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第1章常用数据与标准1

1 常用标准代号1

2 常用术语5

3计量单位10

3.1 国际单位制（SI）10

3.2 电学、磁学单位和常用单位及其换算11

4常用代号15

4.1 常用符号15

4.2 推荐的下角注16

4.3 种类代号16

5优先数和优先数列18

5.1 基本数列和化整值数列18

5.2 用于电阻、电容参数的E数列19

6电气图形符号与制图19

6.1 常用电气图用图形符号19

6.2 项目代号53

6.3 电气制图规则56

6.4 系统图和框图61

6.5 电路图65

6.6 接线图和接线表76

7结构的基本尺寸与系列87

7.1 面板、架和柜的基本尺寸系列87

7.2 尺寸协调指南92

8 额定电压97

9 额定电流98

10额定频率98

11外壳防护等级特征的标注98

12产品图样的分类与管理99

12.1产品图样的分类99

12.2 设计文件的分类100

12.3 产品工作图样的基本要求100

12.4 图样幅面102

12.5 产品图样的标题栏103

12.6 产品图样的区划104

12.7 比例104

12.8 图线104

12.9 剖面105

12.10 常用尺寸注法106

12.11 产品图样及设计文件编号原则110

12.12 产品图样及其主要设计文件的完整性111

12.13 产品图样及设计文件更改办法118

13电控设备产品型号编制办法119

13.1型号命名原则119

13.2 产品型号的命名119

13.3 型号中的代号含义119

13.4 特殊要求120

13.5 产品型号的编制示例120

14电气传动控制设备的通用要求120

14.1 低压电器组成的电气传动控制设备120

14.2 装有电子器件的电气传动控制设备122

15特种环境使用的产品要求125

15.1船用设备125

15.2 热带用设备125

第2章电气传动系统方案及电动机选择128

1电气传动系统的组成128

1.1 电动机128

1.2 电源装置131

1.3 电气传动控制系统131

2生产机械的负载类型及生产机械和电动机的工作制131

2.1 生产机械的负载类型131

2.2 生产机械的工作制132

2.3 电动机的工作制133

3电动机的选择136

3.1 电动机类型的选择136

3.2 电动机结构型式的选择138

3.3 电动机的四种运行状态138

3.4 常用电动机的性能及适用范围139

3.5 电动机的功率计算139

4典型生产机械的工艺要求及电气传动系统方案选择152

4.1 风机和泵类152

4.2 球磨机和磨类152

4.3 简单调速类152

4.4 稳速类152

4.5 多分部（单元）速度协调类153

4.6 宽调速类153

4.7 快速正反转类153

4.8 随动（伺服）类154

4.9 提升机械类154

4.1 0张力控制类154

4.1 1高速类155

第3章电动机的电器控制156

1电动机的起动、制动及保护156

1.1 电动机的起动156

1.2 电动机的制动168

1.3 电动机的保护179

1.4 交流电动机常用电器控制线路183

1.5 交流电动机的通用电器控制设备184

2开关及控制电器的选择255

2.1 低压断路器的选择255

2.2 熔断器的选择261

2.3 刀开关的选择269

2.4 热继电器的选择269

2.5 接触器的选择272

参考文献287

第4章直流传动系统的调速方案288

1直流电动机调速的分类与技术指标288

1.1 调速的分类288

1.2 调速系统的静态指标288

2直流调速系统的方案选择289

2.1 直流电动机的调速方案289

2.2 直流电动机调压调速控制系统293

2.3 直流电动机的其他典型控制系统299

2.4 晶闸管供电可逆传动系统306

参考文献322

第5章直流传动装置的参数计算323

1主回路选择和变流器的基本电参数323

1.1 晶闸管变流装置的主回路方案323

1.2 基本参数的计算323

2变流变压器的计算330

2.1 变流电压的原始方程330

2.2 变流变压器二次相电压Uv？330

2.3 变流变压器二次和一次相电流331

2.4 变压器的二次容量、一次容量和等值容量331

2.5 交流进线电抗器的选择332

2.6 计算实例333

3晶闸管的选择方法334

3.1 晶闸管额定电压URRM的选择334

3.2 晶闸管额定电流IFAV的选择335

3.3 交变和冲击负载时的电流额定值340

3.4 计算实例341

4直流回路电抗器的选择和计算341

4.1 电动机电枢电感LM和变压器漏感LT342

4.2 限制直流脉动率的电感值342

4.3 使电流连续的电感值344

4.4 限制均衡电流的电感值344

4.5 双桥并联平衡电抗电感值345

4.6 限制故障电流变化率的电感值347

4.7 计算实例348

5晶闸管变流装置的保护349

5.1 交流阻容式保护回路350

5.2 交流侧整流式阻容保护回路350

5.3 压敏电阻保护回路351

5.4 变压器静电感应过电压保护回路352

5.5 换相过电压保护回路353

5.6 直流侧过电压保护回路354

5.7 桥臂电感参数的选择354

5.8 过电流保护355

5.9 快速熔断器的选择和计算355

5.10 计算举例356

6直流调速装置的谐波计算和抑制357

6.1 电流谐波的计算358

6.2 直流电压谐波的计算358

6.3 减小谐波的方法358

6.4 电网对谐波的要求359

6.5 功率因数对电网的影响360

参考文献362

第6章交流传动系统的调速方案363

1交流传动系统概况363

1.1 交流传动系统概述363

1.2 交流调速传动分类363

2简易交流传动系统方案选择367

2.1 调压调速367

2.2 电磁调速电动机调速369

2.3 变极调速370

2.4 串电阻调速375

3晶闸管串级调速系统376

3.1 串级调速的主回路方案376

3.2 低同步串级调速系统380

3.3 串级调速系统设计中的几个问题382

4变频调速系统中的变频器384

4.1 交-交变频器384

4.2 交-直-交电压型变频器389

4.3 交-直-交电流型逆变器394

5异步电动机的变频传动399

5.1 传动控制方式的分类399

5.2 频率开环、电压闭环的U/f或E/f恒定控制400

5.3 转差频率控制的变频系统402

5.4 矢量变换控制的变频系统404

6无换向器电动机408

6.1 无换向器电动机的结构408

6.2 无换向器电动机的换流410

6.3 不同γ0角时的运行状况412

6.4 增加换流极限、提高过载能力的基本方法413

6.5 无换向器电动机的机械特性413

6.6 无换向器电动机调速系统414

6.7 无换向器电动机的应用范围及其特殊问题416

参考文献416

第7章交流传动装置的参数计算417

1常用交流调速装置主要参数选择与计算417

1.1 转子串电阻调速装置417

1.2 异步电动机调压调速装置主要参数计算422

2交-直-交电压型逆变器换流线路的主要参数计算425

2.1 强迫换流线路设计依据和计算程序425

2.2 串联电感式换流线路的主要参数计算426

2.3 串联整流器式（反馈整流器曲折联结）换流线路主要参数选择与计算428

2.4 电感储能式换流线路主要参数计算429

2.5 中间滤波环节的参数计算432

2.6 换流线路选择的一般原则434

3交-直-交电流型逆变器换流线路主要参数计算435

3.1 串联整流器式电流型逆变器参数计算435

3.2 滤波电抗器选择与参数计算438

4无换向器电动机调速装置主要电路选择与参数计算439

4.1 无换向器电动机调速装置主要电路439

4.2 交-直-交电流型主回路参数计算439

4.3 交-交电流型主回路参数计算与选择441

4.4 交-交电压型主回路参数选择441

5串级调速装置主要参数计算与选择442

5.1 串级变流装置容量确定442

5.2 逆变变压器计算442

5.3 直流滤波电抗器的选择443

5.4 串级调速用变流器元件选择443

5.5 计算实例443

6交-交变频器主回路参数计算445

6.1 交-交变频器445

6.2 交-交变频器主回路参数计算446

参考文献448

第8章电气传动的计算机控制系统449

1概述449

1.1控制计算机的特点449

1.2 计算机在工业中的应用450

1.3 系统结构450

2小型工业计算机455

2.1 控制用工业计算机的分类455

2.2 工业上使用的小型计算机455

2.3 VAX的系统结构简介456

2.4 VAX的指令特点457

2.5 操作系统简介457

3微型计算机460

3.1微型机系列的优选机型460

3.2 接口技术465

3.3 过程输入输出设备471

4可编程序控制器475

4.1 PC组成及工作原理476

4.2 编程语言481

4.3 数据通信493

4.4 可编程序控制器的应用497

5控制计算机的数据通信507

5.1 基本概念507

5.2 物理层协议及数据链路控制协议512

5.3 硬件简介519

5.4 分布式计算机系统的互连模式525

6过程控制计算机的软件530

6.1 软件概述530

6.2 系统软件532

6.3 应用软件545

6.4 软件开发548

7多级分布式计算机控制系统550

7.1 计算机控制系统的分类550

7.2 大系统的控制方案552

7.3 多级分布式计算机控制结构的形式552

7.4 热轧厂的多级分布式计算机控制系统555

参考文献563

第9章电气传动控制系统的分析与综合565

1直流传动系统的分析与综合565

1.1 传递函数565

1.2 系统简化587

1.3 动态指标590

1.4 工程实际综合方法592

1.5 直流电动机参数测量598

1.6 工程设计举例600

2交流传动系统的分析与综合603

2.1 交流调速系统的特点及简化处理603

2.2 传递函数及系统动态结构图604

参考文献615

第10章电气传动系统的可靠性和抗干扰技术616

1可靠性概述616

1.1 可靠性工程的任务616

1.2 可靠性的指标617

2系统的可靠性预计621

2.1 系统可靠性计算步骤621

2.2 单元可靠性指标的计算622

2.3 系统可靠性指标的计算633

3冗余系统635

3.1 冗余系统的可靠性计算636

3.2 并行工作冗余系统的可靠度比较636

3.3 冗余技术方案的选择636

4提高装置可靠性的措施641

4.1 故障检测装置641

4.2 采用分散控制系统641

4.3 软件可靠性的研究641

4.4 改进产品设计思想641

4.5 重视可维修性642

4.6 提高产品的生产制造水平643

4.7 注意人为可靠性643

5系统可靠性水平的最佳化643

5.1 最佳化的标准643

5.2 最佳化的计算644

6成套备用元件的最佳配置644

6.1 最佳元件备用数645

6.2 成套备用元件数的计算645

7抗干扰技术646

7.1抗干扰设计的基本原则647

7.2 噪声的分类647

7.3 噪声的传递方式649

7.4 抗干扰的基本措施650

7.5 设计的检查细则650

8常见噪声的抑制651

8.1 电网噪声的抑制651

8.2 直流电源噪声的抑制658

8.3 静电放电噪声的抑制659

8.4 模拟电路噪声的抑制660

8.5 数字电路的抗扰设计662

9设备的安装技术666

9.1 设备的内部安装要求666

9.2 设备的外部安装要求667

9.3 系统的接地技术667

10电子设备的干扰测量673

10.1干扰发送量的测试674

10.2 敏感度的测试674

参考文献675

第11章成套电气控制设备的产品设计677

1概论677

1.1 成套电控设备产品设计的内容677

1.2 产品设计的程序677

1.3 与产品设计相关联的问题677

2产品装配图的设计680

2.1 通则680

2.2 低压电器电控设备的布置原则682

2.3 电子电控设备的布置原则685

2.4 混合式电控设备的布置原则691

2.5 控制台的布置原则692

2.6 操作件的运动方向695

2.7 电控设备指示灯和按钮的颜色695

3接线图（表）的设计697

3.1 通则697

3.2 接线图（表）的画法699

3.3 电控设备导线的颜色700

3.4 导线的选择701

3.5 导线的标注与参考图表702

4控制组件的设计702

4.1 印制板组装件装配图的设计702

4.2 印制板的技术条件717

4.3 印制板照相底图的制作720

4.4 晶体管散热器的选用721

4.5 印制板框架725

5结构体的选型728

5.1 控制柜728

5.2 屏735

5.3 控制台737

5.4 插箱741

5.5 风道及风机选择745

5.6 晶闸管框架759

6常用材料、辅件及专用工具764

6.1 电线与母线764

6.2 金属材料776

6.3 非金属材料798

6.4 电控装置辅件805

6.5 专用工具833

参考文献836

第12章电气传动装置837

1 电气传动装置概况837

2直流电动机晶闸管调速装置838

2.1 ZC1系列0.4 ～200kW直流电动机调速装置840

2.2 TZS1系列88～1050kW直流电动机调速装置855

2.3 TDZ1系列937～8370kW直流电动机供电装置870

2.4 TDL1系列0.7 ～277kW直流电动机励磁装置882

3交流绕线转子电动机晶闸管串级调速装置888

3.1 产品系列及技术参数892

3.2 电气原理图892

4交流笼型电动机晶闸管交-直-交变频调速装置892

4.1 产品系列及技术参数893

4.2 电气原理图893

5无换向器电动机晶闸管调速装置893

5.1 原理说明及电气原理图894

5.2 产品技术数据896

6大功率晶体管（GTR）脉宽调制（PWM）调速装置896

6.1 直流电动机PWM调速装置原理图及技术参数896

6.2 交流电动机PWM调速装置原理图及技术参数899

7控制单元899

7.1 概况899

7.2 通用电源类单元900

7.3 给定指令单元904

7.4 调节运算单元905

7.5 逻辑控制单元922

7.6 隔离变换单元927

7.7 保护信号单元936

7.8 移相触发单元941

7.9 变频调速用控制单元950

7.10 晶闸管脉冲板955

7.11 晶闸管功率单元957

7.12 移相触发单元的组合960

7.13 控制单元的组合960

8同步电动机晶闸管励磁装置973

8.1 型号及规格973

8.2 装置特点973

8.3 系统工作原理说明978

9 传动装置和控制单元的发展982

参考文献984

第13章电控设备的安装与调试985

1 电控设备检验的依据标准985

2电控装置的安装985

2.1 安装的一般规定985

2.2 外部配线986

2.3 接地988

3电控设备现场调试992

3.1 概述992

3.2 系统非主通道部分的调试993

3.3 调节回路调试996

3.4 励磁回路调试999

3.5 主回路空载整流特性测试999

3.6 电流环调试1002

3.7 转速环调试1003

3.8 带负载工作精调1005

3.9 调试中的异常现象1005

第14章电气传动的工业应用1007

1石油工业1007

1.1 钻井机械1007

1.2 管线1013

1.3 石油精炼1014

2轧钢工业1014

2.1 轧钢工业概况1014

2.2 轧制力、轧钢电动机功率计算1016

2.3 可逆热轧机1019

2.4 热连轧机1022

2.5 带钢冷连轧机1024

2.6 可逆冷轧机1025

2.7 飞剪机控制1025

2.8 压下螺丝位置控制（APC）1027

2.9 活套支持器自动控制1031

3港口机械1033

3.1 概况1033

3.2 翻车机1034

3.3 输送机1035

3.4 码头起重机1035

3.5 堆料机1035

3.6 取料机1036

3.7 装船机1037

3.8 码头管理和装卸自动化1037

4起重机械1038

4.1 起重机类型1038

4.2 电动机容量计算1040

4.3 常用电气传动系统1041

5机械加工1046

5.1 机床1046

5.2 数控机床1051

5.3 工业机器人1052

5.4 柔性制造系统（FMS）和自动化工厂（FAF）1053

6高炉控制系统1056

6.1 高炉生产的工艺特点1056

6.2 电气传动自动化控制系统1057

7矿井提升机电气传动装置1061

7.1 概述1061

7.2 提升机传动系统1064

7.3 提升机的安全保护1069

8电梯电气系统1070

8.1 电梯对电气系统的要求1070

8.2 电梯的安全装置1070

8.3 电气传动系统的方案选择1071

8.4 电气控制系统1075

8.5 速度给定曲线1076

8.6 减速及平层控制1078

8.7 其他1079

参考文献1079

附录1081

附录1常用电力电子器件及配套元器件产品1081

1．ZP型普通整流管1081

2．ZK型快速整流二极管1081

3．KP型普通晶闸管1081

4．KK型快速晶闸管1085

5．KS型双向晶闸管1085

6．QL型单相桥式整流组合管1085

7．SQL型三相桥式整流组合管1085

8．DZQ、KZQ、HZQ型二极管模块、晶闸管模块、混合整流模块1087

9．MQL14～MQL19单相整流模块1088

10．MSQL14～MSQL19三相整流模块1089

11．MB2～MB9单臂整流模块1089

12．F007通用Ⅲ型运算放大器1089

13．F005通用Ⅱ型运算放大器1089

14．XFC80型双运算放大器1089

15．晶闸管用集成化触发器1092

16．晶闸管用集成化触发器应用示例1092

17．CW1524、CW2524、CW3524直流脉宽调制专用集成电路1095

18．THP4752三相交流脉宽调制专用集成电路1095

附录2 通用控制单元图例（概览图）1104