電動控制元件（第2版）

緒　論…………………………………………………………………………………… 1第1章　磁路基本知識………………………………………………………………… 41．1　磁場的基本物理量………………………………………………………… 41．2　磁性材料的特性…………………………………………………………… 61．3　磁路及其基本定律………………………………………………………… 91．3．1　磁路基本定律………………………………………………………… 91．3．2　磁路的計算………………………………………………………… 10小　結…………………………………………………………………………… 12思考題與習題…………………………………………………………………… 12第2章　直流磁系統(tǒng)及其應用……………………………………………………… 132．1　直流電磁鐵………………………………………………………………… 132．1．1　概　述………………………………………………………………… 132．1．2　分類和工作原理……………………………………………………… 132．2　極化繼電器的結構與原理………………………………………………… 172．2．1　電磁式繼電器………………………………………………………… 172．2．2　極化繼電器的工作原理……………………………………………… 172．2．3　極化繼電器的結構…………………………………………………… 182．3　極化繼電器的分析方法…………………………………………………… 212．3．1　差動式磁系統(tǒng)………………………………………………………… 212．3．2　橋式磁系統(tǒng)…………………………………………………………… 222．3．3　一組工作氣隙的銜鐵工作吸力……………………………………… 242．4　接觸器……………………………………………………………………… 26小　結…………………………………………………………………………… 28思考題與習題…………………………………………………………………… 28第3章　直流測速發(fā)電機…………………………………………………………… 293．1　概　述……………………………………………………………………… 293．2　直流發(fā)電機的工作原理和主要結構……………………………………… 293．2．1　直流發(fā)電機的工作原理……………………………………………… 293．2．2　直流電機的主要結構………………………………………………… 313．2．3　直流電機的電樞感應電動勢………………………………………… 333．3　直流測速發(fā)電機…………………………………………………………… 343．3．1　直流測速發(fā)電機的類型……………………………………………… 343．3．2　輸出特性……………………………………………………………… 353．3．3　直流測速發(fā)電機的誤差及減小誤差的方法………………………… 363．4　直流測速發(fā)電機的應用…………………………………………………… 393．4．1　直流測速發(fā)電機的性能標準………………………………………… 393．4．2　直流測速發(fā)電機的選擇與接線……………………………………… 403．4．3　直流測速發(fā)電機的應用舉例………………………………………… 403．4．4　直流測速發(fā)電機的發(fā)展趨勢………………………………………… 42小　結…………………………………………………………………………… 42思考題與習題…………………………………………………………………… 43第4章　直流伺服電動機…………………………………………………………… 444．1　概　述……………………………………………………………………… 444．2　直流電動機的基本原理…………………………………………………… 444．2．1　直流電動機的基本工作原理………………………………………… 444．2．2　電磁轉矩和電樞電動勢……………………………………………… 454．2．3　直流電動機的基本關系式…………………………………………… 464．2．4　直流電動機的使用…………………………………………………… 474．3　直流伺服電動機的控制及運行特性……………………………………… 504．3．1　結構和分類…………………………………………………………… 504．3．2　控制方法……………………………………………………………… 504．3．3　靜態(tài)特性……………………………………………………………… 514．3．4　動態(tài)特性……………………………………………………………… 544．4　直流力矩電動機…………………………………………………………… 574．4．1　結構特點……………………………………………………………… 574．4．2　直流力矩電動機轉矩大、轉速低的原因…………………………… 584．4．3　直流力矩電動機性能特點…………………………………………… 594．5　低慣量直流伺服電動機…………………………………………………… 604．5．1　空心杯形電樞直流伺服電動機……………………………………… 604．5．2　盤式電樞直流伺服電動機…………………………………………… 614．5．3　無槽直流伺服電動機………………………………………………… 624．6　直流伺服電動機的應用…………………………………………………… 63小　結…………………………………………………………………………… 64思考題與習題…………………………………………………………………… 65第5章　旋轉變壓器………………………………………………………………… 665．1　概　述……………………………………………………………………… 665．2　變壓器的工作原理………………………………………………………… 665．2．1　變壓器的結構………………………………………………………… 665．2．2　變壓器的運行………………………………………………………… 675．2．3　變壓器的額定值……………………………………………………… 735．3　正余弦旋轉變壓器………………………………………………………… 735．3．1　正余弦旋轉變壓器的結構特點……………………………………… 735．3．2　正余弦旋轉變壓器的工作原理……………………………………… 755．3．3　輸出特性的補償……………………………………………………… 795．4　線性旋轉變壓器…………………………………………………………… 815．5　旋轉變壓器的應用………………………………………………………… 835．5．1　旋轉變壓器的誤差指標……………………………………………… 835．5．2　比例旋轉變壓器……………………………………………………… 835．5．3　旋轉變壓器作為解算元件…………………………………………… 845．5．4　數(shù)字化角度測量……………………………………………………… 85小　結…………………………………………………………………………… 91思考題與習題…………………………………………………………………… 92第6章　自整角機…………………………………………………………………… 936．1　概　述……………………………………………………………………… 936．2　自整角機的結構…………………………………………………………… 936．3　控制式自整角機的工作原理……………………………………………… 956．3．1　控制式自整角機的工作原理………………………………………… 956．3．2　控制式自整角機的比電壓………………………………………… 1006．4　力矩式自整角機的工作原理…………………………………………… 1016．4．1　力矩式自整角機的工作原理……………………………………… 1016．4．2　力矩式自整角機的失調角和協(xié)調位置…………………………… 1046．5　差動式自整角機………………………………………………………… 1046．5．1　差動式自整角機的結構…………………………………………… 1046．5．2　差動式自整角機的運行原理……………………………………… 1056．6　自整角機的技術指標及使用…………………………………………… 1076．6．1　自整角機的技術指標……………………………………………… 1076．6．2　自整角機的使用要求……………………………………………… 1086．7　自整角機的典型應用…………………………………………………… 1096．7．1　作為位置指示器…………………………………………………… 1096．7．2　艦艇上火炮的自動瞄準…………………………………………… 1106．7．3　數(shù)字化測角………………………………………………………… 1106．8　粗精組合技術…………………………………………………………… 117小　結…………………………………………………………………………… 120思考題與習題…………………………………………………………………… 120第7章　兩相交流電機……………………………………………………………… 1247．1　兩相交流伺服電動機的結構和工作原理……………………………… 1247．1．1　概　述……………………………………………………………… 1247．1．2　交流伺服電動機的結構特點……………………………………… 1257．1．3　交流伺服電動機的工作原理……………………………………… 1267．2　兩相繞組的旋轉磁場…………………………………………………… 1287．2．1　圓形旋轉磁場的產生……………………………………………… 1287．2．2　旋轉磁場的轉向和轉速…………………………………………… 1307．3　圓形旋轉磁場作用下的運行分析……………………………………… 1327．3．1　轉速和轉差率……………………………………………………… 1327．3．2　磁動勢平衡方程…………………………………………………… 1337．3．3　電壓平衡方程……………………………………………………… 1337．3．4　產生圓形旋轉磁場時的定子繞組電壓…………………………… 1357．3．5　交流伺服電動機的電磁功率和電磁轉矩………………………… 1377．3．6　交流伺服電動機的機械特性……………………………………… 1387．4　橢圓形旋轉磁場作用下的運行分析…………………………………… 1397．4．1　橢圓型旋轉磁場的形成…………………………………………… 1407．4．2　橢圓形旋轉磁場的分解…………………………………………… 1417．4．3　橢圓形旋轉磁場作用下的機械特性……………………………… 1427．5　兩相電動機的控制方法及特性………………………………………… 1447．5．1　幅值控制…………………………………………………………… 1447．5．2　相位控制…………………………………………………………… 1477．5．3　幅相控制…………………………………………………………… 1477．6　交、直流伺服電動機的性能比較………………………………………… 1507．7　兩相伺服電動機的應用………………………………………………… 1527．7．1　主要性能指標……………………………………………………… 1527．7．2　交流伺服電動機的應用…………………………………………… 1547．7．3　數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)……………………………………………… 1547．8　交流異步測速發(fā)電機…………………………………………………… 1567．8．1　基本結構與工作原理……………………………………………… 1577．8．2　主要誤差分析……………………………………………………… 158小　結…………………………………………………………………………… 162思考題與習題…………………………………………………………………… 163第8章　微型同步電動機…………………………………………………………… 1658．1　概　論…………………………………………………………………… 1658．2　永磁式同步電動機……………………………………………………… 1658．3　反應式同步電動機……………………………………………………… 1678．3．1　反應式同步電動機結構特點……………………………………… 1678．3．2　反應式同步電動機的工作原理…………………………………… 1688．4　磁滯式同步電動機……………………………………………………… 1698．5　微型同步電動機的特點與應用………………………………………… 172小　結…………………………………………………………………………… 173思考題與習題…………………………………………………………………… 173第9章　無刷直流電動機…………………………………………………………… 1749．1　無刷直流電動機的基本組成及工作原理……………………………… 1749．1．1　基本組成…………………………………………………………… 1749．1．2　工作原理…………………………………………………………… 1799．2　無刷直流電機的運行特性……………………………………………… 1829．2．1　基本方程…………………………………………………………… 1829．2．2　工作特性…………………………………………………………… 1849．3　無刷直流電動機的電樞反應…………………………………………… 1859．4　無刷直流電機的正反轉………………………………………………… 1869．5　基于DSP的無刷直流電動機控制系統(tǒng)…………………………………… 1899．6　無刷直流電動機的應用………………………………………………… 191小　結…………………………………………………………………………… 192思考題與習題…………………………………………………………………… 192第10章　步進電動機……………………………………………………………… 19310．1　概　述…………………………………………………………………… 19310．2　反應式步進電動機的結構及工作原理………………………………… 19410．2．1　反應式步進電動機的結構………………………………………… 19410．2．2　反應式步進電動機的工作原理…………………………………… 19410．2．3　反應式步進電動機的步距角……………………………………… 19610．3　反應式步進電動機的靜態(tài)特性………………………………………… 19910．4　反應式步進電動機的動態(tài)特性………………………………………… 20110．4．1　單步運行狀態(tài)……………………………………………………… 20110．4．2　步進電動機的連續(xù)運行狀態(tài)……………………………………… 20410．5　步進電動機的驅動電源………………………………………………… 20710．6　步進電動機的單片機控制……………………………………………… 20910．7　步進電動機的應用……………………………………………………… 21210．7．1　步進電動機的主要技術數(shù)據……………………………………… 21210．7．2　使用步進電動機應注意的幾個問題……………………………… 21310．7．3　步進電動機的應用………………………………………………… 21410．8　開關磁阻電動機………………………………………………………… 21410．8．1　開關磁阻電動機的工作原理……………………………………… 21410．8．2　開關磁阻電動機的電感特性和基本方程式……………………… 215小　結…………………………………………………………………………… 217思考題與習題…………………………………………………………………… 218第11章　直線電動機……………………………………………………………… 21911．1　概　述…………………………………………………………………… 21911．2　直線感應電動機………………………………………………………… 22011．2．1　直線感應電動機的基本結構……………………………………… 22011．2．2　直線感應電動機的基本工作原理………………………………… 22211．3　直線直流電動機………………………………………………………… 22311．3．1　永磁式直線直流電動機…………………………………………… 22311．3．2　電磁式直線直流電動機…………………………………………… 22411．4　直線同步電動機………………………………………………………… 22411．5　直線步進電動機………………………………………………………… 22511．6　直線電動機應用舉例…………………………………………………… 227小　結…………………………………………………………………………… 229思考題與習題…………………………………………………………………… 230第12章　傳感器…………………………………………………………………… 23112．1　傳感器概論……………………………………………………………… 23112．1．1　傳感器定義………………………………………………………… 23112．1．2　傳感器的分類……………………………………………………… 23112．1．3　傳感器技術的現(xiàn)狀與發(fā)展………………………………………… 23212．2　霍耳傳感器……………………………………………………………… 2336 自動控制元件(第二版)小　結…………………………………………………………………………… 261思考題與習題…………………………………………………………………… 262參考文獻……………………………………………………………………………… 263