《電機與電氣控制技術(第3版)》是普通高等教育“十一五”、“十二五”國家級規劃教材,教育部高等職業教育示范專業規劃教材。全書以電動機為驅動裝置,低壓電器為控制、保護元件,實現對電氣控制設備的電力拖動和電氣控制。其中以三相異步電動機拖動和控制為重點,以電氣控制基本環節為主線,以常用典型設備電氣控制為實例,闡述了電力拖動基本知識;常用設備的電氣控制和電氣控制系統設計的基本知識。全書以培養高級應用型人才為目標,以技能培養和工程應用能力培養為出發點,堅持教育服務的持續發展,突出生產實際應用,著力培養學生分析問題、解決生產實際問題的能力,提高學生專業技能。本書主要內容有:變壓器、三相異步電動機、直流電機、常用控制電機、常用低壓電器、電氣控制電路基本環節、典型設備的電氣控制、電氣控制系統設計等。本書為高職高專、高等工科院校、成人教育學院以及技師學院電氣工程及自動化類專業及相關專業的教材,也可供從事相關專業的工程技術人員參考。為方便教師授課,本書特備有免費電子課件、章后習題詳解,凡選用本書作為授課教材的院校,均可來電索取。
電力拖動具有許多其他拖動方式無法比擬的優點:起動、制動、反轉和調速的控制簡單方便,快速性好、效率高,而且電動機的類型很多,具有各種不同的運行特性,可滿足各種類型生產機械的要求,以及電力拖動系統各參數的檢測、信號的變換和傳送方便,易于實現最優控制等。因此,電力拖動成為現代工農業電氣自動化的基礎。
二、電力拖動自動控制的發展
隨著電力拖動方式的演變,其控制方式由手動控制逐步向自動控制方向發展。最初的自動控制是用數量不多的繼電器、接觸器及保護元件組成的繼電.接觸器控制系統。這種控制具有使用的單一性,即一臺控制裝置只適用于某一固定控制程序的設備,若程序發生改變,必須重新接線,而且這種控制的輸入、輸出信號只有通和斷兩種狀態,控制是斷續的,因而又稱為斷續控制。
為使控制系統具有良好的靜態與動態特性,常采用反饋控制系統,反饋控制系統由連續控制元器件作為反饋裝置,它不僅能反映信號的通與斷,而且能反映信號的大小和變化。這種由連續控制元器件組成的反饋控制系統稱為閉環控制系統,又稱為連續控制系統,常用的連續控制元器件有晶閘管,構成晶閘管控制系統。
20世紀60年代出現了順序控制器,它能根據生產需要,靈活地改變控制程序,使控制系統具有較大的靈活性和通用性,但仍使用硬件手段且裝置體積大,功能也受到一定限制。20世紀70年代出現了用軟件手段來實現各種控制功能,以微處理器為核心的新型工業控制器——可編程序控制器。
隨著計算機技術的發展,20世紀40年代末,研制成了數控設備,它是用電子計算機按預先編制好的程序,對機床實現自動化的數字控制。隨著微型計算機的出現,數控機床獲得很快的發展,先后出現了由硬件邏輯電路構成的專用數控裝置NC,小型計算機控制系統MNC。近年來又發展成柔性制造系統FMS。最新發展起來了一種以數控機床為基本單元的計算機集成制造系統,即CIMS,用以實現無人自動化工廠。
三、課程的性質和學習方法
本課程是一門綜合性的主干課、專業課。對培養應用型的電氣工程及自動化類專業高等職業教育人才具有重要作用。本課程是在學習了“電工基礎”、“機械基礎’’之后,在進行了電工實訓的基礎上進行講授的,以使學生具有較牢固的基礎理論知識和初步的電工實踐技能,為學習本課程打下基礎。本課程是原有的“電機原理”、“電力拖動基礎”與“工廠電氣控制設備”等三門課程的主要內容的有機結合,加強了電動機在自動控制系統中的應用。將電動機作為一個驅動元件來對待,以三相異步電動機為重點,以低壓電器為控制元件,以電動機控制電路基本環節為主線,分析生產機械典型設備的電氣控制。
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