设备电气控制与维修（第2版）.pdf

中等职业学校教学用书（机电技术专业）设备电气控制与维修 设备电气控制与维修（第 2 版）（第 2 版）徐建俊 史宜巧 主编 俞 宁 主审 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 内 容 简 介 本书重点介绍了设备电气控制和维修的基本知识，并结合所讲内容安排了适量的实验和实训，使学生通过学习和锻炼，具备高素质劳动者和初中级专门人才所必需的设备电气控制与维修的基本知识和基本技能，提高全面素质，增强适应职业变化的能力。全书主要内容包括：设备电气控制与维修的基本概念和基本分析方法；常用低压电器的原理、结构及其选用、调整和故障维修方法；电气电路和电气设备的工作原理、结构及常见故障检修；可编程序控制器的结构、特性和应用；电气 CAD 软件及应用等知识。本书可作为中等职业学校机电一体化、机电设备安装与维修等专业的专业课教材，也可供相关技术人员参考。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 设备电气控制与维修/徐建俊，史宜巧主编2 版北京：电子工业出版社，2007.5 中等职业学校教学用书（机电技术专业）ISBN 978-7-121-04239-3.设 .徐史 .机械设备电气控制专业学校教材机械维修专业学校教材.TB4 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2007）第 055132 号 策划编辑：白 楠 责任编辑：杨宏利 特约编辑：陈 虹 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：17.5 字数：448 千字 印 次：2007 年 5 月第 1 次印刷 印 数：0 000 册 定价：23.80 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（010）88258888。中等职业学校教材工作领导小组 组 长：陈贤忠 安徽省教育厅厅长 副 组 长：辛宝忠 黑龙江省教育厅副厅长 李雅玲 信息产业部人事司技术干部处处长 尚志平 山东省教学研究室副主任 眭 平 江苏省教育厅职社处副处长 苏渭昌 教育部职业技术教育中心研究所主任 王传臣 电子工业出版社副社长 组 员（排名不分先后）：唐国庆 湖南省教科院 张志强 黑龙江省教育厅职成教处 李 刚 天津市教委职成教处 王润拽 内蒙古自治区教育厅职成教处 常晓宝 山西省教育厅职成教处 刘 晶 河北省教育厅职成教处 王学进 河南省职业技术教育教学研究室 刘宏恩 陕西省教育厅职成教处 吴 蕊 四川省教育厅职成教处 左其琨 安徽省教育厅职成教处 陈观诚 福建省职业技术教育中心 邓 弘 江西省教育厅职成教处 姜昭慧 湖北省职业技术教育研究中心 李栋学 广西壮族自治区教育厅职成教处 杜德昌 山东省教学研究室职教室 谢宝善 辽宁省基础教育教研培训中心职教部 安尼瓦尔吾斯曼 新疆维吾尔自治区教育厅职成教处 秘 书 长：李 影 电子工业出版社 副秘书长：蔡 葵 电子工业出版社 前 言 本课程是中等职业学校机电一体化、机电设备安装与维修等专业的一门专业课程。全书共分 8 章，主要学习设备电气控制的基本知识、三相异步电动机的电力拖动、电气控制基本环节电路、常用机床的电气控制系统、桥式起重机的电气控制系统、电梯的电气控制、电气 CAD 软件及可编程序控制器等基本内容。在编写过程中，作者注意做到：简化纯理论性的原理叙述和公式推导；加强新技术、新工艺、新方法、新知识的介绍；加强学习分析问题、解决问题的方法；采用模块结构，包括理论知识基本模块、选用模块（打*号的内容）和实践教学模块，各校可根据需要灵活选用；注重实践应用能力的培养，每章后均附有练习题、实验和技能训练内容，其中技能训练的内容既可分开开设，也可集中进行，以培养学生的职业技能，增强学生择业、就业和适应职业变化的能力。本书在使用过程中，建议课堂教学应多采用教具、模型、实物、现代教育技术和手段，注意理论联系实际。在考核方法上，注重过程考核，同时建议通过课堂提问、作业、实验、实训及考试等情况对学生进行综合评价。淮安信息职业技术学院的徐建俊编写本书的第 1，2，6 章，史宜巧编写第 3，4，5，7章，于建明编写第 8 章。全书由徐建俊、史宜巧主编，俞宁主审。由于水平有限，疏漏之处在所难免，欢迎读者批评指正。为了方便教师教学，本书还配有教学指南、电子教案及习题答案（电子版），请有此需要的教师登录华信教育资源网（ 或 ）免费注册后进行下载，有问题请在网站留言板留言或与电子工业出版社联系（E-mail:）。编 者 2007 年 4 月 V 目 录 第 1 章 设备电气控制的基本知识1 1.1 电工基本知识1 1.1.1 常用电工工具简介1 1.1.2 电工基本操作4 1.1.3 常用电工仪表10 1.2 低压电器13 1.2.1 低压电器基础知识13 1.2.2 开关类电器及主令电器 17 1.2.3 接触器26 1.2.4 继电器30 1.2.5 熔断器36 1.2.6 常用电子电器39 1.2.7 电磁执行机构40 1.2.8 常用启动器43 1.3 电器元件故障诊断与维修 43 1.3.1 电磁式电器共性故障诊断与维修43 1.3.2 常用电器故障诊断与维修45 思考与练习52 技能训练 1.1 常用电工工具的识别和使用53 技能训练 1.2 常用导线的连接 53 技能训练 1.3 常用电工仪表的使用54 技能训练 1.4 电阻的测量56 技能训练 1.5 摇表、钳形电流表的使用57 技能训练 1.6 常用开关类电器的拆装技能训练58 技能训练 1.7 交流接触器的拆卸与组装技能训练59 技能训练 1.8 热继电器与时间继电器的拆卸技能训练59 第 2 章 三相异步电动机及其 电力拖动61 2.1 三相异步电动机简介61 2.1.1 三相异步电动机的结构 61 2.1.2 三相异步电动机的基本工作原理63 2.2 三相异步电动机的机械特性65 VI 2.2.1 机械特性方程65 2.2.2 固有机械特性65 2.2.3 人为机械特性67 2.3 生产机械的负载特性68 2.3.1 恒转矩负载68 2.3.2 恒功率负载68 2.3.3 通风机型负载69 2.4 三相异步电动机的启动69 2.4.1 直接启动 69 2.4.2 鼠笼型异步电动机的降压启动70 2.4.3 绕线式异步电动机的启动74 2.5 三相异步电动机的调速75 2.5.1 变极调速 76 2.5.2 变频调速 77 2.5.3 改变定子电压调速77 2.5.4 转子串电阻调速77 2.5.5 串级调速 79 2.6 三相异步电动机的反转与制动80 2.6.1 三相异步电动机的反转 80 2.6.2 三相异步电动机的制动 80 2.6.3 三相异步电动机运行状态小结85 2.7 三相异步电动机故障分析及维护86 2.7.1 启动前的准备86 2.7.2 启动时的注意事项86 2.7.3 运行中的监视86 2.7.4 电动机的定期维修87 2.7.5 常见故障及排除方法88 2.8 三相异步电动机的拆装89 2.8.1 异步电动机的拆卸89 2.8.2 电动机的装配90 2.8.3 装配后的检查94 2.8.4 三相异步电动机定子绕组首、尾端的判别94 思考与练习97 技能训练 2.1 三相鼠笼式异步电动机拆装技能训练98 技能训练 2.2 三相异步电动机绕组首尾端判别技能训练101 第 3 章 电气控制线路的基本环节102 3.1 电气原理图 102 3.1.1 绘制电气原理图的原则 103 3.1.2 关于电气原理图图区划分和触点位置的索引104 3.1.3 分析电气原理图的基本方法105 VII 3.2 三相笼型异步电动机的全压启动控制105 3.2.1 三相笼型异步电动机的直接启动106 3.2.2 三相笼型异步电动机的降压启动控制 109 3.3 绕线型异步电动机的启动控制113 3.3.1 转子绕组串电阻启动控制电路113 3.3.2 转子绕组串频敏变阻器启动控制电路 114 3.4 三相异步电动机的制动控制116 3.4.1 反接制动控制电路116 3.4.2 能耗制动控制电路118 3.5 三相异步电动机的转速控制120 3.6 其他典型环节的控制121 3.6.1 顺序控制电路121 3.6.2 多地控制电路124 3.7 电动机的保护控制125 3.7.1 短路保护 125 3.7.2 过载保护 125 3.7.3 过电流保护125 3.7.4 欠压保护 126 3.7.5 零压保护（失压保护）126 3.7.6 过电压保护127 3.7.7 弱磁保护 127 3.7.8 其他保护 127 3.8 电控线路故障诊断与维修 127 3.8.1 电气设备的维护和保养 127 3.8.2 电控线路的故障检修128 思考与练习134 实验 3.1 自耦变压器降压启动控制135 实验 3.2 三相异步电动机的反接制动控制136 技能训练 3.1 用按钮和接触器控制的电动机单向运行电路的安装137 技能训练 3.2 电动机可逆运行控制电路的安装138 技能训练 3.3 笼型异步电动机 Y启动电路的安装139 第 4 章 常用机床的电气控制141 4.1 车床的电气控制141 4.1.1 普通车床的主要结构及运动形式141 4.1.2 C6201 型普通车床的电气控制142 4.1.3 C6502 型普通车床的电气控制144 4.2 磨床的电气控制146 4.2.1 平面磨床的主要结构及运动形式146 4.2.2 M7130 平面磨床的电气控制147 VIII 4.3 摇臂钻床的电气控制149 4.3.1 摇臂钻床的主要结构及运动形式150 4.3.2 Z35 摇臂钻床的电气控制151 4.3.3 Z3040 摇臂钻床的电气控制154 4.4 铣床的电气控制157 4.4.1 卧式万能铣床的主要结构及运动形式 157 4.4.2 X62W 型卧式万能铣床的电气控制 158 4.5 组合机床简介163 4.5.1 组合机床的组成结构163 4.5.2 组合机床的工作特点164 4.5.3 组合机床控制电路的基本控制环节164 思考与练习168 技能训练 4.1 铣床的电气控制和故障检修168 第 5 章 桥式起重机的电气控制170 5.1 桥式起重机概述170 5.1.1 桥式起重机的结构及运动形式170 5.1.2 桥式起重机的主要技术参数171 5.1.3 桥式起重机对电力拖动的要求171 5.1.4 桥式起重机的供电特点 172 5.2 桥式起重机的电器设备及控制保护装置 173 5.2.1 凸轮控制器及其控制线路173 5.2.2 主令控制器及其控制线路175 5.2.3 制动器与制动电磁铁177 5.2.4 电气保护设备178 5.3 桥式起重机控制电路分析 178 5.3.1 主接触器的控制180 5.3.2 凸轮控制器的控制180 5.3.3 主令控制器的控制181 5.3.4 电气线路常见故障分析 184 思考与练习185 技能训练 5.1 凸轮控制器控制系统调试185 技能训练 5.2 低压电器控制设计186 第 6 章 电梯的电气控制188 6.1 电梯概述188 6.1.1 电梯的基本结构188 6.1.2 电梯的分类190 6.2 交流双速电梯192 6.2.1 交流双速电梯的特点192 6.2.2 主电路分析192 IX 6.2.3 控制电路的分析193 6.2.4 电气安全保护系统203 6.3 电梯电气部分常见故障的分析与排除204 6.3.1 电气系统的常见故障及其原因分析204 6.3.2 电气系统的常见故障及一般的排除方法 206 思考与练习209 第 7 章 可编程序控制器210 7.1 PLC 的组成及