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| 內容簡介： |
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全书分为两篇，第1篇为机电传动系统的驱动元件，包括绪论、第1～5章，重点介绍机电传动系统中常用驱动元件交、直流电动机的结构、工作原理和机械特性。第2篇为机电传动系统的控制，包括第6～8章，介绍机电系统驱动元件的各种控制方式（继电器-接触器控制、PLC控制、微机控制）、方法和实际应用，重点介绍S7-200 SMART PLC在机电系统中的应用，结合大量实例，详细介绍S7-200 SMART PLC的基本指令、功能指令的用法及顺序功能图的使用和编程方法。本书内容丰富，知识体系完整，既介绍了机电系统中的各类驱动元件，又详细介绍了驱动元件的各种控制方式、方法；既介绍了传统电气控制的基本线路，又介绍了与基本控制线路相对应的PLC控制方法，层次分明又相互联系。本书内容实用，与实际工程控制结合紧密；实例丰富，易学易用。
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| 關於作者： |
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王总才，教授。1996.07～ 至今 河南工业大学任教，目前任河南工业大学CADCAM教学培训中心主任，机电教研室主任；出版主要作品有《机电传动与控制》2011.电子工业出版社；《机械CADCAM基础》2008.华中科技大学出版社。
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| 目錄：
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第1篇 机电传动系统的驱动元件
绪 论 3
0.1 机电传动系统的组成 3
0.2 机电传动及其控制系统的发展概况 3
0.3 机电传动系统的动力学基础 5
0.4 课程的性质与任务 12
习题与思考题 12
第1章 电动机概述 14
1.1 电动机的型号与分类 14
1.2 电动机外壳防护等级 16
1.3 电动机中的电磁定律 17
1.4 电动机中使用的材料 21
1.5 电动机中的电磁功率损耗 21
习题与思考题 22
第2章 直流电动机 23
2.1 直流电动机的结构和分类 23
2.1.1 直流电动机的基本结构 23
2.1.2 直流电动机的分类 27
2.2 直流电动机的工作原理 28
2.3 直流电动机的额定参数 31
2.4 直流电动机的机械特性 32
2.4.1 他励直流电动机的机械特性 32
2.4.2 串励直流电动机的机械特性 40
2.4.3 复励直流电动机的机械特性 41
2.5 他励直流电动机的启动特性 42
2.6 他励直流电动机的调速特性 45
2.6.1 改变电枢电路外串电阻调速 47
2.6.2 改变电动机电枢供电电压调速 48
2.6.3 改变电动机主磁通调速 50
2.7 他励直流电动机的制动特性 53
2.7.1 能耗制动 54
2.7.2 反接制动 57
2.7.3 反馈制动 60
习题与思考题 63
第3章 交流电动机 66
3.1 三相异步电动机的结构和工作原理 66
3.1.1 三相异步电动机的基本结构 66
3.1.2 三相异步电动机的工作原理 68
3.1.3 三相异步电动机的旋转磁场 68
3.1.4 定子绕组出线端子的连接方式 71
3.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路 72
3.2.1 三相异步电动机的定子电路 72
3.2.2 三相异步电动机的转子电路 74
3.2.3 三相异步电动机的额定参数 75
3.2.4 三相异步电动机的功率传递 76
3.3 三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 77
3.3.1 三相异步电动机的电磁转矩 77
3.3.2 三相异步电动机的机械特性 77
3.4 三相异步电动机的启动方法 81
3.4.1 三相笼型异步电动机的启动方法 81
3.4.2 绕线式三相异步电动机的启动方法 86
3.4.3 特殊三相笼型异步电动机 88
3.5 三相异步电动机的调速方法 90
3.5.1 调压调速 90
3.5.2 转子电路串电阻调速 91
3.5.3 变极对数调速 92
3.5.4 变频调速 93
3.6 三相异步电动机的制动 96
3.6.1 反馈制动 96
3.6.2 反接制动 97
3.6.3 能耗制动 98
3.7 单相异步电动机 99
3.7.1 单相异步电动机的工作原理 99
3.7.2 单相异步电动机的启动方法 101
3.7.3 单相异步电动机的调速方法 102
3.8 三相同步电动机 103
3.8.1 三相同步电动机的结构 103
3.8.2 三相同步电动机的工作原理 104
3.8.3 三相同步电动机的启动方法 105
3.8.4 三相同步电动机的特点 107
习题与思考题 107
第4章 控制电动机 109
4.1 伺服电动机 109
4.1.1 交流伺服电动机 110
4.1.2 直流伺服电动机 114
4.1.3 两相交流伺服电动机与直流伺服电动机的性能比较 117
4.2 力矩电动机 118
4.2.1 永磁式直流力矩电动机的结构特性 118
4.2.2 直流力矩电动机的特点 119
4.3 小功率同步电动机 120
4.3.1 永磁式同步电动机 120
4.3.2 磁阻式电磁减速同步电动机 122
4.3.3 磁滞式同步电动机 123
4.4 步进电动机 125
4.4.1 步进电动机的结构与分类 125
4.4.2 步进电动机的工作原理 127
4.4.3 步进电动机的运行特性 130
4.4.4 步进电动机的主要性能指标 133
4.4.5 步进电动机的选择 134
4.5 直线电动机 134
4.5.1 直线交流异步电动机 135
4.5.2 直线交流同步电动机 138
4.5.3 直线直流电动机 139
4.5.4 直线步进电动机 141
习题与思考题 143
第5章 机电传动控制系统中电动机的选择 144
5.1 电动机功率选择的原则 144
5.2 电动机的温度变化规律 145
5.3 不同工作制电动机功率的选择 146
5.3.1 连续工作制电动机功率的选择 146
5.3.2 短时工作制电动机功率的选择 149
5.3.3 重复短时工作制电动机功率的选择 150
5.4 电动机功率选择的统计法和类比法 152
5.5 电动机种类、电压、转速和结构形式的选择 152
5.5.1 根据生产机械的负载性质选择电动机的类型 152
5.5.2 电动机电压等级的选择 153
5.5.3 电动机额定转速的选择 153
5.5.4 电动机结构形式的选择 154
习题与思考题 154
第2篇 机电传动系统的控制
第6章 机电传动系统的继电器-接触器控制 157
6.1 常用低压电器 158
6.1.1 低压开关 162
6.1.2 低压断路器 164
6.1.3 接触器 166
6.1.4 继电器 169
6.1.5 熔断器 175
6.1.6 主令电器 177
6.1.7 信号电器 181
6.2 电气控制系统的电路图及绘制原则 181
6.2.1 电气控制系统图中的图形符号和文字符号 181
6.2.2 电气原理图 182
6.2.3 电气元件布置图 185
6.2.4 电气安装接线图 186
6.2.5 控制柜及非标准零件图 187
6.3 三相笼型异步电动机的基本控制线路 187
6.3.1 三相笼型异步电动机全压启动控制线路 187
6.3.2 三相笼型异步电动机降压启动控制线路 188
6.3.3 三相笼型异步电动机正、反转控制线路 193
6.3.4 三相笼型异步电动机制动控制线路 194
6.3.5 多速三相笼型异步电动机控制线路 199
6.3.6 三相笼型异步电动机的其他控制线路 200
6.4 三相绕线转子异步电动机启动控制线路 203
6.4.1 三相绕线转子异步电动机转子串电阻启动控制线路 203
6.4.2 三相绕线转子异步电动机转子串频敏变阻器启动控制线路 205
6.5 直流电动机的基本控制线路 206
6.5.1 直流电动机启动控制线路 206
6.5.2 直流电动机正、反转控制线路 208
6.5.3 直流电动机反接制动控制线路 209
6.5.4 直流电动机能耗制动控制线路 210
6.5.5 直流电动机调速控制线路 211
6.6 继电器-接触器控制系统的设计 211
6.6.1 继电器-接触器控制系统设计的基本内容 212
6.6.2 电气原理图设计的基本步骤及一般规律 212
6.6.3 电气控制线路设计举例 214
6.7 继电器-接触器控制系统分析 218
6.7.1 继电器-接触器控制系统分析的基本内容 218
6.7.2 继电器-接触器控制系统分析的基本步骤 219
6.7.3 C650卧式车床电气控制线路分析 219
习题与思考题 222
第7章 机电传动系统的可编程序控制器控制 224
7.1 可编程序控制器概述 224
7.1.1 可编程序控制器的产生 224
7.1.2 可编程序控制器的特点 225
7.1.3 可编程序控制器的主要功能及应用 227
7.1.4 可编程序控制器与继电器-接触器控制系统的区别 228
7.1.5 可编程序控制器的发展趋势 229
7.1.6 可编程序控制器的主流产品 232
7.2 可编程序控制器的组成与工作原理 232
7.2.1 可编程序控制器的基本组成 233
7.2.2 可编程序控制器的工作原理及主要技术指标 237
7.2.3 可编程序控制器的分类 238
7.2.4 可编程序控制器的编程语言 239
7.3 S7-200 SMART PLC的基础知识 241
7.3.1 S7-200 SMART PLC的硬件系统 242
7.3.2 S7-200 SMART PLC的内部资源及寻址方式 250
7.3.3 S7-200 SMART PLC编程软件 257
7.4 S7-200 SMART PLC的基本指令及编程方法 260
7.4.1 基本逻辑指令及使用举例 260
7.4.2 定时器指令和计数器指令 269
7.4.3 顺序控制指令 276
7.4.4 程序控制指令 278
7.4.5 梯形图编程的基本规则及注意事项 285
7.5 S7-200 SMART PLC的功能指令及应用 287
7.5.1 运算指令 287
7.5.2 数据处理指令 296
7.5.3 表功能指令 304
7.5.4 转换指令 307
7.5.5 特殊指令 316
7.6 典型简单电路的PLC程序设计 338
7.6.1 启动、保持和停止电路 338
7.6.2 互锁电路 339
7.6.3 脉冲信号发生电路（闪烁电路） 340
7.6.4 脉冲宽度可调电路 340
7.6.5 长计数电路 341
7.6.6 长定时电路 341
7.6.7 报警电路 342
7.6.8 单按钮启停电路 343
7.7 PLC 控制系统的设计及应用 344
7.7.1 PLC控制系统设计概述 344
7.7.2 PLC控制系统的硬件设计 345
7.7.3 PLC程序设计常用的方法 352
7.7.4 人机界面设计 362
7.7.5 提高PLC控制系统可靠性的措施 365
7.7.6 PLC工程应用实例 373
习题与思考题 384
第8章 机电传动系统的微机控制 388
8.1 微机控制系统的组成与特点 388
8.2 直流电动机的调速控制系统 390
8.2.1 直流电动机的调速方法 390
8.2.2 直流电动机的脉宽调制（PWM）电路 391
8.2.3 直流电动机调速的微机控制系统 394
8.3 三相交流异步电动机的变频调速控制系统 397
8.3.1 三相交流异步电动机的变频调速概述 397
8.3.2 变频器简介 399
8.3.3 SPWM电压型变频器 405
8.3.4 通用变频器的介绍及应用 408
8.3.5 PLC控制变频器的方法及应用 413
8.4 步进电动机的微机控制 416
8.4.1 步进电动机的脉冲分配 417
8.4.2 步进电动机的驱动电路 419
8.4.3 步进电动机的细分电路 422
8.4.4 步进电动机的微机控制 422
8.4.5 步进电动机的PLC控制 424
习题与思考题 426
参考文献 427
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| 內容試閱：
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前言
机电传动与控制是高等工科院校中一门应用性很强的技术基础课，同时又具有专业课的性质，涉及的基础理论和实际知识面广，是电磁学、动力学、热力学、电气控制、伺服控制等学科知识的综合。随着计算机技术、电力电子技术、自动控制技术、通信技术的发展，机电传动系统的控制已由继电器-接触器硬接线的常规控制转向以微机为核心的软件控制。特别是可编程序控制器（PLC），它具有抗干扰能力强、可靠性和性能价格比高、编程方便、易于应用等特点，在机电传动系统中得到了广泛的应用。
《机电传动与控制》（第2版）于2014年出版以来，得到了广大读者和有关兄弟院校的好评，有关教师通过教学实践也提出了一些意见和建议，这使我们倍感欣慰和鼓舞。根据大家提出的宝贵意见和我们多来年的教学实践，并考虑到学科发展和相关技术的进步，对第2版进行了修订。
主要修订和补充内容说明如下。
（1）教材的体系和风格不变，贴近实际，强调应用，方便自学。
（2）对第6章的内容重新进行了编写，增加了对三相绕线式异步电动机、他励直流电动机基本控制的介绍，对一些控制线路重新进行了绘制，增加了一些实例介绍。
（3）对第7章的内容重新进行了编写。由于S7-200 PLC已逐步被S7-200 SMART PLC取代，有关S7-200 PLC的内容全部替换为S7-200 SMART PLC内容。第7章全面介绍了S7-200 SMART PLC的硬件配置、基本指令和功能指令的应用。在指令介绍中给出了大量工程案例，方便读者自学，突出实践应用。一些控制任务给出了多种解决方案，采用多种编程方法实现，有利于读者拓展思路，培养读者的综合思维能力和工程应用能力。
（4）重新编写了各章的习题与思考题，习题与思考题和教学内容结合更加紧密，练习重点更加突出。
（5）个别章节在内容叙述上进行了调整，使叙述更加严谨，方便读者阅读、理解。
本书具体结构说明如下。
第1篇为机电传动系统的驱动元件，本部分包括绪论和第1～5章内容。在绪论中主要介绍了机电传动系统的结构及机电传动系统的动力学基础。第1章简要介绍了电动机的基础知识。第2、3章分别介绍了直流电动机、交流电动机的结构、工作原理及其机械特性，重点介绍了交、直流电动机的启动特性、调速特性和制动特性。第4章介绍了机电系统中常用控制电动机的结构及工作原理。第5章介绍了机电传动控制系统中电动机的选择。
第2篇为机电传动系统的控制，本部分包括第6～8章，介绍了机电传动系统驱动元件有继电器-接触器控制、PLC控制、微机控制三种控制方式。第6章介绍了常用低压电器的结构、工作原理及使用方法；电路图的绘制原则；继电器-接触器控制基本线路及控制线路设计、分析方法。第7章结合大量实例，详细介绍了S7-200 SMART PLC的基本指令、功能指令的用法及顺序功能图的使用和编程方法；结合实例，介绍了PLC控制系统的设计方法和提高PLC控制系统可靠性的措施。第8章介绍了机电传动系统的微机控制，并对变频器的使用做了说明。
本书具有以下特点。
（1）内容丰富，知识体系完整。
既介绍了机电系统中的各类驱动元件，又详细介绍了驱动元件的各种控制方式、方法；既介绍了传统电气控制的基本线路，又介绍了与基本控制线路相对应的PLC控制方法，层次分明又相互联系。
（2）讲究实际，突出应用。
目前PLC的应用越来越广泛，是本书介绍的重点，但继电器-接触器控制在简单控制中还在广泛使用，且是PLC学习的基础，因此继电器-接触器控制的基本线路也是本书的重点内容。
（3）实例丰富，易学易用。
利用举例和图表介绍相关知识，读者通过例子和图表可以尽快掌握相关内容。
（4）方便学习。
本书内容体系完整，介绍详尽，配备丰富的教学资源，方便各层次读者学习。每章后均有习题与思考题，便于学生课后练习。
本书适合作为高等工科院校机械电子工程、机械工程及其自动化，以及机电类相关专业的本科生、研究生教材，也可供高职高专等相关专业学生及有关的工程技术人员参考。本书的教学资源（PPT课件、习题答案或提示、课程设计指导、S7-200 SMART PLC系统手册、STEP 7-WIN SMART编程软件等）请登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费索取。
本书由河南工业大学王宗才编著。王宗才负责本版内容的编写和修订工作，对绪论及第1、6、7、8章的内容重新进行了编写，对其余各章的部分内容进行了修订，使内容更加严谨，叙述更加简洁。感谢河南理工大学张小明、杜习波，河南工业大学邱超，新乡学院郭宏亮在本书编写过程中给予的支持和贡献。
在本书修订过程中，参考了许多教材和相关资料，在此向这些教材和资料的作者致以深切的感谢。本书的修订得到了电子工业出版社的大力支持和帮助，在此也一并表示衷心的感谢。
限于编者水平及时间紧迫，书中难免存在错漏和不妥之处，恳请广大读者批评指正。
编著者
2019年9月
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