第1章低壓電器與變壓器《電機與電氣控制基礎》

第3章

電動機電氣控制電路《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編目錄CATALOGUE01單相異步電動機控制電路02三相異步電動機電氣控制電路03電動機調速技術與應用《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編01單相異步電動機控制電路《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編單相電容式電動機正反轉控制電路通過改變工作繞組和起動繞組的接法，實現電動機的正反轉。單相異步電動機正反轉控制電路分相起動式單相電動機正反轉控制電路通過改變起動繞組和主繞組中電流的相位關系，改變電動機的旋轉磁場方向，實現電動機的正反轉。單相異步電動機正反轉控制電路自耦變壓器調速通過自耦變壓器降低電動機的電壓，實現調速。串電抗器調速通過串聯電抗器，增加電動機的電流和磁場強度，實現調速。單相異步電動機調速控制電路晶閘管無級調速通過晶閘管無級調速裝置，改變電動機的電壓和電流，實現無級調速。繞組抽頭法調速通過改變繞組抽頭的方式，改變電動機的極數和轉速，實現調速。串電容調速通過串聯電容器，增加電動機的電流和磁場強度，實現調速。單相異步電動機調速控制電路單相串勵直流電動機起動與調速直流電動機的起動01全壓起動、降壓起動。直流電動機的調速02改變直流電機兩端的電壓、改變電動機的磁通量、串聯調節電動機的電阻。04單相串勵直流電動機起動與調速01單相串勵直流電動機手動起動控制電路03

通過手動控制按鈕接通電源，實現電動機的起動和停止。單相串勵直流電動機自動起動控制電路04

通過自動控制器控制電源接通和斷開，實現電動機的自動起動和停止。02三相異步電動機電氣控制電路《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編三相異步電動機點動控制電路主電路由電源、電動機、熱繼電器組成，用于控制電動機的起動和停止。由按鈕、接觸器、時間繼電器組成，用于控制電動機的點動運行?？刂齐娐酚扇蹟嗥?、熱繼電器組成，用于保護電動機和電路。保護環節主電路與上述兩個電路相同，由電源、電動機、熱繼電器組成。控制電路由按鈕、接觸器、時間繼電器組成，用于控制電動機的點動和長動運行。三相異步電動機點動長動結合電路主電路與點動控制電路相同，由電源、電動機、熱繼電器組成。控制電路由按鈕、接觸器、時間繼電器組成，用于控制電動機的長動運行。三相異步電動機長動控制電路1.三相異步電動機接觸器互鎖正反轉控制電路優點：工作安全可靠。缺點：操作不方便。三相異步電動機正反轉控制電路2.三相異步電動機按鈕聯鎖正反轉控制電路優點：操作方便。缺點：容易產生電源兩相短路故障。三相異步電動機正反轉控制電路3.三相異步電動機按鈕與接觸器雙重聯鎖正反轉控制電路優點：完全可靠。缺點：電路較復雜。三相異步電動機正反轉控制電路4.三相異步電動機行程開關自動正反轉控制電路

在電動機正反轉控制電路的基礎上加入了行程開關，通過撞擊行程開關帶動電路自動停止和運行。三相異步電動機正反轉控制電路1.手動星-三角降壓啟動控制電路

按下按鈕SB2,KM1、KM2吸合，電機星形連接降壓啟動；按下三角形連接切換按鈕SB3,交流接觸器KM2斷開KM3吸合，三角形連接全壓啟動；按下停止按鈕SB1，所有線圈失電，電動機停止運行。三相異步電動機星形-三角形降壓啟動控制電路

2.時間繼電器自動星-三角啟動控制電路

時間繼電器KT控制星形降壓啟動時間和完成星三角自動切換。三相異步電動機星形-三角形降壓啟動控制電路

由電源、雙速電動機、熱繼電器組成，用于控制雙速電動機的起動和停止。主電路由按鈕、接觸器、時間繼電器組成，用于控制雙速電動機的高速和低速運行?？刂齐娐酚扇蹟嗥?、熱繼電器組成，用于保護雙速電動機和電路。保護環節雙速電動機控制電路01020303電動機調速技術與應用《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編調速方法概述轉差率調速通過改變電動機的轉差率來改變電機的轉速。轉差率調速可以通過改變電源頻率、電壓或電流來實現。例如，可以通過使用變頻器來改變電源頻率，從而實現變頻調速。變頻調速通過改變電源電網的頻率來改變電機的轉速。變頻調速是現代電動機調速的主流方法，具有調速范圍廣、精度高、效率高等優點。改變定子繞組的磁極對數通過改變定子繞組的連接方式來改變電機的磁極對數，從而改變電機的轉速。例如，對于雙速電機，可以通過改變定子繞組的接線方式來切換磁極對數，從而實現調速。030201△接(４極)—低速將雙速電機的定子繞組接成三角形，此時電機的磁極對數為4，同步轉速為1500r/min，適用于低速運行。雙速電機繞組接線ＹＹ接(２極)—高速將雙速電機的定子繞組接成YY形，此時電機的磁極對數為2，同步轉速為3000r/min，適用于高速運行。轉換開關控制雙速電機轉換開關可以控制雙速電機的定子繞組接線方式，從而控制電機的轉速。例如，將轉換開關撥到低速檔時，雙速電機采用三角形接線方式，撥到高速檔時則采用YY形接線方式。轉換開關控制雙速電機轉換開關控制的雙速電動機控制電路轉換開關可以控制雙速電機的定子繞組接線方式，從而控制電機的轉速。例如，將轉換開關撥到低速檔時，雙速電機采用三角形接線方式，撥到高速檔時則采用YY形接線方式。按鈕和接觸器控制的雙速電動機控制電路按鈕和接觸器可以用來控制雙速電機的起動和停止，同時也可以用來切換電機的轉速。例如，按下起動按鈕時，電機開始起動并自動切換到設定的轉速狀態。時間繼電器控制的雙速電動機控制電路時間繼電器可以用來控制雙速電機的起動時間和運行速度。例如，可以設置時間繼電器來控制電機的起動時間，使其在起動后自動切換到設定的轉速狀態。THANKS感謝觀看《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編第4章PLC及其應用《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編目錄CATALOGUE01引言02PLC的結構03PLC的基本工作原理04PLC的應用05結論《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編01引言《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編PLC的由來與應用PLC的產生1968年，美國通用汽車公司提出可編程控制器概念，1969年美數公司研制出首臺PLC并成功應用于通用汽車生產線，標志著工業控制自動化的新時代。PLC的定義PLC是一種具有微處理器的數字運算控制器，用于自動化控制，其在自動化項目中的作用相當于人的大腦，用于存儲信息和指令，指揮執行機構動作。PLC的發展PLC發展分5個階段；發展趨勢為高功能、高速度、高集成度、容量大、體積小、成本低、通訊聯網功能強，體現為數字化、智能化、網絡化。PLC的種類PLC按結構形式分類為整體式PLC、模塊式PLC；按I/O點數分類為小型機、中型機、大型機；按功能分類為低檔機、中檔機、高檔機。PLC的應用范圍PLC的應用范圍包括開關量的邏輯控制、過程控制、運動控制、通訊聯網、數據處理等，廣泛應用于工業自動化、交通管理、智能家居等領域。PLC與傳統工業技術PLC與繼電-接觸器、單片機、計算機、集散型控制系統相比，具有功能完善、可靠性高、編程簡單、使用方便等優點，適用于各種工業控制場景。010203040506PLC的性能指標存儲容量、I/O點數、掃描速度、指令系統、內部器件的種類和數量、擴展能力、特殊功能模塊的數量、通訊功能。PLC的優點功能完善且通用性強，可靠性高并抗干擾能力強，編程簡單且使用方便，安裝與維護便捷，體積小且能耗低，型號多樣且配套齊全。PLC的主要缺點PLC的體系結構封閉，使用專用總線、通訊網絡和協議。I/O模板、機柜和電源模板等都不通用，且各公司產品之間互不兼容。PLC的特點與主要指標PLC的工作方式及流程循環掃描工作方式是PLC的基本工作方式，即“串行”工作方式。PLC掃描工作流程分為公共處理、程序執行、掃描周期計算處理、I/O刷新和外設端口服務階段。PLC的基本工作原理PLC的起動運行與停止PLC起動運行方式分自動、半自動、手動。停運方式分正常停運、暫停、緊急停運。PLC通過編程器或外部設備輸入指令，經內部處理后通過輸出模塊控制被控對象。PLC的通訊通訊方式含并行與串行。計算機與PLC通訊實現數據交互，計算機可讀取PLC數據，寫入數據至PLC及向計算機寫入數據，確保信息共享與協同作業的高效性。02PLC的結構《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編中央處理模塊中央處理模塊（CPU）是PLC的核心，負責執行用戶程序、控制輸入輸出、實現數據處理與通訊功能。其性能直接影響PLC的工作速度與處理能力。存儲模塊存儲模塊是PLC的重要組成部分，用于存放用戶程序、邏輯狀態、控制參數及歷史數據等信息。根據存儲類型，存儲模塊可分為ROM、EEPROM和RAM等。輸入輸出模塊輸入輸出模塊（I/O模塊）是PLC與被控對象進行信息交互的橋梁，負責讀取現場傳感器信號并驅動控制執行機構。根據信號類型，I/O模塊可分為數字量輸入輸出和模擬量輸入輸出兩種。PLC硬件系統電源模塊為PLC系統提供穩定的電力供應，確保各模塊正常工作。同時，它還能將輸入的交流電轉換為直流電，為CPU、存儲器等關鍵部件提供穩定的電源環境。電源模塊編程器用于下載程序到PLC，監控其運行狀態，并能通過人機界面輸入數據和指令。其他外部設備如掃描儀、打印機等，可進一步擴展PLC的功能，如數據采集、報表生成等。外部設備PLC硬件系統系統軟件系統軟件是PLC系統的核心管理程序，負責解釋并執行用戶指令，提供標準的程序塊供系統調用，以及進行內存管理、文件處理等。它確保PLC系統穩定運行，并為用戶提供良好的開發環境。應用軟件應用軟件是用戶根據實際需求編寫的程序，用于實現特定的控制邏輯、數據處理等功能。它基于PLC的系統軟件運行，通過編程語言如梯形圖、功能塊圖等實現，并下載到PLC中執行。PLC的軟件系統03PLC的基本工作原理《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編循環掃描工作方式PLC采用循環掃描工作方式，主要包括RUN（運行）和STOP（停止）兩種模式。在SCAN（掃描）工作方式下，PLC按照順序逐個讀取輸入信號。PLC掃描工作流程PLC掃描工作流程包括公共處理、程序執行、掃描周期計算、I/O刷新和外設端口服務。PLC的工作過程分為輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個階段。PLC的工作方式及流程PLC起動運行方式PLC支持自動、半自動和手動三種起動運行方式。自動方式下，系統按程序自動動作，無需人工干預；半自動方式需要人工輔助；手動方式用于調試和特殊情況。PLC的停運方式PLC控制系統支持正常停運、暫時停運和緊急停運。正常停運按程序結束或接收停運指令；暫停方式下，程序暫停執行，輸出全關；緊急停運用于重大事故或設備故障。PLC的起動運行與停止方式通訊方式有并行和串行兩種。并行通訊通過數據線、公共線和控制線進行數據傳輸；串行通訊按傳送方向分為單工、半雙工和全雙工，按收發方式分為異步和同步。通訊方式計算機與PLC通訊實現數據交互，計算機可讀取PLC數據、寫入PLC數據，PLC也可向計算機寫入數據，形成雙向通訊，確保信息準確、快速傳遞。計算機與PLC通訊PLC的通訊04PLC的應用《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編PLC編程語言PLC編程語言多樣，包括順序功能圖、梯形圖、功能塊圖等，各具特色。梯形圖作為最常用的編程語言，由觸點、線圈和應用指令等組成。軟元件軟元件是PLC中的編程元素，包括輸入與輸出繼電器、輔助繼電器M、狀態繼電器S、定時器T、計數器C、數據寄存器D和常數等，用于實現各種控制功能。GX_Works2簡介GX_Works2是一款功能強大的PLC編程軟件，提供了直觀的梯形圖編輯界面和靈活的轉換工具，支持程序的下載和調試，為工程師提供了便捷。梯形圖概述梯形圖是一種基于邏輯的行式編程語言，通過左右母線和邏輯行來組織條件和結果，用“END”標記程序結束。設計梯形圖需遵循特定原則，確保邏輯正確性。PLC的軟件用PLC對繼電器控制電路技術改造改造原則：在進行PLC技術改造時，通常無需更改控制面板按鈕、開關的功能、標識和布局，以維持控制系統原有外觀，同時分析PLC控制系統時，可將其視為繼電器控制系統的控制箱。PLC接線圖：PLC外部硬件接線圖展示了控制箱外部接線，而梯形圖則代表控制箱內部“線路”，其中輸入、輸出繼電器作為控制箱與外部電路的“接口”，將梯形圖輸入繼電器觸點視為外部輸入器件觸點。負載控制：出于安全和特定控制需求，某些設備的外部負載線圈可能同時受梯形圖邏輯和外部按鈕或開關觸點控制。在改造過程中，必須全面考慮這些因素，確保改造后的系統既能滿足控制要求。改造電路：PLC改造三相異步電動機長動、點動連續、正反轉控制電路，以及星形-三角形降壓起動控制電路，包括手動和自動電路，實現高效節能和精確控制，提升生產效率和產品質量。環境要求在使用PLC時，需要關注溫度、濕度、空氣成分、振動及沖擊源等環境因素，確保工作環境良好，同時電源、強干擾源、強電磁場和強放射源等也需要得到妥善管理。安裝與布線在安裝PLC時，動力線、控制線、電源線和I/O線應分別配線，并采用雙膠線連接隔離變壓器與PLC和I/O；同時PLC應遠離強干擾源，如電焊機、大功率硅整流裝置等。PLC的使用05結論《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編PLC技術推動了傳統產業的自動化升級，實現了生產過程的精準控制和優化，提高了資源利用效率和環境友好性。產業升級PLC與其他自動化系統進行集成，如與機器人、傳感器和攝像頭的協同工作，形成了全面的智能生產系統。系統集成01020304PLC在自動化控制領域發揮著核心作用，廣泛應用于制造業、電力、水處理等行業，顯著提升了生產效率和產品質量。自動化控制PLC技術簡化了操作過程，降低了對人工的依賴，同時提供了直觀的操作界面和便捷的診斷工具，提升了用戶的體驗和滿意度。用戶體驗總結PLC的主要成就與應用價值適應性未來的PLC將具備更好的適應性和靈活性，能靈活應對各種變化和環境條件，如溫度、濕度、振動等，保證穩定的工作性能。智能化隨著AI技術的進步，未來的PLC將具備更強的自主決策和優化的能力，能通過機器學習和數據分析動態調整控制策略。模塊化為滿足不同行業的多樣化需求，未來的PLC將設計得更加模塊化，允許用戶根據實際需求選擇并組合不同的功能模塊。網絡化隨著工業互聯網的發展，未來的PLC將更好地支持各種網絡協議和標準，與其他設備和系統進行無縫連接和通信。展望PLC的未來發展趨勢與方向選型與配置培訓與認證編程與維護安全與標準在選擇和配置PLC時，應充分考慮實際應用場景和需求，確保選型合理、配置優化，以充分發揮PLC的性能和優勢。重視相關人員的培訓和認證工作，提升團隊對PLC技術的理解和應用能力，是確保PLC項目成功實施和運行的保障。掌握多種PLC編程語言（如梯形圖、功能塊圖等）及編程軟件應用，便于根據實際需求編寫高效、可維護的程序代碼。在PLC的應用中，應遵循相關的安全標準和規范（如IEC61131-3等），確保系統的安全性和可靠性，降低風險。提出針對PLC應用的建議與策略THANKS感謝觀看《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編第5章

模擬考試題《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編模擬考試題一模擬考試題二模擬考試題三模擬考試題四模擬考試題五模擬考試題六模擬考試題七模擬考試題八目錄CATALOGUE《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編01模擬考試題一《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編一、填空題1、變換電壓、變換電流、變換阻抗。2、定子鐵心、定子外層繞組、定子內層繞組。3、相同（一樣）。4、接觸器互鎖、按鈕互鎖。5、相同（一樣）。6、氣隙。7、小。8、直接啟動、降壓啟動、變阻啟動。9、直接啟動、降壓啟動。10、數字。11、循環。12、3。二、判斷題12345678對錯錯對錯對錯錯9101112131415

對錯對錯錯對錯

三、選擇題12345678CDAAACBB9101112131415

BDCBDAC

四、綜合題1、SB1、星形（Y）。2、停止、自鎖。模擬考試題一參考答案02模擬考試題二《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編模擬考試題二參考答案一、填空題1、電磁感應2、403、1200、1500、配電、控制。4、工作繞組、啟動繞組、90°。5、調速、啟動。6、220V。7、120°。8、電、機械，發電機、電動機。9、可編程邏輯控制器。10、三角形，雙星。二、判斷題12345678對對錯錯錯錯錯對9101112131415

對對對對錯錯對

三、選擇題12345678CBBCCBBD9101112131415

DCBBCDC

四、綜合題1、SB1、得電、不得電，接觸器互鎖2、三角形（△）、星形（Y）03模擬考試題三《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編模擬考試題三參考答案一、填空題1、熔斷器2、自鎖3、9A、1/34、交流電壓、頻率5、Y-△、定子繞組串電阻、自耦變壓器6、機械、電氣、電氣、反接、能耗、再生發電7、電容啟動式、電容運轉式、電容啟動運轉式8、1500、3000

9、速度二、判斷題12345678對錯對錯對對錯對9101112131415

錯對對對錯錯對

三、選擇題12345678CABABCCB9101112131415

DBABDDA

四、綜合題1、閉合、正轉運行2、空氣開關、自鎖、點動。04模擬考試題四《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編模擬考試題四參考答案一、填空題1、大、好2、44V、51、升壓、降壓、配電2、能3、轉子串電阻、轉子串頻敏變阻器4、停止迅速、設備簡單（制動轉矩較大）、瞬間電流較大、機械沖擊強烈5、主繞組、副繞組、工作繞組、啟動繞組、90°6、

6二、判斷題12345678錯對錯錯錯錯對對9101112131415

錯對對對對

對對

三、選擇題12345678DDCAAABD9101112131415

DCDBCBB

四、綜合題1、接通、斷開、斷開、接通、反轉、按鈕互鎖、接觸器互鎖2、得電、停止、KM1、運行、得電、運行、停止、停止05模擬考試題五《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編模擬考試題五參考答案一、填空題1、552、一次、二次3、滿載4、變頻、變極、變轉差率5、電樞繞組、換向性能、電弧火花、相同6、改變電樞電壓、改變電樞電阻、改變磁通7、自勵式、他勵式8、晶體管9、延時10.切換二、判斷題12345678對錯對錯對錯對錯9101112131415

錯錯對錯對

對錯

三、選擇題12345678AABDADBB9101112131415

ADCCDBA

四、綜合題1、電源開關、反轉、停止。2、KM1、KM2、通電、短路

06模擬考試題六《電機與電氣控制基礎》楊清德

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楊波主編模擬考試題六參考答案一、填空題1、20A、125Ω2、閉合、斷開3、輸電、配電4、磁、電5、1500、10006、1/3、1/37、L1型、L3型、T型8、定子、轉子9、降低、電流、轉矩二、判斷題12345678對對對錯對錯對對9101112131415

對錯對對錯

錯對

三、選擇題12345678CABBBCCD9101112131415

CCCBCBD

四、綜合題1、熱繼電器、反轉、接通、斷開、正轉、會2、按鈕互鎖、短路、常閉、常開07模擬考試題七《電機與電氣控制基礎》楊清德

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