电气控制技术

21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材电气控制技术主编韩顺杰吕树清副主编张根宝张克明参编张改莲蔡长青主审张恒杰编李磊张军内容简介本书在介绍传统的低压电器、典型的控制电路及其设计方法的基础上，系统地介绍了电气控制系统的构成、特点及分析方法。内容包括常用低压(电磁式)电器、电气控制系统的基本电气控制线路、继电—接触器电气控制线路设计、典型的机床电气控制线路分析、可编程控制器原理及应用、通用变频器及其应用。本书既保留了传统的电气控制内容，又介绍了当今先进的电气控制技术。本书可作为高等院校电气工程及其自动化、工业自动化、机电一体化等专业的教材，也可供工程技术人员自学和作为培训教材。图书在版编目(CIP)数据电气控制技术/韩顺杰，吕树清主编.—北京：中国林业出版社；北京大学出版社，2006.8(21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材)ISBN7-5038-4404-3Ⅰ.电…Ⅱ.①韩…②吕…Ⅲ.电气控制—高等学校—教材Ⅳ.TM921.5中国版本图书馆CIP数据核字(2006)第090052号书名：电气控制技术著作责任者：韩顺杰吕树清主编策划编辑：李虎责任编辑：李娉婷曹岚张敏标准书号：ISBN7-5038-4404-3出版者：中国林业出版社(地址：北京市西城区德内大街刘海胡同7号邮编：100009)@public.bta.net.cn电话：总编室66180373营销中心66187711北京大学出版社(地址：北京市海淀区成府路205号邮编：100871):[e-mail]电话：邮购部62752015发行部62750672编辑部62750667出版部62754962印刷者：发行者：北京大学出版社中国林业出版社经销者：新华书店787毫米×1092毫米16开本13.5印张300千字2006年8月第1版2006年8月第1次印刷定价：22.00元《21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材》专家编审委员会主任委员张德江副主任委员(按姓氏拼音顺序排名)陈静丁坚勇侯媛彬纪志成任庆昌吴斌秘书长于微波委员(按姓氏拼音顺序排名)陈志新戴文进段晨旭樊立萍范立南公茂法关根志嵇启春蒋中雷霞刘德辉刘永信刘原马永翔孟祥萍孟彦京聂诗良王忠庆吴旭云燕庆明杨新华尤文张桂青张井岗《21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材》联合编写学校名单（按拼音顺序排名）1安徽建筑工业学院2安徽科技学院3北华大学4北京工商大学5北京建筑工程学院6长春大学7长春工程学院8长春工业大学9长春理工大学10成都理工大学11东北电力学院12福州大学13广东工业大学14桂林工学院15合肥工业大学16河南工业大学17河南科技学院18河南农业大学19华东交通大学20黄石理工学院21吉林工程技术师范学院22吉林化工学院23吉林建筑工程学院24江南大学25焦作大学26兰州理工大学27聊城大学28辽宁大学29内蒙古大学30南昌工程学院31平顶山工学院32平顶山学院33青岛科技大学34山东建筑工程学院35山东科技大学36陕西科技大学37陕西理工学院38沈阳大学39沈阳工程学院40沈阳工业大学41沈阳化工学院42四川理工学院43太原科技大学44潍坊学院45武汉大学46武汉理工大学47西安工程科技学院48西安建筑科技大学49西安科技大学50西安理工大学51西安石油大学52西安外事学院53西安邮电学院54西南大学55西南科技大学56浙江大学57中北大学58中北大学分校总序我们所处的时代被称为信息时代。信息科学与技术的迅速发展和广泛应用，深深地改变着人类生产、生活的各个方面。人类社会生产力发展和人们生活质量的提高越来越得益于和依赖于信息科学与技术的发展。自动化科学与技术涉及到信息的检测、分析、处理、控制和应用等各个方面，是信息科学与技术领域的重要组成部分。在我国经济建设的进程中，工业化是不可逾越的发展阶段。面对全面建设小康社会的发展目标，党和国家提出走新型工业化道路的战略决策，这是一条我国当代工业化进程的必由之路。实现新型工业化，就是要坚持走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的可持续发展的科学发展之路。在这个过程中，自动化科学与技术起着不可替代的重要作用，高等学校的自动化学科肩负着人才培养和科学研究的光荣的历史使命。我国高等教育中工科在校大学生数占在校大学生总数的35%～40%，其中自动化类的学生是工科各专业中学生人数最多的专业之一。在我国高等教育已走进大众化阶段的今天，人才培养模式多样化已成为必然的趋势，其中应用型人才是我国经济建设和社会发展需求最多的一大类人才。为了促进自动化领域应用型人才培养，发挥院校之间相互合作的优势，北京大学出版社组织了此套《21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材》。参加这一系列教材编写的基本上都是来自地方工科院校自动化学科的专家学者，由此确定了教材的使用范围，也为“实用教材”的定位找到了落脚点。本系列教材具有如下特点：(1)注重实用性。地方工科院校的人才培养规格大多定位在高级应用型，对这一大类人才的培养要注重面向工程实践，培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力。从这一教学原则出发，本系列教材注重实用性，注意引用工程中的实例，培养学生的工程意识和工程应用能力，因此将更适合地方工科院校的教学要求。(2)体现新颖性。更新教材内容，跟进时代，加入一些新的先进实用的知识，同时淘汰一些陈旧过时的内容。(3)院校间合作交流的成果。每一本教材都有几所院校的教师参加编写。北大出版社事先在西安市和长春市召开了编写计划会和审纲会，来自各院校的教师比较充分地交流了情况，在相互借鉴、取长补短的基础上，形成了编写大纲，确定了编写原则。因此，这一系列教材可以反映出各参编院校一些好的经验和做法。(4)这一系列教材几乎涵盖了自动化类专业从技术基础课到专业课的各门课程，到目前为止，列入计划的已有30多门，教材门数多，参与的院校多，参加编写人员多。地方工科院校是我国高等院校中比例最大的一部分。本系列教材面向地方工科院校自动化类专业教学之用，将拥有众多的读者。教材专家编审委员会深感教材的编写质量对教学质量的重要性，在审纲会上强调了“质量第一，明确责任，统筹兼顾，严格把关”的原则，要求各位主编加强协调，认真负责，努力保证和提高教材质量。各位主编和编者也将尽职尽责，密切合作，努力使自己的作品受到读者的认可和欢迎。尽管如此，由于院校之间、编者之间的差异性，教材中还是难免会出现一些问题和不足，欢迎选用本系列教材的教师、学生提出批评和建议。张德江2006年1月前言电气控制技术是高等工科院校自动化、电气工程及其自动化专业中应用性很强的一门专业课。随着计算机技术、电力电子技术、自动控制技术的发展，电气控制技术已由继电—接触器硬接线的常规控制转向以计算机为核心的软件控制。PLC和变频器是典型的现代电气控制装置。它们具有抗干扰能力强、可靠性和性能价格比高、编程方便、结构模块化、易于网络化等技术特点，易于与多种智能化电气传动产品相连接，实现各种生产设备或工业生产制造过程的自动化控制，近年来在工业控制系统中得到广泛的应用。为了适应新技术发展对电气控制技术课程的教学需要，我们遵循结合工程实际、突出技术应用原则编写了这本教材。本书通过继电控制、可编程控制器、变频调速器三大部分，介绍现代工业自动化实用技术，以实际应用为重点，给出适量的应用实例。本书共分6章。第1章为传统的低压电器；第2章介绍传统的低压电器组成的基本控制环节；第3章在介绍基本控制环节的基础上，着重介绍继电—接触器电气控制系统的设计思想与方法；第4章通过对典型机床的电气控制线路的实例分析，总结电气控制系统分析的基本内容和一般规律；第5章为可编程控制器的内容，在介绍可编程控制器的基本原理基础上，强调新的控制器带来新的控制理念，并从应用角度出发，力图展现可编程控制器的强大功能；第6章介绍目前应用极为普遍的变频器，重点在变频器的功能和应用上，略去了繁琐的理论推导。本书由长春工业大学韩顺杰、南昌工程学院吕树清担任主编，陕西科技大学张根宝、西安外事学院张克明担任副主编；西安外事学院张改莲、长春工程学院蔡长青参加编写。具体分工为：第1章由张根宝编写；第2章由张改莲编写；第3章由张克明编写；第4章由吕树清编写；第5章由蔡长青编写；韩顺杰负责第6章的编写和全书的统稿、定稿工作。本书在编写过程中得到长春工业大学电气与电子工程学院部分师生的支持，在此表示衷心的感谢。由于编者水平及编写时间所限，书中难免存在错误和不妥之处，恳请广大读者给予批评指正。编者2006年6月章常用(电磁式)低压电器...................11.1低压电器的作用与分类.........................11.1.1低压电器的定义与作用..............11.1.2低压电器的分类..........................11.2电磁机构及触点系统.............................21.2.1电磁机构......................................21.2.2触点系统......................................41.3接触器.....................................................61.3.1接触器的结构及工作原理..........71.3.2接触器的型号及主要技术数据..............................................81.3.3接触器的图形符号和文字符号..............................................91.3.4接触器的选择与使用..................91.4继电器...................................................101.4.1继电器的继电特性....................101.4.2电磁式继电器............................111.4.3时间继电器................................131.5其他常用电器.......................................181.5.1低压开关....................................181.5.2低压断路器................................191.5.3熔断器........................................221.5.4热继电器....................................241.5.5速度继电器................................291.5.6主令电器....................................29本章小结........................................................33习题与思考题................................................33第2章电气控制系统的基本控制电路....352.1电气控制线路的绘制及国家标准.......352.1.1电气图中的图形符号和文字符号的国家标准........................352.1.2电气控制原理图的绘制原则....362.1.3