电气工程师自学成才手册 (基础篇)(第2版)

目 录
第1章 电工基础知识 1
1．1 电路基础 1
1．1．1 电路与电路图 1
1．1．2 电流与电阻 1
1．1．3 电位、电压和电动势 3
1．1．4 电路的三种状态 4
1．1．5 接地与屏蔽 4
1．2 欧姆定律 5
1．2．1 部分电路欧姆定律 5
1．2．2 全电路欧姆定律 7
1．3 电功、电功率和焦耳定律 7
1．3．1 电功 7
1．3．2 电功率 8
1．3．3 焦耳定律 8
1．4 电阻的连接方式 9
1．4．1 电阻的串联 9
1．4．2 电阻的并联 9
1．4．3 电阻的混联 10
1．5 直流电与交流电 10
1．5．1 直流电 10
1．5．2 单相交流电 11
1．5．3 三相交流电 15
1．6 电磁现象及规律 18
1．6．1 磁铁与磁性材料 18
1．6．2 通电导体产生的磁场 19
1．6．3 通电导体在磁场中的受力情况 19
1．6．4 电磁感应 20
1．6．5 自感与互感 22
1．7 安全用电与急救 23
1．7．1 电流对人体的伤害 23
1．7．2 人体触电的几种方式 24
1．7．3 接地与接零 27
1．7．4 接地装置的安装 29
1．7．5 触电的急救方法 32
第2章 电工工具的使用及导线的选用和连接 34
2．1 常用电工工具及其使用 34
2．1．1 螺丝刀 34
2．1．2 钢丝钳 35
2．1．3 尖嘴钳 36
2．1．4 斜口钳 36
2．1．5 剥线钳 36
2．1．6 电工刀 36
2．1．7 活络扳手 37
2．2 常用测试工具及其使用 37
2．2．1 氖管式测电笔 37
2．2．2 数显式测电笔 39
2．2．3 校验灯 40
2．3 电烙铁与焊接技能 41
2．3．1 电烙铁 41
2．3．2 焊料与助焊剂 43
2．3．3 印制电路板 43
2．3．4 元器件的焊接与拆卸 45
2．4 导线的选择 46
2．4．1 绝缘导线的种类 47
2．4．2 电力电缆的命名 49
2．4．3 绝缘导线的选择 50
2．5 导线的剥离、连接和绝缘恢复 52
2．5．1 导线绝缘层的剥离 52
2．5．2 导线与导线的连接 54
2．5．3 导线与接线柱之间的连接 58
2．5．4 导线绝缘层的恢复 58
第3章 电工电子测量仪表的使用 60
3．1 指针万用表 60
3．1．1 面板介绍 60
3．1．2 使用前的准备工作 62
3．1．3 测量直流电压 63
3．1．4 测量交流电压 64
3．1．5 测量直流电流 65
3．1．6 测量电阻 66
3．1．7 万用表使用注意事项 68
3．2 数字万用表 68
3．2．1 面板介绍 68
3．2．2 测量直流电压 69
3．2．3 测量交流电压 70
3．2．4 测量直流电流 70
3．2．5 测量电阻 71
3．2．6 测量线路通断 72
3．3 电能表 73
3．3．1 电能表的结构与原理 73
3．3．2 电能表的接线方式 74
3．3．3 用电能表测量电器的功率 78
3．3．4 电子式电能表 78
3．3．5 电能表型号与铭牌含义 80
3．4 钳形表 82
3．4．1 钳形表的结构与测量原理 82
3．4．2 指针式钳形表的使用 83
3．4．3 数字式钳形表的使用 85
3．5 兆欧表 88
3．5．1 摇表的工作原理与使用 88
3．5．2 数字式兆欧表的使用 93
3．6 交流电压表 94
3．6．1 外形 95
3．6．2 使用 95
3．7 交流电流表 96
3．7．1 外形 96
3．7．2 使用 96
3．8 电力监测仪 97
3．8．1 面板介绍 97
3．8．2 测量准备 97
3．8．3 测量用电器的功率 98
3．8．4 测量用电器的功率因数 100
3．8．5 测量用电器的电压 100
3．8．6 测量用电器的电流 102
3．8．7 测量用电器的用电量 102
3．8．8 查看与清除累计用电时间 103
第4章 低压电器 105
4．1 开关 105
4．1．1 照明开关 105
4．1．2 按钮开关 105
4．1．3 闸刀开关 107
4．1．4 铁壳开关 107
4．1．5 组合开关 108
4．1．6 倒顺开关 109
4．1．7 万能转换开关 110
4．1．8 行程开关 111
4．1．9 接近开关 111
4．1．10 开关的检测 112
4．2 熔断器 113
4．2．1 六种类型的熔断器介绍 114
4．2．2 熔断器的检测 116
4．3 断路器 116
4．3．1 外形与图形符号 117
4．3．2 结构与工作原理 117
4．3．3 型号含义与种类 118
4．3．4 面板标注参数的识读 119
4．3．5 断路器的检测 120
4．4 漏电保护器 121
4．4．1 外形与图形符号 121
4．4．2 结构与工作原理 121
4．4．3 在不同供电系统中的接线 122
4．4．4 面板介绍及漏电模拟测试 123
4．4．5 检测 124
4．5 接触器 126
4．5．1 交流接触器 126
4．5．2 直流接触器 129
4．5．3 接触器的检测 130
4．5．4 接触器的选用 132
4．6 热继电器 132
4．6．1 结构与工作原理 132
4．6．2 外形与接线端 133
4．6．3 铭牌参数的识读 134
4．6．4 型号与参数 135
4．6．5 选用 136
4．6．6 检测 136
4．7 电磁继电器 138
4．7．1 电磁继电器的基本结构与工作原理 138
4．7．2 电流继电器 139
4．7．3 电压继电器 140
4．7．4 中间继电器 140
4．8 时间继电器 143
4．8．1 外形与图形符号 144
4．8．2 种类及特点 144
4．8．3 空气阻尼式时间继电器 145
4．8．4 电子式时间继电器 146
4．8．5 选用 147
4．8．6 检测 147
4．9 速度继电器与压力继电器 148
4．9．1 速度继电器 148
4．9．2 压力继电器 149
第5章 电子元器件 151
5．1 电阻器 151
5．1．1 固定电阻器 151
5．1．2 电位器 156
5．1．3 敏感电阻器 158
5．2 电感器 162
5．2．1 外形与图形符号 162
5．2．2 主要参数与标注方法 163
5．2．3 性质 164
5．2．4 种类 166
5．2．5 检测 167
5．3 电容器 168
5．3．1 结构、外形与图形符号 168
5．3．2 主要参数 168
5．3．3 性质 169
5．3．4 种类 172
5．3．5 电容器的串联与并联 175
5．3．6 容量与误差的标注方法 176
5．3．7 常见故障及检测 178
5．4 二极管 179
5．4．1 半导体 179
5．4．2 二极管 180
5．4．3 发光二极管 185
5．4．4 光电二极管 186
5．4．5 稳压二极管 187
5．5 三极管 188
5．5．1 外形与图形符号 188
5．5．2 结构 189
5．5．3 电流、电压规律 189
5．5．4 放大原理 192
5．5．5 三种状态说明 193
5．5．6 主要参数 196
5．5．7 检测 197
5．6 其他常用元器件 201
5．6．1 光电耦合器 201
5．6．2 晶闸管 202
5．6．3 场效应管 203
5．6．4 IGBT 205
5．6．5 集成电路 206
第6章 变压器 209
6．1 变压器的基础知识 209
6．1．1 结构与工作原理 209
6．1．2 电压、电流变换功能说明 210
6．1．3 极性判别 211
6．2 三相变压器 212
6．2．1 电能的传送 212
6．2．2 三相变压器 213
6．2．3 三相变压器的工作接线方法 214
6．3 电力变压器 216
6．3．1 外形与结构 216
6．3．2 型号说明 217
6．3．3 连接方式 217
6．3．4 常用故障及检修 218
6．4 自耦变压器 220
6．4．1 外形 220
6．4．2 工作原理 220
6．5 交流弧焊变压器 221
6．5．1 外形 221
6．5．2 结构与工作原理 221
6．5．3 使用注意事项 222
第7章 电动机 223
7．1 三相异步电动机的工作原理与结构 223
7．1．1 工作原理 223
7．1．2 外形与结构 225
7．2 三相异步电动机的接线及铭牌的识读 227
7．2．1 星形接线 227
7．2．2 三角形接线 227
7．2．3 铭牌的识读 228
7．3 三相异步电动机的检测与常见故障处理 229
7．3．1 三相绕组的通断和对称情况的检测 229
7．3．2 绕组间绝缘电阻的检测 233
7．3．3 绕组与外壳之间绝缘电阻的检测 234
7．3．4 判别三相绕组的首尾端 235
7．3．5 判断电动机的磁极对数和转速 237
7．3．6 三相异步电动机常见故障及其处理方法 238
7．4 三相异步电动机控制电路的安装与检测 239
7．4．1 画出待安装电路的电路原理图 239
7．4．2 列出器材清单并选配器材 239
7．4．3 在配电板上安装元器件和导线 240
7．4．4 检查电路 241
7．4．5 通电试车 243
7．4．6 安装注意事项 243
7．5 同步电动机 243
7．5．1 外形 243
7．5．2 结构与工作原理 244
7．5．3 同步电动机的启动 245
7．6 步进电动机 246
7．6．1 外形 246
7．6．2 结构与工作原理 246
7．6．3 步进电动机的驱动 249
7．7 开关磁阻电动机 250
7．7．1 外形 250
7．7．2 结构与工作原理 250
7．7．3 开关磁阻电动机与步进电动机的区别 252
7．7．4 驱动电路 252
7．8 直线电动机 253
7．8．1 外形 253
7．8．2 结构与工作原理 253
第8章 三相异步电动机的常用控制电路 255
8．1 正转控制电路 255
8．1．1 简单的正转控制电路 255
8．1．2 自锁正转控制电路 255
8．1．3 带过载保护的自锁正转控制电路 257
8．1．4 连续与点动混合控制电路 257
8．2 正、反转控制电路 259
8．2．1 倒顺开关正、反转控制电路 259
8．2．2 接触器联锁正、反转控制电路 260
8．2．3 按钮联锁正、反转控制电路 261
8．2．4 按钮、接触器双重联锁正、反转控制电路 263
8．3 限位控制电路 264
8．3．1 行程开关 264
8．3．2 限位控制电路原理 265
8．4 自动往返控制电路 266
8．5 顺序控制电路 267
8．5．1 顺序控制电路一 268
8．5．2 顺序控制电路二 268
8．6 多地控制电路 269
8．7 降压启动控制电路 270
8．7．1 定子绕组串接电阻降压启动控制电路 271
8．7．2 自耦变压器降压启动控制电路 273
8．7．3 星形-三角形（ -△）降压启动控制电路 277
8．7．4 延边三角形降压启动控制电路 281
8．8 绕线转子电动机启动控制电路 283
8．8．1 绕线转子电动机调速与启动方式 283
8．8．2 转子绕组串接电阻启动控制电路 284
8．8．3 转子绕组串接频敏变阻器启动控制电路 288
8．8．4 凸轮控制器启动、调速和正、反转控制电路 290
8．9 制动控制电路 293
8．9．1 机械制动电路 293
8．9．2 电力制动电路 296
8．10 多速异步电动机调速控制电路 302
8．10．1 双速异步电动机调速控制电路 302
8．10．2 三速异步电动机调速控制电路 305
第9章 单相异步电动机及其控制电路 308
9．1 分相式单相异步电动机 308
9．1．1 结构 308
9．1．2 工作原理 309
9．1．3 启动元件 309
9．1．4 分相式单相异步电动机的四种类型 311
9．1．5 分相式单相异步电动机三个接线端的判别 313
9．1．6 抽头式调速电动机的接线识别与检测 314
9．2 罩极式单相异步电动机 316
9．2．1 外形 316
9．2．2 结构与工作原理 316
9．3 单相异步电动机的转向与调速电路 317
9．3．1 转向控制电路 317
9．3．2 串联电抗器调速电路 318
9．3．3 串联电容器调速电路 319
9．3．4 自耦变压器调速电路 319
9．3．5 抽头调速电路 320
9．3．6 晶闸管调速电路 320
第10章 直流电动机及其控制电路 323
10．1 直流电动机的工作原理、结构和种类 323
10．1．1 工作原理 323
10．1．2 外形与结构 324
10．1．3 种类与特点 325
10．2 并励直流电动机的控制电路 328
10．2．1 启动控制电路 328
10．2．2 转向控制电路 329
10．2．3 制动控制电路 330
10．2．4 调速控制电路 332
10．3 串励直流电动机的控制电路 333
10．3．1 自动启动控制电路 333
10．3．2 转向控制电路 334
10．3．3 制动控制电路 335
10．3．4 调速控制方法 337
10．4 无刷直流电动机 337
10．4．1 外形 338
10．4．2 结构与工作原理 338
10．5 无刷直流电动机的控制电路 340
10．5．1 星形连接三相半桥控制电路 340
10．5．2 星形连接三相桥式控制电路 341
10．5．3 三角形连接三相桥式控制电路 342
第11章 常用机床电气控制电路 343
11．1 车床的控制电路 343
11．1．1 CA6140型车床简介 343
11．1．2 CA6140型车床的控制电路 344
11．2 刨床的控制电路 346
11．2．1 常见刨床的特点 347
11．2．2 B690型刨床的控制电路 347
11．3 磨床的控制电路 348
11．3．1 M7130型磨床介绍 348
11．3．2 M7130型磨床的控制电路 349
11．4 钻床的控制电路 351
11．4．1 Z3050型钻床介绍 351
11．4．2 Z3050型钻床的控制电路 352
第12章 变频器入门 356
12．1 变频器的基本组成与调速原理 356
12．1．1 异步电动机的调速方式 356
12．1．2 变频器的基本组成 356
12．2 变频器的结构与接线说明 358
12．2．1 外形、结构与拆卸 358
12．2．2 端子功能与接线 360
12．3 操作面板 363
12．3．1 操作面板介绍 363
12．3．2 操作面板的使用 364
12．4 变频器的使用 367
12．4．1 使用变频器的面板控制电动机正、反转 368
12．4．2 使用变频器外接的开关和电位器控制电动机正、反转和调速 369
12．4．3 变频器带保护电路控制电动机正、反转和调速 370
第13章 PLC入门 372
13．1 认识PLC 372
13．1．1 什么是PLC 372
13．1．2 PLC控制与继电器控制的比较 372
13．2 PLC的组成与工作原理 374
13．2．1 PLC的组成 374
13．2．2 PLC的工作方式 377
13．2．3 PLC用户程序的执行过程 378
13．3 PLC编程软件的使用 379
13．3．1 软件的安装和启动 379
13．3．2 程序的编写 380
13．3．3 程序的转换与传送 383
13．4 PLC应用系统的开发流程及举例 384
13．4．1 PLC应用系统的一般开发流程 384
13．4．2 PLC控制电动机正、反转的开发举例 384