机电传动控制（第六版）

自本书第五版出版以来，数字制造和智能制造进入一个高速发展的时期，机电控制系统这一传统领域也发生着快速变革。本书的修订工作，基于对机电控制如下的发展趋势的理解：(1)电机及控制技术不断革新，电机的性能和效率不断提升，伺服电机和高性能变频电机使用更为广泛，各类直驱电机把电机和负载有机融为一体，运动控制的性能提升越来越依赖于电机、传感、电力电子技术的综合。传统的电机在新的控制技术支持下性能进一步提升。(2)功能安全在工业中的重要性不断提升，传统低压电器的综合保护能力进一步提高，安全继电器、安全PLC等的应用日益广泛。(3)IGBT和功率MOSFET等主流电力电子器件不断更新换代，功率密度不断提升，模块化设计简化了应用难度，扩大了应用范围。宽禁带电力电子器件的发展将进一步提高电机控制的性能。(4)自动化软件在机电系统中发挥越来越重要的作用，PLC系统不断融合基于PC的控制技术，支持丰富的编程语言，提供基于模型的控制软件设计方法，具备日益完善的运动控制功能库，已成为机电装备和自动化生产线的主要软件平台。根据技术的发展、广大师生的教学反馈意见和我们近年来的教学实践，第六版重点修订的内容如下：第1章：补充了机电传动控制近年来的发展趋势。第2章到第4章：针对近年来高能效传动电机标准的推广和电机工艺的改进，做少量内容补充和文字订正。第5章：补充了在实际中应用比较广泛的两相混合步进电动机，对交流伺服电动机和直驱电动机等内容进行了补充。第6章：基于新的国家标准对常用低压电器及性能指标进行了补充，并增加安全继电器等低压电器的介绍、电气CAD/CAE工具的发展等内容。第7章：补充了可编程控制器的*新发展，以及基于IEC611313的PLC编程语言和编程方法，基于PLC的运动控制和功能安全等内容。第8章：对电力电子器件近年来的发展做了补充介绍，对电力电子电路的数字化控制技术做了补充。第9章：增加了闭环直流调速系统的传递函数模型和动态特性分析，并根据当前主流的数字化晶闸管调速装置发展对原有的微型计算机控制的直流直流传动系统内容做了更新。第10章：重点讲解交直交异步电动机变频系统，包括变频器的结构原理，V/F开环控制模式和矢量控制模式原理，以及变频调速系统的选型和应用。对交交变频调速和转差调速等内容做了简化。第11章：对步进电动机驱动控制部分，根据技术的发展做了相应更新，并增加了永磁同步电动机的伺服驱动器结构与原理等内容。本次修订新增了配套电子资源，读者可通过扫描二维码了解相关扩展知识，更加直观地浏览设备和装置的三维结构、电路和系统的输入输出信号动态波形等内容。本次修订主要由陈冰、谢经明、袁楚明完成，具体分工为：谢经明负责修改第2章，袁楚明负责修改第3章、5.5节和6.3节，其他章节由陈冰修改，冯清秀、邓星钟、周祖德等审校全书，陈冰负责全书修订的组织和定稿。许多使用本教材的师生提出了宝贵的修改意见，在此表示感谢。本次教材修订得到了华中科技大学教务处、华中科技大学机械科学与工程学院、华中科技大学出版社等单位的支持，在此谨向上述单位表示衷心的感谢。限于编者水平，本次修订内容一定还存在很多不足和错误，恳请读者批评指正。编者2020年6月

本书是根据近年来普通高等学校机械类专业“机电传动控制”课程教学要求，并在《机电传动控制》(第五版)的基础上编写的。全书共11章，包括拖动基础及传动系统的过渡过程、电动机、继电器接触器控制、可编程控制器、电力电子技术、直流调速系统、交流调速系统、步进电动机驱动系统等。每章后附有习题和思考题，便于自学。本书内容全面、实用，力求突出机电结合、理论联系实际的特点，重点突出各种知识在实际中的应用。为了方便教学，教材同时配有数字化教学资源，包括教学课件，系统仿真动画，视频等。，需要的任课教师可以与出版社联系(电话：027——81339688，电子邮箱：hustp_jixie@163.com)。本书可作为普通高等学校机械类专业“机电传动控制”课程的教材，也可作为智能制造工程、机器人工程等专业的教材，还可供从事机电一体化工作的工程技术人员参考。

陈冰，男，1977年生，现任华中科技大学机械科学与工程学院副教授。本科毕业于北京交通大学电气工程系，硕士和博士毕业于华中科技大学机械科学与工程学院。主要从事电机和运动控制、机电装备建模和智能控制等领域的研发工作。作为项目负责人和主要完成人，承担和参与国家重大专项、国家自然科学基金项目、科技部科技人员服务企业行动计划、湖北省和武汉市科技攻关项目、企业合作项目等多个项目的研发工作。先后获湖北省技术发明三等奖、湖北省科技进步二等奖、武汉市科技进步二等奖、湖北省科技进步三等奖和中国纺织工业联合会科技进步三等奖等奖励，发表SCI收录论文10多篇，获国家发明专利十余项。

随着电气控制技术的发展，机电控制越来越体现如下特点。(1)电机及控制技术不断革新，电机的性能和效率不断提升，伺服电机和高性能变频电机使用更为广泛，各类直驱电机把电机和负载有机融为一体，运动控制的性能提升越来越依赖于电机、传感、电力电子技术的综合。传统的电机在新的控制技术支持下性能进一步提升。(2)功能安全在工业中的重要性不断提升，传统低压电器的综合保护能力进一步提高，安全继电器、安全PLC等的应用日益广泛。(3)IGBT和功率MOSFET等主流电力电子器件不断更新换代，功率密度不断提升，模块化设计简化了应用难度，扩大了应用范围。宽禁带电力电子器件的发展将进一步提高电机控制的性能。(4)自动化软件在机电系统中发挥越来越重要的作用，PLC系统不断融合基于PC的控制技术，支持丰富的编程语言，提供基于模型的控制软件设计方法，具备日益完善的运动控制功能库，已成为机电装备和自动化生产线的主要软件平台。本书就是依据上述变化，并依托华中科技大学机械学院承担的新工科教学研究项目在原书结构上修改的，既传承了原书的结构体系，又将当前的机电控制技术引入教材，方便师生了解工程实际。