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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。

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

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

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