制线路 244
9.9.1 用低压电器控制 245
9.9.2 用PLC直接控制 245
9.10 其他控制线路 246
9.10.1 顺序控制 246
9.10.2 延时控制 247
9.10.3 工频与变频的转换电路 248
9.11 多台电动机同步调速系统 251
9.11.1 同步信号的获取 251
9.11.2 同步信号的处理 252
9.11.3 常用的同步方法 254
9.11.4 变频器的主电路和控制电路 256
9.12 用步进逻辑公式设计控制线路 259
9.12.1 基本规定 259
9.12.2 程序步 260
9.12.3 步进逻辑公式 261
9.12.4 步进逻辑公式的使用方法 262
本章小结 263
习题 263
第10章 实验项目 266
实验1 交流接触器的识别与检测 266
实验2 热继电器的识别与检测 268
实验3 三相笼型异步电动机点动控制线路的安装与调试 269
实验4 面板操作实验 271
实验5 端子操作实验 274
实验6 启停速度选择实验 275
实验7 多段速度选择实验 276
实验8 直流制动实验 278
实验9 变频器频率跳变实验 278
附录A 常见元件图形符号、文字符号一览表 282
附录B 元件新旧符号对照表 285
参考文献 287