本书中始终贯穿"基于工作过程为导向，以职业能力为核心”的理念，采用模块化的编写方式。主要介绍了电动机及拖动的基础知识、基础理论和需要掌握的基本操作技能。全书共分十章，包括：直流电机、变压器、三相交流异步电动机、特种电机、常用低压电器、电动机的选择、异步电机的基本电气控制、典型电气控制电路、变频器控制技术等。对每一章，在讲解基本理论的同时，注重对实践内容的讲解。为了使读者迅速抓住重点，提高学习效率，在每一章中都精心设计了习题和实训题，供读者在巩固、检验学习效果时使用。每章的内容相对独立，内容通俗易懂，深入浅出，循序渐进，可边讲边练，讲练结合，便于教师讲解、学生实践；大量的实训、习题紧密结合实际，便于提升学生的操作技能，调动学生学习的积极性、主动性。

前 言 本书是为了适应高职院校的教学需求，本着“以学生为主体、以能力为本位、以就业为导向”的教育理念，在编写过程中，贯彻了以下基本原则： （1）采用理实一体化教学方法，准确把握高等职业院校学生的知识和能力特点，本着“必需”、“够用”的原则，精简理论，密切联系实际，内容由浅入深、循序渐进。 （2）按照教学规律和学生的认知规律，合理編排教材内容。尽量采用以图代文的编写形式，降低学习难度，提高学生的学习兴趣。 （3）体现以技能训练为主线、相关知识为支撑的编写思路，较好地处理了理论教学与技能训练的关系，有利于学生掌握知识、提高技能。 （4）结合国家职业资格认定的知识点要求，每个任务模块后附有标准化习题，使得教师的教和学生的学习有据可依。 本书是根据高职高专机电、电气及自动化相关专业教学改革需求、专业目标和教学要求，并结合编者多年的教学经验编写而成的。本书把电机及电气控制技术的学习融入到若干学习项目中，每个项目又分为几个学习任务，并采用任务驱动法，从任务准备、任务实施、问题思考、考核评价，最后是项目总结，既重视动手操作，又兼顾理论讲解。尽量简化公式推导，将实训内容与理论知识紧密结合，争取达到理实一体的教学效果。工作原理及相关知识遵循以够用为度、以适用为原则，注重先进技术应用，有效提高学生的专业能力和职业能力。 在每个学习任务中，首先给出学习目标，便于学生在学习中有的放矢。在完成每个任务后，还要对学生的任务完成情况进行评价与考核，从知识掌握情况、工作任务完成情况来对学习内容进行测评，不仅有助于教师掌握学生知识理解和任务完成情况，还有助于学生正确自评、提升自己。在综合应用项目中通过学生以项目工作小组的方式接收任务到完成任务的训练方式，锻炼了学生的项目理解、资讯收集、任务实施以及团队合作的综合能力，并加强了学生理论联系实际、严谨求实、团结协作的作风，有效地提高学生独立分析问题、解决问题的能力。 该书介绍了电动机及拖动的基础知识、基础理论和需要掌握的基本操作技能。全书共分十个项目模块，包括：学习直流电机、学习变压器、学习交流异步电动机、常用控制电机、常用低压电器、基本电气控制技术、典型电气控制电路实训、变频器控制技术、可编程控制器简单应用及电气控制技术项目应用案例。各模块均有知识目标、能力目标栏目，帮助学生在学习的过程中巩固知识，达到更有效的学习效果。 建议分配课时如下。 项目学时分配 项目名称 学时 项目一 学习直流电动机 8 项目二 学习变压器 8 项目三 学习交流异步电动机 10 项目四 常用控制电机 6 项目五 常用低压电器 6 项目六 基本电气控制技术 6 项目七 典型电气控制电路实训 12 项目八 变频器控制技术 8 项目九 可编程控制器简单应用 8 项目十 拓展实训项目应用案例 16 合计 88 本书根据国家教育部最新颁发的教学指导要求编写，由刘文乐老师任主编，参加编写的还有陈瑞红老师和刘译聪老师，全书由刘文乐老师统稿。编者还为本书编写了课后习题、问题思考等内容，作为学生学习、分析、自测的辅助内容。此外，编者还为授课教师提供了配套的教学资料，包括电子教案、习题答案、视频及图片资料等。 本书在编写过程中得到了学院领导的大力支持，在此表示衷心感谢。在统稿过程中得到了各位同事老师的帮助，在这里表示感谢。 本书可作为高职院校机电、电气、自动化类专业教材，也可作为职工培训教材和职业技能鉴定指导教材。 限于作者水平有限，书中难免有不当之处，恳请读者批评指正。 编者 2017.12.18

目录 项目一 学习直流电动机 1 项目导入 1 学习任务一 直流电动机的拆装与检测 1 任务准备 1 一、电机概述 1 二、电动机分类 3 三、直流电动机的结构 6 四、直流电动机的分类及励磁方式 9 五、直流电动机的工作原理 10 六、直流电动机的可逆性原理 11 七、直流电动机的铭牌 11 八、直流电动机的保养与维修 12 任务实施 13 实训模块1 直流电动机的拆装 13 实训模块2 直流电动机的保养与维修 15 问题思考 15 考核评价 15 学习任务二 直流电动机的控制运行 16 任务准备 16 一、直流电动机的启动 16 （一）全压启动 16 （二）降低电源电压启动 16 （三）电枢回路串电阻启动 17 二、直流电动机调速 18 三、直流电动机的制动控制 22 任务实施 26 实训模块1 直流电动机的启动、调速 26 实训模块2 并励直流电动机的能耗制动 27 实训模块3 并励直流电动机调节电压调速实训 28 问题思考 29 考核评价 29 任务拓展 30 一、无刷直流电动机的特点及应用 30 二、无刷直流电动机的结构及组成 31 三、无刷直流电动机的工作原理 32 四、电动自行车电气结构及电路 33 拓展训练 37 项目总结 38 习题1 38 实训1 39 项目二 学习变压器 40 项目导入 40 学习任务一 变压器的制作及运行 40 任务准备 40 一、变压器分类、原理概述 40 二、变压器结构 42 三、变压器的铭牌和冷却方式 46 四、单相变压器运行特性 47 （一）单相变压器的空载运行 47 （二）单相变压器的有载运行特性 48 （三）单相变压器的输出特性 49 五、三相变压器 49 （一）三相变压器磁路系统 49 （二）三相变压器的连接组别 50 （三）三相变压器并联运行 54 六、变压器的常见故障分析 55 七、小型单相变压器的制作 56 （一）计算及设计 56 （二）绕组制作 60 （三）绝缘处理 62 （四）铁芯的装配 62 （五）调整测试 63 任务实施 63 实训模块1 测定单相变压器的参数和外特性 63 实训模块2 小型单相变压器的设计制作 66 问题思考 68 考核评价 68 学习任务二 认识常见特殊变压器 68 任务准备 68 一、自耦变压器（调压器） 69 二、仪用互感器 70 三、电焊变压器 71 任务实施 72 实训模块1 电能表的安装、接线及计量 72 实训模块2 钳形电流表与兆欧表的使用 75 知识链接1 钳形电流表原理及使用方法 75 知识链接2 兆欧表原理及使用方法 76 问题思考 77 考核评价 77 项目总结 78 习题2 78 实训2 78 项目三 学习交流异步电动机 79 项目导入 79 学习任务一 交流电机的拆装与检修 79 任务准备 79 一、三相异步电动机的基本构造 79 二、三相异步电动机的转动原理 82 三、认识三相异步电机绕组结构 85 （一）有关术语和基本参数 85 （二）三相绕组的排列方法 87 （三）三相绕组的端部连接方式 88 四、三相异步电动机铭牌技术数据 92 五、三相异步电动机的选择 93 六、三相异步电动机的检修维护 94 任务实施 96 实训模块1 交流电动机的拆装 96 实训模块2 交流电动机测试 97 问题思考 99 考核评价 99 学习任务二 三相异步电动机的启动、调速与制动 100 任务准备 100 一、三相异步电动机启动 100 （一）三相异步电动机启动概述 100 （二）三相笼形异步电动机的启动 101 （三）三相绕线式异步电动机的限流启动 102 二、三相异步电动机调速 103 （一）变极调速 104 （二）变频调速 104 （三）变转差率调速 106 （四）电磁调速 108 三、三相异步电动机制动 110 （一）机械制动 110 （二）电气制动 111 任务实施 112 实训模块1 交流电动机启动 112 实训模块2 交流电动机电磁调速实训 114 问题思考 116 考核评价 116 学习任务三 单相异步电动机 117 任务准备 117 一、单相异步电动机特点 117 二、单相异步电动机种类 117 三、单相异步电动机结构 118 四、单相异步电动机的工作原理 120 五、单相异步电动机的启动 121 六、单相异步电动机调速及反向控制 124 任务实施 126 实训模块1 单相电容启动电动机启动 126 实训模块2 单相电容运转电动机启动 127 问题思考 128 考核评价 128 项目总结 129 习题3 129 实训3 129 项目四 常用控制电机 130 项目导入 130 学习任务一 认识常用控制电机 130 任务准备 130 一、认识伺服电动机 130 （一）伺服电机概述 130 （二）交流伺服电动机 131 （三）直流伺服电动机 133 二、测速发电机 134 （一）直流测速发电机 135 （二）交流测速发电机 136 三、步进电动机 137 （一）步进电机的特点及应用 138 （二）步进电动机的结构和工作原理 138 四、直线电动机 139 （一）直线电动机分类 139 （二）直线电机组成 139 （三）直线电机工作原理 141 （二）直线电机优点 141 （三）直线电机的应用 141 五、交直流两用电动机 142 任务实施 142 实训模块1 交流伺服电动机实训 142 实训模块2 交流测速发电机实训 144 实训模块3 基于PLC控制的步进电机运行实训 145 问题思考 147 考核评价 147 项目总结 148 习题4 148 实训4 148 项目五 常用低压电器 149 学习任务一 认识常用低压电器 149 任务准备 149 一、初识低压电器 149 （一）常用低压电器的分类、产品标准和常用术语 149 （二）低压电器型号组成及含义 150 二、低压开关 151 （一）刀开关 151 （二）组合开关 152 （三）低压断路器 153 三、熔断器 155 （一）熔断器的主要技术参数 155 （二）常用的低压熔断器 156 （三）安装使用维护 158 四、主令电器 159 （一）按钮 159 （二）位置开关 161 （三）万能转换开关 165 （四）主令控制器 166 五、接触器 167 （一）交流接触器 167 （二）直流接触器 169 六、继电器 169 （一）热继电器 169 （二）时间继电器 171 （三）中间继电器 173 （四）固态继电器 174 七、其他常用低压电器 175 （一）电磁铁 175 （二）凸轮控制器 176 （三）频敏变阻器 177 （四）指示灯 177 任务实施 178 实训模块1 常用低压电器认知实训 178 实训模块2 常用低压电器检测实训 178 学习任务二 选择常用低压电器 179 任务准备 179 一、常用低压电器选用原则 179 二、电动机额定电流的速算 180 三、电动机配用断路器的选择 180 四、电动机配用熔断器的选择 181 五、电动机配用接触器的选择 181 六、热继电器的选择 182 七、电动机配用导线的选择 182 任务实施 183 实训模块1 常用低压电器使用方法实训 183 问题思考 183 考核评价 183 项目总结 184 习题5 184 项目六 基本电气控制电路技术 185 项目导入 185 学习任务一 认识基本电气控制与保护电路 185 任务准备 185 一、电动机控制线路图的识图及绘制 185 （一）电气原理图 186 （二）电气元件布置图 187 （三）电气接线图 188 （四）电气控制线路图的阅读 189 二、直接启动单向运行的控制与保护电路 189 （一）单向点动控制 189 （二）单向连续运转控制电路 189 三、基本保护电路技术 190 任务实施 192 实训模块1 电动机点动连动接线 192 问题思考 194 考核评价 194 学习任务二 认识软启动电气控制技术 194 任务准备 194 一、软启动工作原理及启动方式 194 （一）软启动工作原理 194 （二）软启动控制方式 195 二、 软启动器的保护功能 196 三、 软启动器的优点及应用范围 196 （一）软启动器的优点 196 （二）软启动器的应用范围 197 任务实施 197 实训模块1 电动机软启动简单应用 197 实训模块2 具有正反转控制的电动机软启动 198 问题思考 199 考核评价 199 项目总结 200 习题6 200 实训6 200 项目七 典型电气控制电路实训 203 项目内容 203 实训任务一 三相交流电动机电气控制实训 203 实训任务说明 203 实训一 三相电动机两地控制电路 203 实训二 接触器连锁的三相电机正反转控制线路 205 实训三 电气和机械双重连锁控制三相异步电动机正反转 206 实训四 三相异步电动机Y/△启动自动控制 208 实训五 双电机手动顺序启停控制 209 实训六 双电机自动顺序启动控制 211 实训七 三相异步电动机串电阻降压启动控制 212 实训八 三相异步电动机能耗制动控制 214 实训九 三相异步电动机反接制动控制 215 实训任务二 常见机床电气控制实训 217 任务说明 217 实训一 电动葫芦电气控制线路 217 实训二 C620型车床控制电路 218 实训三 Z3040型摇臂钻床电气控制电路 220 实训四 X62W型万能铁床电气控制线路 223 项目总结 229 实训问题思考 229 项目八 变频控制技术 231 项目内容 231 任务一 认识变频器 231 任务说明 231 一、学习变频器基础知识 231 （一）变频器定义、工作原理及组成 231 （二）变频器的分类 233 二、变频器的给定方式和控制方式 234 任务二 使用变频器 235 任务说明 235 一、学习变频器面板操作 235 （一）认识操作面板 235 （二）面板操作 236 （三）参数设置 237 二、安装接线 238 （一）功率输入输出端子 238 （二）控制端子接线 239 （三）总体接线示意图 239 任务实施 241 实训模块1 变频器的PU操作实训 241 实训模块2 外部模拟量（电压/电流）变频调速 242 实训模块3 多段速度选择变频调速 244 项目总结 247 习题8 247 实训8 247 项目九 可编程控制器简单应用 249 学习任务一 认识可编程控制器 249 任务准备 249 一、初识可编程控制器 249 （一）可编程控制器概述 249 （二）可编程控制器的基本结构 250 （三）可编程控制器的工作原理 251 二、可编程控制器的电气控制电路 252 三、可编程控制器的编程 252 （一）可编程控制器的编程语言 252 （二）可编程控制器的编程步骤 255 （三）编程元件及其功能 255 （四）基本逻辑指令 258 （五）梯形图的设计与编程方法 261 任务实施 262 实训模块1 三相交流电动机的 Y—△降压启动PLC控制 262 实训模块2 双重连锁电机正反转PLC控制 265 问题思考 268 考核评价 268 项目总结 269 习题9 269 实训9 269 项目十 拓展实训项目应用案例 271 拓展项目内容 271 拓展项目一 变频器恒压供水系统应用 271 项目理解 271 知识传授 271 能力培养 271 项目实施 271 任务一 项目实施前准备 271 实训模块1 阅读相关技术资料 271 知识链接1 学习变频器恒压供水系统知识 272 一、认识变频器恒压供水系统 272 （一）任务的背景知识 272 （二）恒压供水的基本知识 272 二、变频恒压供水系统设计 274 （一）设计任务及要求 274 （二）系统的构成 274 （三）主电路接线图 274 （四）系统运行流程 275 实训模块2 制定项目工作计划 276 知识链接2 项目工作计划制定方法 276 实训模块3 领取器件进行检查测试 277 知识链接3 器件选择检查方法 278 任务二 安装、接线、管路连接 279 实训模块1 变频恒压供水系统布局安装 279 知识链接1 主要设备的选型及接线 279 实训模块2 系统设备检查与测试 281 任务三 系统调试与运行 282 实训模块1 变频恒压供水系统软件配置 282 实训模块2 变频恒压供水系统调试与运行 282 知识链接1 PLC控制与编程 282 （一）PLC控制 282 （二）PLC控制编程 284 任务四 提交数据和报告 284 实训模块1 填写实训报告 284 实训模块2 变频器指令参数清单 285 实训模块3 PLC程序清单 285 实训考核 285 拓展项目二 基于PLC控制的电梯系统应用 286 项目理解 286 知识传授 286 能力培养 286 项目工作任务书 286 项目实施 288 任务一 项目实施前准备 288 实训模块1 认识电梯 288 知识链接1 学习电梯控制系统相关知识 290 一、认识电梯控制系统 290 二、电梯系统的基本组成 290 （一）机械系统 290 （二）电力拖动系统 292 三、电梯控制系统设计 293 （一）电梯的控制要求 293 （二）电梯的PLC控制系统设计 293 实训模块2 阅读相关技术资料 293 实训模块3 制定项目工作计划 294 知识链接2 项目工作计划制定方法 294 实训模块4 实训器件检查测试 295 知识链接3 器件选择检查方法 298 任务二 电气安装接线、机构组装 298 实训模块1 基于PLC控制的电梯系统电路设计与绘制 298 实训模块2 基于PLC控制的电梯系统安装 299 知识链接1 电梯的电气控制电路 299 实训模块3 电梯系统设备检查与测试 301 任务三 系统调试与运行 301 实训模块1 基于PLC电梯系统调试与运行 301 知识链接1 PLC连接线I/O点 302 知识链接2 电梯电气故障分析和排除 303 任务四 提交数据和报告 305 实训模块1 填写实训报告 305 实训模块2 变频器指令参数清单 306 实训模块3 PLC程序清单 306 实训考核 306 项目总结 307 习题10 307 实训10 307 附录 常见元件图形符号、文字符号一览表 309 参考文献 311

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