电机与电气控制技术_赵勇胡建平_9787564352028

　　在编写内容布局上，遵循高职院校教学的 “必需、够用、实用” 原则，充分体现高等职业教育的实用特征；在编写体系设置上，坚持以“夯实基础，贴近岗位” 为准则，突出可操作性，使知识与技能较好融合。为便于教学，每本书皆配有教师可用、学生可学的资料、资源。

　　前言
　　一、电机与电气控制在国民经济中的作用
　　电能是现代最常用且极为普遍的一种二次能源。电能具有许多优点，其生产、传输、控制和使用都比较方便，且效率较高，因而广泛用于工农业生产、交通运输、科学研究、信息传输及日常生活中，极大地推动了技术的进步和生产力的发展。
　　电机是与电能的生产、传输和使用有着密切关系的电磁机构。例如：将自然界的一次能源如水能、热能、风能和原子能等转换为电能需用发电机，它是电厂的主要电气设备；为了经济地使用和分配电能需用变压器，它是电力系统的主要电气设备；在其他各行各业各部门都大量使用各种电动机作为原动机，用以拖动各种机械设备，这称为电力拖动；在军事、信息领域和各种自动控制系统中，则应用大量的控制电机，作为检测、执行和计算等元件；在医疗、文教领域和日常生活中，电机的应用也十分广泛。
　　电力拖动系统按拖动电动机的不同，分为直流拖动系统和交流拖动系统，按有无反馈装置分为闭环电力拖动系统与开环电力拖动系统。闭环电力拖动系统往往采用控制电机等反馈装置来实现反馈功能。传统的控制设备多为继电器、接触器，因这类器件均带有触点，故应用继电器、接触器作为控制设备的电力拖动系统又称为有触点系统。为提高系统工作的可靠性，近年来出现了以数字电路为主的无触点系统。数字电路发展很快，先从分立元件发展到集成电路，现又发展到使用微型计算机控制的数字控制系统。本书以三相异步电动机控制及其电力拖动技术为重点，以继电器、接触器控制电路基本环节为主线，介绍了目前仍广泛使用的典型设备的经典电气控制技术。
　　二、电机与电力拖动系统的发展概况
　　1820年，奥斯特发现了电流的磁效应。1831 年，法拉第发现了电磁感应现象，其后，电动机和发电机的雏形出现了。从电机形成一个工业部门至今不过一百多年，但经济发展的需要使电机获得迅速的发展。19世纪末期，电动机逐渐代替了蒸汽机，出现了电力拖动。在其初期，常以一台电动机拖动多台设备，或一台设备上的多个运动部件由一台电动机拖动，称之为集中拖动。为了满足生产发展的需要，在20世纪20年代出现了单独拖动。为进一步简化机械传动机构，更好地满足生产机械各运动部件对机械特性的不同要求，在20世纪30年代出现了多电动机拖动，即生产机械各运动部件分别由不同电动机拖动，这使生产机械的机械结构大为简化。
　　随着生产的发展，人们对上述单电动机拖动系统及多电动机拖动系统提出了更高的要求，例如：提高加工精度和运行速度，快速启动、制动及反转，实现很宽范围内的速度调节及整个生产过程的自动化等。要满足这些要求，除改进驱动装置——电动机外，必须加装自动控制设备，组成自动化的电力拖动系统。而这些自动化的电力拖动系统随着自动控制理论的发展，半导体器件和电力电子技术的应用，以及数控技术和计算机技术的发展和应用，正在不断地完善。
　　电力拖动具有许多其他拖动方式无法比拟的优点：启动、制动、反转和调速的控制简单方便；快速性好，效率高；电动机的类型很多，具有各种不同的运行特性，可满足各类生产机械的要求；电力拖动系统各参数的检测、信号的变换和传送很方便，易于实现最优控制等。因此，电力拖动成为现代工农业电气自动化的基础。
　　三、课程的性质和任务
　　“电机与电气控制技术”是铁道供电技术、电气工程及自动化、机电等专业的专业基础课。它由电机原理、电力拖动理论、牵引电机和电气控制四部分内容有机组合而成。在上述各专业的整个课程体系中，该课程起着承上启下的作用。本课程的任务是使学生掌握相关的基本理论，学会分析运算的基本方法与维修的技能，从而具有较高的专业技术应用能力。
　　本教材在内容上注重实践与理论相结合、强电与弱电相结合、使用与维修相结合，加强了实践教学和现场教学环节，加强了现代化教学手段的使用，突出了技能的培养，以求全面提高学生素质，增强其适应职业变化的能力。在搜集材料、讨论编写的过程中，我们注意做到：① 综合是有机综合，而不是内容的简单叠加，如将交、直流电机的电气控制内容与电力拖动的内容融合到一起，更加便于读者的学习和实验。② 简化纯理论性的原理叙述和公式推导，如交流绕组磁势是时间、空间的变化函数，牵涉到分布系数和短矩系数等，不宜作过深介绍。③ 加强学习方法的训练，培养学生分析问题、解决问题的能力。特别是在教授该课程时，应注意教会学生工程上的近似分析方法，正确处理严密的理论推导和合理的工程近似的关系。每一种具体的工业装置，都受到许多条件的制约，因此必须将问题简化，找出主要矛盾，运用理论加以分析推导。如电机理论中许多公式的简化、T 形等效电路等都做了这样的处理。
　　本书由山东职业学院赵勇和湖南高速铁路职业技术学院胡建平担任主编，由包头铁道职业技术学院祁瑒娟和昆明铁道职业技术学院吴晓燕担任副主编。其中赵勇编写了第一、三、五、七、九章，胡建平编写了第六、八章，祁瑒娟编写了第二章，吴晓燕编写了第四章。山东职业学院高秀梅和包头铁道职业技术学院张泽伟也参与了部分内容的编写及资料收集工作。
　　四川管理职业学院的程波在百忙之中认真审阅了本书，并提出了宝贵的修改意见，在此表示诚挚的感谢。由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正。
　　编者
　　2016年10月

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