电机与电气控制基础 课件 杨清德 第3-5章 电动机电气控制电路 -模拟考试题

第1章低压电器与变压器《电机与电气控制基础》

第3章

电动机电气控制电路《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编目录CATALOGUE01单相异步电动机控制电路02三相异步电动机电气控制电路03电动机调速技术与应用《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编01单相异步电动机控制电路《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编单相电容式电动机正反转控制电路通过改变工作绕组和起动绕组的接法，实现电动机的正反转。单相异步电动机正反转控制电路分相起动式单相电动机正反转控制电路通过改变起动绕组和主绕组中电流的相位关系，改变电动机的旋转磁场方向，实现电动机的正反转。单相异步电动机正反转控制电路自耦变压器调速通过自耦变压器降低电动机的电压，实现调速。串电抗器调速通过串联电抗器，增加电动机的电流和磁场强度，实现调速。单相异步电动机调速控制电路晶闸管无级调速通过晶闸管无级调速装置，改变电动机的电压和电流，实现无级调速。绕组抽头法调速通过改变绕组抽头的方式，改变电动机的极数和转速，实现调速。串电容调速通过串联电容器，增加电动机的电流和磁场强度，实现调速。单相异步电动机调速控制电路单相串励直流电动机起动与调速直流电动机的起动01全压起动、降压起动。直流电动机的调速02改变直流电机两端的电压、改变电动机的磁通量、串联调节电动机的电阻。04单相串励直流电动机起动与调速01单相串励直流电动机手动起动控制电路03

通过手动控制按钮接通电源，实现电动机的起动和停止。单相串励直流电动机自动起动控制电路04

通过自动控制器控制电源接通和断开，实现电动机的自动起动和停止。02三相异步电动机电气控制电路《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编三相异步电动机点动控制电路主电路由电源、电动机、热继电器组成，用于控制电动机的起动和停止。由按钮、接触器、时间继电器组成，用于控制电动机的点动运行。控制电路由熔断器、热继电器组成，用于保护电动机和电路。保护环节主电路与上述两个电路相同，由电源、电动机、热继电器组成。控制电路由按钮、接触器、时间继电器组成，用于控制电动机的点动和长动运行。三相异步电动机点动长动结合电路主电路与点动控制电路相同，由电源、电动机、热继电器组成。控制电路由按钮、接触器、时间继电器组成，用于控制电动机的长动运行。三相异步电动机长动控制电路1.三相异步电动机接触器互锁正反转控制电路优点：工作安全可靠。缺点：操作不方便。三相异步电动机正反转控制电路2.三相异步电动机按钮联锁正反转控制电路优点：操作方便。缺点：容易产生电源两相短路故障。三相异步电动机正反转控制电路3.三相异步电动机按钮与接触器双重联锁正反转控制电路优点：完全可靠。缺点：电路较复杂。三相异步电动机正反转控制电路4.三相异步电动机行程开关自动正反转控制电路

在电动机正反转控制电路的基础上加入了行程开关，通过撞击行程开关带动电路自动停止和运行。三相异步电动机正反转控制电路1.手动星-三角降压启动控制电路

按下按钮SB2,KM1、KM2吸合，电机星形连接降压启动；按下三角形连接切换按钮SB3,交流接触器KM2断开KM3吸合，三角形连接全压启动；按下停止按钮SB1，所有线圈失电，电动机停止运行。三相异步电动机星形-三角形降压启动控制电路

2.时间继电器自动星-三角启动控制电路

时间继电器KT控制星形降压启动时间和完成星三角自动切换。三相异步电动机星形-三角形降压启动控制电路

由电源、双速电动机、热继电器组成，用于控制双速电动机的起动和停止。主电路由按钮、接触器、时间继电器组成，用于控制双速电动机的高速和低速运行。控制电路由熔断器、热继电器组成，用于保护双速电动机和电路。保护环节双速电动机控制电路01020303电动机调速技术与应用《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编调速方法概述转差率调速通过改变电动机的转差率来改变电机的转速。转差率调速可以通过改变电源频率、电压或电流来实现。例如，可以通过使用变频器来改变电源频率，从而实现变频调速。变频调速通过改变电源电网的频率来改变电机的转速。变频调速是现代电动机调速的主流方法，具有调速范围广、精度高、效率高等优点。改变定子绕组的磁极对数通过改变定子绕组的连接方式来改变电机的磁极对数，从而改变电机的转速。例如，对于双速电机，可以通过改变定子绕组的接线方式来切换磁极对数，从而实现调速。030201△接(４极)—低速将双速电机的定子绕组接成三角形，此时电机的磁极对数为4，同步转速为1500r/min，适用于低速运行。双速电机绕组接线ＹＹ接(２极)—高速将双速电机的定子绕组接成YY形，此时电机的磁极对数为2，同步转速为3000r/min，适用于高速运行。转换开关控制双速电机转换开关可以控制双速电机的定子绕组接线方式，从而控制电机的转速。例如，将转换开关拨到低速档时，双速电机采用三角形接线方式，拨到高速档时则采用YY形接线方式。转换开关控制双速电机转换开关控制的双速电动机控制电路转换开关可以控制双速电机的定子绕组接线方式，从而控制电机的转速。例如，将转换开关拨到低速档时，双速电机采用三角形接线方式，拨到高速档时则采用YY形接线方式。按钮和接触器控制的双速电动机控制电路按钮和接触器可以用来控制双速电机的起动和停止，同时也可以用来切换电机的转速。例如，按下起动按钮时，电机开始起动并自动切换到设定的转速状态。时间继电器控制的双速电动机控制电路时间继电器可以用来控制双速电机的起动时间和运行速度。例如，可以设置时间继电器来控制电机的起动时间，使其在起动后自动切换到设定的转速状态。THANKS感谢观看《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编第4章PLC及其应用《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编目录CATALOGUE01引言02PLC的结构03PLC的基本工作原理04PLC的应用05结论《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编01引言《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编PLC的由来与应用PLC的产生1968年，美国通用汽车公司提出可编程控制器概念，1969年美数公司研制出首台PLC并成功应用于通用汽车生产线，标志着工业控制自动化的新时代。PLC的定义PLC是一种具有微处理器的数字运算控制器，用于自动化控制，其在自动化项目中的作用相当于人的大脑，用于存储信息和指令，指挥执行机构动作。PLC的发展PLC发展分5个阶段；发展趋势为高功能、高速度、高集成度、容量大、体积小、成本低、通讯联网功能强，体现为数字化、智能化、网络化。PLC的种类PLC按结构形式分类为整体式PLC、模块式PLC；按I/O点数分类为小型机、中型机、大型机；按功能分类为低档机、中档机、高档机。PLC的应用范围PLC的应用范围包括开关量的逻辑控制、过程控制、运动控制、通讯联网、数据处理等，广泛应用于工业自动化、交通管理、智能家居等领域。PLC与传统工业技术PLC与继电-接触器、单片机、计算机、集散型控制系统相比，具有功能完善、可靠性高、编程简单、使用方便等优点，适用于各种工业控制场景。010203040506PLC的性能指标存储容量、I/O点数、扫描速度、指令系统、内部器件的种类和数量、扩展能力、特殊功能模块的数量、通讯功能。PLC的优点功能完善且通用性强，可靠性高并抗干扰能力强，编程简单且使用方便，安装与维护便捷，体积小且能耗低，型号多样且配套齐全。PLC的主要缺点PLC的体系结构封闭，使用专用总线、通讯网络和协议。I/O模板、机柜和电源模板等都不通用，且各公司产品之间互不兼容。PLC的特点与主要指标PLC的工作方式及流程循环扫描工作方式是PLC的基本工作方式，即“串行”工作方式。PLC扫描工作流程分为公共处理、程序执行、扫描周期计算处理、I/O刷新和外设端口服务阶段。PLC的基本工作原理PLC的起动运行与停止PLC起动运行方式分自动、半自动、手动。停运方式分正常停运、暂停、紧急停运。PLC通过编程器或外部设备输入指令，经内部处理后通过输出模块控制被控对象。PLC的通讯通讯方式含并行与串行。计算机与PLC通讯实现数据交互，计算机可读取PLC数据，写入数据至PLC及向计算机写入数据，确保信息共享与协同作业的高效性。02PLC的结构《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编中央处理模块中央处理模块（CPU）是PLC的核心，负责执行用户程序、控制输入输出、实现数据处理与通讯功能。其性能直接影响PLC的工作速度与处理能力。存储模块存储模块是PLC的重要组成部分，用于存放用户程序、逻辑状态、控制参数及历史数据等信息。根据存储类型，存储模块可分为ROM、EEPROM和RAM等。输入输出模块输入输出模块（I/O模块）是PLC与被控对象进行信息交互的桥梁，负责读取现场传感器信号并驱动控制执行机构。根据信号类型，I/O模块可分为数字量输入输出和模拟量输入输出两种。PLC硬件系统电源模块为PLC系统提供稳定的电力供应，确保各模块正常工作。同时，它还能将输入的交流电转换为直流电，为CPU、存储器等关键部件提供稳定的电源环境。电源模块编程器用于下载程序到PLC，监控其运行状态，并能通过人机界面输入数据和指令。其他外部设备如扫描仪、打印机等，可进一步扩展PLC的功能，如数据采集、报表生成等。外部设备PLC硬件系统系统软件系统软件是PLC系统的核心管理程序，负责解释并执行用户指令，提供标准的程序块供系统调用，以及进行内存管理、文件处理等。它确保PLC系统稳定运行，并为用户提供良好的开发环境。应用软件应用软件是用户根据实际需求编写的程序，用于实现特定的控制逻辑、数据处理等功能。它基于PLC的系统软件运行，通过编程语言如梯形图、功能块图等实现，并下载到PLC中执行。PLC的软件系统03PLC的基本工作原理《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编循环扫描工作方式PLC采用循环扫描工作方式，主要包括RUN（运行）和STOP（停止）两种模式。在SCAN（扫描）工作方式下，PLC按照顺序逐个读取输入信号。PLC扫描工作流程PLC扫描工作流程包括公共处理、程序执行、扫描周期计算、I/O刷新和外设端口服务。PLC的工作过程分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC的工作方式及流程PLC起动运行方式PLC支持自动、半自动和手动三种起动运行方式。自动方式下，系统按程序自动动作，无需人工干预；半自动方式需要人工辅助；手动方式用于调试和特殊情况。PLC的停运方式PLC控制系统支持正常停运、暂时停运和紧急停运。正常停运按程序结束或接收停运指令；暂停方式下，程序暂停执行，输出全关；紧急停运用于重大事故或设备故障。PLC的起动运行与停止方式通讯方式有并行和串行两种。并行通讯通过数据线、公共线和控制线进行数据传输；串行通讯按传送方向分为单工、半双工和全双工，按收发方式分为异步和同步。通讯方式计算机与PLC通讯实现数据交互，计算机可读取PLC数据、写入PLC数据，PLC也可向计算机写入数据，形成双向通讯，确保信息准确、快速传递。计算机与PLC通讯PLC的通讯04PLC的应用《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编PLC编程语言PLC编程语言多样，包括顺序功能图、梯形图、功能块图等，各具特色。梯形图作为最常用的编程语言，由触点、线圈和应用指令等组成。软元件软元件是PLC中的编程元素，包括输入与输出继电器、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C、数据寄存器D和常数等，用于实现各种控制功能。GX_Works2简介GX_Works2是一款功能强大的PLC编程软件，提供了直观的梯形图编辑界面和灵活的转换工具，支持程序的下载和调试，为工程师提供了便捷。梯形图概述梯形图是一种基于逻辑的行式编程语言，通过左右母线和逻辑行来组织条件和结果，用“END”标记程序结束。设计梯形图需遵循特定原则，确保逻辑正确性。PLC的软件用PLC对继电器控制电路技术改造改造原则：在进行PLC技术改造时，通常无需更改控制面板按钮、开关的功能、标识和布局，以维持控制系统原有外观，同时分析PLC控制系统时，可将其视为继电器控制系统的控制箱。PLC接线图：PLC外部硬件接线图展示了控制箱外部接线，而梯形图则代表控制箱内部“线路”，其中输入、输出继电器作为控制箱与外部电路的“接口”，将梯形图输入继电器触点视为外部输入器件触点。负载控制：出于安全和特定控制需求，某些设备的外部负载线圈可能同时受梯形图逻辑和外部按钮或开关触点控制。在改造过程中，必须全面考虑这些因素，确保改造后的系统既能满足控制要求。改造电路：PLC改造三相异步电动机长动、点动连续、正反转控制电路，以及星形-三角形降压起动控制电路，包括手动和自动电路，实现高效节能和精确控制，提升生产效率和产品质量。环境要求在使用PLC时，需要关注温度、湿度、空气成分、振动及冲击源等环境因素，确保工作环境良好，同时电源、强干扰源、强电磁场和强放射源等也需要得到妥善管理。安装与布线在安装PLC时，动力线、控制线、电源线和I/O线应分别配线，并采用双胶线连接隔离变压器与PLC和I/O；同时PLC应远离强干扰源，如电焊机、大功率硅整流装置等。PLC的使用05结论《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编PLC技术推动了传统产业的自动化升级，实现了生产过程的精准控制和优化，提高了资源利用效率和环境友好性。产业升级PLC与其他自动化系统进行集成，如与机器人、传感器和摄像头的协同工作，形成了全面的智能生产系统。系统集成01020304PLC在自动化控制领域发挥着核心作用，广泛应用于制造业、电力、水处理等行业，显著提升了生产效率和产品质量。自动化控制PLC技术简化了操作过程，降低了对人工的依赖，同时提供了直观的操作界面和便捷的诊断工具，提升了用户的体验和满意度。用户体验总结PLC的主要成就与应用价值适应性未来的PLC将具备更好的适应性和灵活性，能灵活应对各种变化和环境条件，如温度、湿度、振动等，保证稳定的工作性能。智能化随着AI技术的进步，未来的PLC将具备更强的自主决策和优化的能力，能通过机器学习和数据分析动态调整控制策略。模块化为满足不同行业的多样化需求，未来的PLC将设计得更加模块化，允许用户根据实际需求选择并组合不同的功能模块。网络化随着工业互联网的发展，未来的PLC将更好地支持各种网络协议和标准，与其他设备和系统进行无缝连接和通信。展望PLC的未来发展趋势与方向选型与配置培训与认证编程与维护安全与标准在选择和配置PLC时，应充分考虑实际应用场景和需求，确保选型合理、配置优化，以充分发挥PLC的性能和优势。重视相关人员的培训和认证工作，提升团队对PLC技术的理解和应用能力，是确保PLC项目成功实施和运行的保障。掌握多种PLC编程语言（如梯形图、功能块图等）及编程软件应用，便于根据实际需求编写高效、可维护的程序代码。在PLC的应用中，应遵循相关的安全标准和规范（如IEC61131-3等），确保系统的安全性和可靠性，降低风险。提出针对PLC应用的建议与策略THANKS感谢观看《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编第5章

模拟考试题《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编模拟考试题一模拟考试题二模拟考试题三模拟考试题四模拟考试题五模拟考试题六模拟考试题七模拟考试题八目录CATALOGUE《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编01模拟考试题一《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编一、填空题1、变换电压、变换电流、变换阻抗。2、定子铁心、定子外层绕组、定子内层绕组。3、相同（一样）。4、接触器互锁、按钮互锁。5、相同（一样）。6、气隙。7、小。8、直接启动、降压启动、变阻启动。9、直接启动、降压启动。10、数字。11、循环。12、3。二、判断题12345678对错错对错对错错9101112131415

对错对错错对错

三、选择题12345678CDAAACBB9101112131415

BDCBDAC

四、综合题1、SB1、星形（Y）。2、停止、自锁。模拟考试题一参考答案02模拟考试题二《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编模拟考试题二参考答案一、填空题1、电磁感应2、403、1200、1500、配电、控制。4、工作绕组、启动绕组、90°。5、调速、启动。6、220V。7、120°。8、电、机械，发电机、电动机。9、可编程逻辑控制器。10、三角形，双星。二、判断题12345678对对错错错错错对9101112131415

对对对对错错对

三、选择题12345678CBBCCBBD9101112131415

DCBBCDC

四、综合题1、SB1、得电、不得电，接触器互锁2、三角形（△）、星形（Y）03模拟考试题三《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编模拟考试题三参考答案一、填空题1、熔断器2、自锁3、9A、1/34、交流电压、频率5、Y-△、定子绕组串电阻、自耦变压器6、机械、电气、电气、反接、能耗、再生发电7、电容启动式、电容运转式、电容启动运转式8、1500、3000

9、速度二、判断题12345678对错对错对对错对9101112131415

错对对对错错对

三、选择题12345678CABABCCB9101112131415

DBABDDA

四、综合题1、闭合、正转运行2、空气开关、自锁、点动。04模拟考试题四《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编模拟考试题四参考答案一、填空题1、大、好2、44V、51、升压、降压、配电2、能3、转子串电阻、转子串频敏变阻器4、停止迅速、设备简单（制动转矩较大）、瞬间电流较大、机械冲击强烈5、主绕组、副绕组、工作绕组、启动绕组、90°6、

6二、判断题12345678错对错错错错对对9101112131415

错对对对对

对对

三、选择题12345678DDCAAABD9101112131415

DCDBCBB

四、综合题1、接通、断开、断开、接通、反转、按钮互锁、接触器互锁2、得电、停止、KM1、运行、得电、运行、停止、停止05模拟考试题五《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编模拟考试题五参考答案一、填空题1、552、一次、二次3、满载4、变频、变极、变转差率5、电枢绕组、换向性能、电弧火花、相同6、改变电枢电压、改变电枢电阻、改变磁通7、自励式、他励式8、晶体管9、延时10.切换二、判断题12345678对错对错对错对错9101112131415

错错对错对

对错

三、选择题12345678AABDADBB9101112131415

ADCCDBA

四、综合题1、电源开关、反转、停止。2、KM1、KM2、通电、短路

06模拟考试题六《电机与电气控制基础》杨清德

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杨波主编模拟考试题六参考答案一、填空题1、20A、125Ω2、闭合、断开3、输电、配电4、磁、电5、1500、10006、1/3、1/37、L1型、L3型、T型8、定子、转子9、降低、电流、转矩二、判断题12345678对对对错对错对对9101112131415

对错对对错

错对

三、选择题12345678CABBBCCD9101112131415

CCCBCBD

四、综合题1、热继电器、反转、接通、断开、正转、会2、按钮互锁、短路、常闭、常开07模拟考试题七《电机与电气控制基础》杨清德

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