电气工程师学习手册

1.全书分为上下两册，全面系统介绍电气工程基础和高级应用电气自动化技术，内容由基础到应用，循序渐进，轻松达到从入门到精通

2.本书具有基础起点要求低、内容全面实用、语言通俗易懂、结构安排符合学习认知规律的特点

3.二维码辅助学习。本书对重点复杂内容配有视频，读者扫描书中二维码即可观看学习，辅助学习书本知识，提高学习效率 2100433B

本书系统介绍了电气工程师所需要掌握的电气工程基础知识、电气自动化技术及应用等内容，分为上下两册，内容包括：电气基础与安全用电、电气基本操作技能、电气常用仪表、低压电器、电子元器件、变压器、电动机、电动机控制线路分析与安装、室内配电与插座照明线路的安装、电气识图等；PLC技术、变频器技术、PLC和变频器与触摸屏综合应用篇、伺服与步进驱动和定位控制应用技术。

本书全面系统地介绍了电气工程师所需要掌握的电气工程基础知识、电气自动化技术及应用等内容，全书分为上下两册。

上册为电气工程基础，分电气基础和电气识图2篇，内容包括电气基础与安全用电、电气基本操作技能、电气常用仪表、低压电器、电子元器件、变压器、电动机、电动机控制线路分析与安装、室内配电与插座照明线路的安装、电气识图等，通过学习上册的内容，可以系统地了解和掌握电气基础知识，轻松迈入电气工程师的大门，为学习电气自动化技术打下牢固的专业基础。

书名:电气工程师手册(精)

ISBN:711101613

作者:《电气工程师手册》第二 委员会编

出版社:机械工业出版社

定价:98

页数:1404

出版日期:2000-6-1

版次: 1

开本:16开

包装:精装

上册目录

第1篇 电气基础

第1章 电气基础与安全用电 / 002

1.1　电路基础 002

1.1.1　电路与电路图 002

1.1.2　电流与电阻 002

1.1.3　电位、电压和电动势 004

1.1.4　电路的三种状态 005

1.1.5　接地与屏蔽 005

1.2　欧姆定律 006

1.2.1　部分电路欧姆定律 006

1.2.2　全电路欧姆定律 008

1.3　电功、电功率和焦耳定律 008

1.3.1　电功 008

1.3.2　电功率 009

1.3.3　焦耳定律 009

1.4　电阻的连接方式 010

1.4.1　电阻的串联 010

1.4.2　电阻的并联 010

1.4.3　电阻的混联 011

1.5　直流电与交流电 011

1.5.1　直流电 011

1.5.2　单相交流电 012

1.5.3　三相交流电 016

1.6 安全用电与急救 018

1.6.1 电流对人体的伤害 018

1.6.2 人体触电的几种方式 019

1.6.3　接地与接零 021

1.6.4 触电的急救方法 024

第2章 电气基本操作技能 / 026

2.1　常用电气操作工具及使用 026

2.1.1　螺丝刀 026

2.1.2　钢丝钳 027

2.1.3　尖嘴钳 028

2.1.4　斜口钳 028

2.1.5　剥线钳 029

2.1.6　电工刀 029

2.1.7　活络扳手 029

2.2　常用测试工具及使用 030

2.2.1　氖管式测电笔 030

2.2.2　数显式测电笔 031

2.2.3　校验灯 033

2.3　电烙铁与焊接技能 034

2.3.1　电烙铁 034

2.3.2　焊料与助焊剂 035

2.3.3　印制电路板 036

2.3.4　元件的焊接与拆卸 037

2.4　导线的选择 039

2.4.1　绝缘导线的种类 039

2.4.2　绝缘导线的型号 041

2.4.3　绝缘导线的选择 041

2.5　导线的剥削、连接和绝缘恢复 043

2.5.1　导线绝缘层的剥削 043

2.5.2　导线与导线的连接 045

2.5.3　导线与接线柱之间的连接 048

2.5.4　导线绝缘层的恢复 049

第3章 电气常用仪表 / 050

3.1　指针万用表的使用 050

3.1.1　面板介绍 050

3.1.2　使用前的准备工作 052

3.1.3　测量直流电压 052

3.1.4　测量交流电压 054

3.1.5　测量直流电流 055

3.1.6　测量电阻 056

3.1.7　万用表使用注意事项 056

3.2　数字万用表 057

3.2.1　面板介绍 057

3.2.2　测量直流电压 058

3.2.3　测量交流电压 059

3.2.4　测量直流电流 059

3.2.5　测量电阻 060

3.2.6　测量线路通断 061

3.3　电能表 062

3.3.1　电能表的结构与原理 062

3.3.2　电能表的普通接线方式 063

3.3.3　电能表配合互感器测量高电压大电流的接线方式 064

3.3.4　电子式电能表 066

3.3.5　电能表型号与铭牌含义 069

3.4　钳形表 070

3.4.1　钳形表的结构与测量原理 070

3.4.2　指针式钳形表的使用 071

3.4.3　数字式钳形表的使用 073

3.5　兆欧表 075

3.5.1　摇表工作原理与使用 075

3.5.2　数字式兆欧表的使用 079

3.6　交流电压表 081

3.6.1　外形 081

3.6.2　测量线电压和相电压的接线 081

3.7　交流电流表 082

3.7.1　外形 082

3.7.2　测量单相和三相电流的接线 082

第4章 低压电器 / 084

4.1　开关 084

4.1.1　照明开关 084

4.1.2　按钮开关 084

4.1.3　闸刀开关 085

4.1.4　铁壳开关 086

4.1.5　组合开关 087

4.1.6　倒顺开关 088

4.1.7　万能转换开关 088

4.1.8　行程开关 089

4.1.9　接近开关 089

4.1.10　开关的检测 090

4.2　熔断器 091

4.2.1　六种类型的熔断器介绍 092

4.2.2　熔断器的检测 093

4.3　断路器 094

4.3.1　外形与符号 094

4.3.2　结构与工作原理 094

4.3.3　型号含义与种类 095

4.3.4　面板标注参数的识读 096

4.3.5　断路器的检测 097

4.4　漏电保护器 098

4.4.1　外形与符号 098

4.4.2　结构与工作原理 099

4.4.3　在不同供电系统中的接线 099

4.4.4　面板介绍及漏电模拟测试 100

4.4.5　检测 101

4.5　交流接触器 102

4.5.1 结构、符号与工作原理 102

4.5.2 外形与接线端 103

4.5.3 辅助触点组的安装 103

4.5.4 铭牌参数的识读 104

4.5.5 型号含义 105

4.5.6　接触器的检测 105

4.5.7　接触器的选用 106

4.6　热继电器 107

4.6.1　结构与工作原理 107

4.6.2　外形与接线端 108

4.6.3　铭牌参数的识读 108

4.6.4　型号与参数 110

4.6.5　选用 110

4.6.6　检测 110

4.7　电磁继电器 111

4.7.1　电磁继电器的基本结构与原理 111

4.7.2　电流继电器 112

4.7.3　电压继电器 113

4.7.4　中间继电器 113

4.8　时间继电器 115

4.8.1　外形与符号 116

4.8.2　种类及特点 116

4.8.3　电子式时间继电器 116

4.8.4　选用 117

4.8.5　检测 117

4.9　速度继电器与压力继电器 118

4.9.1　速度继电器 118

4.9.2　压力继电器 119

第5章 电子元器件 / 120

5.1　电阻器 120

5.1.1　固定电阻器 120

5.1.2　电位器 125

5.1.3　敏感电阻器 127

5.2　电感器 131

5.2.1　外形与图形符号 131

5.2.2　主要参数与标注方法 131

5.2.3　性质 133

5.2.4　种类 134

5.2.5　检测 135

5.3　电容器 136

5.3.1　结构、外形与图形符号 136

5.3.2　主要参数 136

5.3.3　性质 137

5.3.4　种类 139

5.3.5　电容器的串联与并联 142

5.3.6　容量与误差的标注方法 143

5.3.7　常见故障及检测 145

5.4　二极管 146

5.4.1　半导体 146

5.4.2　二极管 146

5.4.3　发光二极管 151

5.4.4　光电二极管 152

5.4.5　稳压二极管 152

5.5　三极管 154

5.5.1　外形与图形符号 154

5.5.2　结构 154

5.5.3　电流、电压规律 155

5.5.4　放大原理 157

5.5.5　三种状态说明 158

5.5.6　主要参数 161

5.5.7　检测 162

5.5.8　三极管型号命名方法 166

5.6　其他常用元器件 166

5.6.1　光电耦合器 166

5.6.2　晶闸管 167

5.6.3　场效应管 168

5.6.4　IGBT 170

5.6.5　集成电路 171

第6章 变压器 / 173

6.1　变压器的基础知识 173

6.1.1　结构与工作原理 173

6.1.2　基本功能 174

6.1.3　极性判别 175

6.2　三相变压器 176

6.2.1　电能的传送 176

6.2.2　三相变压器 177

6.2.3　三相变压器的工作接线方法 177

6.3　电力变压器 179

6.3.1　外形与结构 180

6.3.2　型号说明 181

6.3.3　连接方式 181

6.3.4　常见故障及检修 182

6.4　自耦变压器 184

6.4.1　外形 184

6.4.2　工作原理 184

6.5　交流弧焊变压器 185

6.5.1　外形 185

6.5.2　结构与工作原理 185

6.5.3　使用注意事项 185

第7章 电动机 / 187

7.1　三相异步电动机 187

7.1.1 工作原理 187

7.1.2 外形与结构 189

7.2 三相异步电动机的接线与铭牌的识读 191

7.2.1 星形接线 191

7.2.2 三角形接线 192

7.2.3 铭牌的识读 192

7.3 三相异步电动机的检测与常见故障处理 193

7.3.1 三相绕组的通断和对称情况的检测 193

7.3.2 绕组间绝缘电阻的检测 197

7.3.3 绕组与外壳之间绝缘电阻的检测 198

7.3.4 判别三相绕组的首尾端 199

7.3.5 判断电动机的磁极对数和转速 201

7.3.6 三相异步电动机的常见故障及处理 201

7.4　单相异步电动机 202

7.4.1 分相式单相异步电动机的基本结构与原理 202

7.4.2 四种类型的分相式单相异步电动机的接线与特点 205

7.4.3 判别分相式单相异步电动机的启动绕组与主绕组 207

7.4.4 罩极式单相异步电动机的结构与原理 207

7.4.5 转向控制线路 208

7.4.6 调速控制线路 209

7.4.7 常见故障及处理方法 211

7.5　直流电动机 212

7.5.1 工作原理 212

7.5.2 外形与结构 213

7.5.3 五种类型直流电动机的接线及特点 213

7.6　同步电动机 216

7.6.1 外形 216

7.6.2 结构与工作原理 216

7.6.3 同步电动机的启动 217

7.7　步进电动机 219

7.7.1 外形 219

7.7.2 结构与工作原理 219

7.7.3 驱动电路 221

7.8　无刷直流电动机 222

7.8.1 外形 222

7.8.2 结构与工作原理 222

7.8.3 驱动电路 224

7.9　开关磁阻电动机 226

7.9.1 外形 226

7.9.2 结构与工作原理 226

7.9.3 开关磁阻电动机与步进电动机的区别 228

7.9.4 驱动电路 228

7.10　直线电动机 229

7.10.1 外形 229

7.10.2 结构与工作原理 229

第8章 电动机的控制线路分析与安装 / 231

8.1　正转控制线路 231

8.1.1 简单的正转控制线路 231

8.1.2 自锁正转控制线路 231

8.1.3 带过载保护的自锁正转控制线路 232

8.1.4 连续与点动混合控制线路 233

8.2 正、反转控制线路 234

8.2.1 倒顺开关正、反转控制线路 234

8.2.2 接触器联锁正、反转控制线路 235

8.2.3 按钮联锁正、反转控制线路 236

8.2.4 按钮、接触器双重联锁正反转控制线路 237

8.3 限位控制线路 238

8.3.1 行程开关 239

8.3.2 限位控制线路 239

8.4 自动往返控制线路 240

8.5 顺序控制线路 241

8.5.1 顺序控制线路一 242

8.5.2 顺序控制线路二 242

8.6 多地控制线路 243

8.7 降压启动控制线路 244

8.7.1 定子绕组串接电阻降压启动控制线路 244

8.7.2 自耦变压器降压启动控制线路 246

8.7.3 星形-三角形（Y-△）降压启动控制线路 249

8.8 制动控制线路 253

8.8.1 机械制动线路 253

8.8.2 电力制动线路 255

8.9　三相异步电动机控制线路的安装与检测 259

8.9.1 画出待安装线路的电路原理图 259

8.9.2 列出器材清单并选配器材 259

8.9.3 在配电板上安装元件和导线 260

8.9.4 检查线路 261

8.9.5 通电试车 262

8.9.6 注意事项 262

第9章 室内配电与插座照明线路的安装 / 264

9.1　照明光源 264

9.1.1 白炽灯 264

9.1.2 荧光灯 266

9.1.3 卤钨灯 269

9.1.4 高压汞灯 270

9.2　室内配电布线 272

9.2.1 了解整幢楼房的配电系统结构 272

9.2.2 室内配电方式与配电原则 272

9.2.3 配电布线 274

9.3　开关、插座和配电箱的安装 281

9.3.1 开关的安装 281

9.3.2 插座的安装 282

9.3.3 配电箱的安装 285

第2篇 电气识图

第10章 电气识图基础 / 288

10.1　电气图的分类 288

10.1.1 系统图 288

10.1.2 电路图 288

10.1.3 接线图 289

10.1.4 电气平面图 289

10.1.5 设备元件和材料表 290

10.2　电气图的制图与识图规则 291

10.2.1 图纸格式、幅面尺寸和图幅分区 291

10.2.2 图线和字体等规定 292

10.2.3 电气图的布局 295

10.3　电气图的表示方法 296

10.3.1 电气连接线的表示方法 296

10.3.2 电气元件的表示方法 298

10.3.3 电气线路的表示方法 302

10.4　电气符号 302

10.4.1 图形符号 303

10.4.2 文字符号 304

10.4.3 项目代号 304

10.4.4 回路标号 308

第11章 电气测量电路的识读 / 310

11.1 电流和电压测量电路的识读 310

11.1.1 电流测量电路 310

11.1.2 电压测量电路 312

11.2 功率和功率因数测量电路的识读 315

11.2.1 功率的类型与基本测量方法 315

11.2.2 单相和三相功率测量电路 315

11.2.3 功率因数测量电路 317

11.3 电能测量电路的识读 319

11.3.1 电能表的结构与原理 319

11.3.2 单相有功电能的测量电路 320

11.3.3 三相有功电能的测量电路 321

11.3.4 三相无功电能的测量电路 322

第12章 照明与动力配电线路的识读 / 324

12.1 基础知识 324

12.1.1 照明灯具的标注 324

12.1.2 配电线路的标注 325

12.1.3 用电设备的标注 327

12.1.4 电力和照明设备的标注 327

12.1.5 开关与熔断器的标注 327

12.1.6 电缆的标注 327

12.1.7 照明与动力配电电气图常用电气设备符号 328

12.2 住宅照明配电电气图的识读 329

12.2.1 整幢楼总电气系统图的识读 329

12.2.2 楼层配电箱电气系统图的识读 329

12.2.3 户内配电箱电气系统图及接线图的识读 329

12.2.4 住宅照明与插座电气平面图的识读 332

12.2.5 住宅照明线路接线图的识读 334

12.2.6 住宅插座线路接线图的识读 336

12.3 动力配电电气图的识读 336

12.3.1 动力配电系统的三种接线方式 336

12.3.2 动力配电系统图的识图实例 337

12.3.3 动力配电平面图的识图实例 339

12.3.4 动力配电线路图和接线图的识图实例 340

第13章 供配电系统电气线路的识读 / 343

13.1 供配电系统简介 343

13.1.1 供配电系统的组成 343

13.1.2 变电所与配电所 344

13.1.3 电力系统的电压规定 344

13.2 变配电所主电路的接线形式 345

13.2.1 无母线主接线 346

13.2.2 单母线主接线 348

13.2.3 双母线主接线 350

13.3 供配电系统主接线图的识读 352

13.3.1 发电厂电气主接线图的识读 352

13.3.2 35/6kV大型工厂降压变电所电气主接线图的识读 357

13.3.3 10/0.4kV小型工厂变电所电气主接线图的识读 357

13.4 供配电系统二次电路的识读 362

13.4.1 二次电路与一次电路的关系说明 362

13.4.2 二次电路的原理图、展开图和安装接线图 362

13.4.3 直流操作电源的识读 370

13.4.4 断路器控制和信号电路的识读 371

13.4.5 中央信号电路的识读 372

13.4.6 继电器保护电路的识读 375

13.4.7 电测量仪表电路的识读 377

13.4.8 自动装置电路的识读 377

13.4.9 发电厂与变配电所电路的数字标号与符号标注规定 379

第14章 电子电路识图 / 382

14.1 放大电路 382

14.1.1 固定偏置放大电路 382

14.1.2 电压负反馈放大电路 383

14.1.3 分压式电流负反馈放大电路 384

14.1.4 交流放大电路 385

14.6.4 三菱FR-500与FR-700系列变频器的比较 387

第15章 变频器的典型控制功能及应用电路 / 391

15.1 电动机正转控制功能及电路 391

15.1.1 开关控制式正转控制电路 391

15.1.2 继电器控制式正转控制电路 392

15.2 电动机正反转控制功能及电路 393

15.2.1 开关控制式正、反转控制电路 393

15.2.2 继电器控制式正、反转控制电路 394

15.3 工频与变频切换功能及电路 395

15.3.1 变频器跳闸保护电路 395

15.3.2 工频与变频的切换电路 396

15.4 多挡速控制功能及电路 398

15.4.1 多挡转速控制端子 398

15.4.2 多挡控制参数的设置 399

15.4.3 多挡转速控制电路 399

15.5 程序控制功能及应用 400

15.5.1 程序控制参数设置 400

15.5.2 程序运行控制端子 401

15.5.3 程序控制应用举例 402

15.6 PID控制功能及应用 403

15.6.1 PID控制原理 403

15.6.2 PID控制参数设置 404

15.6.3 PID控制应用举例 404

第16章 变频器的选用、安装与维护 / 406

16.1 变频器的种类 406

16.2 变频器的选用与容量计算 407

16.2.1 额定值 407

16.2.2 选用 407

16.2.3 容量计算 408

16.3 变频器外围设备的选用 410

16.3.1 主电路外围设备的接线 411

16.3.2 熔断器的选用 411

16.3.3 断路器的选用 411

16.3.4 交流接触器的选用 412

16.3.5 交流电抗器的选用 412

16.3.6 直流电抗器的选用 413

16.3.7 制动电阻 413

16.3.8 热继电器的选用 414

16.3.9 噪声滤波器 414

16.4 变频器的安装、调试与维护 415

16.4.1 安装与接线 415

16.4.2 调试 417

16.4.3 维护 419

16.4.4 常见故障及原因 419

第5篇 PLC、变频器及触摸屏综合应用

第17章 触摸屏与PLC的综合应用 / 422

17.1 触摸屏结构与类型 422

17.1.1 基本组成 422

17.1.2 种类与工作原理 422

17.1.3 常用类型触摸屏的性能比较 425

17.2 三菱触摸屏型号参数及硬件连接 426

17.2.1 参数规格 426

17.2.2 型号含义 426

17.2.3 触摸屏与PLC、变频器等硬件设备的连接 427

17.3 三菱GT Designer触摸屏软件的使用 428

17.3.1 软件的安装与窗口介绍 428

17.3.2 软件的使用 432

17.3.3 画面数据的上传与下载 436

17.4 用触摸屏操作PLC实现电动机正反转控制的开发实例 437

17.4.1 根据控制要求确定需要为触摸屏制作的画面 437

17.4.2 用GT Designer软件制作各个画面并设置画面切换方式 438

17.4.3 连接计算机与触摸屏并下载画面数据 446

17.4.4 用PLC编程软件编写电动机正反转控制程序 446

17.4.5 触摸屏、PLC和电动机控制线路的硬件连接和触摸操作测试 447

第18章 PLC与变频器的综合应用 / 448

18.1 PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接与实例 448

18.1.1 PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接 448

18.1.2 PLC以开关量方式控制变频器实例一——电动机正反转控制 449

18.1.3 PLC以开关量方式控制变频器实例二——电动机多挡转速控制 451

18.2 PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接与实例 456

18.2.1 PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接 456

18.2.2 PLC以模拟量方式控制变频器实例——中央空调冷却水流量控制 456

18.3 PLC以RS-485通信方式控制变频器的硬件连接与实例 463

18.3.1 变频器和PLC的RS-485通信口 463

18.3.2 变频器与PLC的RS-485通信连接 465

18.3.3 RS-485通信电缆的制作 465

18.3.4 PLC（计算机）与变频器的RS-485通信基础知识 466

18.3.5 PLC以RS-485通信方式控制变频器正转、反转、加速、减速和停止的实例 472

第6篇 伺服、步进驱动和定位控制应用技术

第19章 交流伺服系统的组成与原理 / 480

19.1 交流伺服系统的组成方框图 480

19.1.1 工作在位置控制模式时的系统组成 480

19.1.2 工作在速度控制模式时的系统组成 481

19.1.3 工作在转矩控制模式时的系统组成 481

19.2 伺服电机与编码器 481

19.2.1 伺服电机 481

19.2.2 编码器 483

19.3 伺服驱动器的结构与原理 485

19.3.1 伺服驱动器的内部结构 486

19.3.2 伺服驱动器的主电路 487

第20章 三菱通用伺服驱动器的硬件系统 / 492

20.1 面板与型号说明 492

20.1.1 面板介绍 492

20.1.2 型号说明 493

20.1.3 规格 494

20.2 伺服驱动器与辅助设备的总接线 495

20.2.1 100A以下的伺服驱动器与辅助设备的总接线 495

20.2.2 100A以上的伺服驱动器与辅助设备的总接线 496

20.3 伺服驱动器的接头引脚功能及内部接口电路 496

20.3.1 接头引脚的排列规律 496

20.3.2 接头引脚的功能及内部接口电路 497

20.4 伺服驱动器的接线 498

20.4.1 数字量输入引脚的接线 498

20.4.2 数字量输出引脚的接线 500

20.4.3 脉冲输入引脚的接线 501

20.4.4 编码器脉冲输出引脚的接线 503

20.4.5 模拟量输入引脚的接线 504

20.4.6 模拟量输出引脚的接线 504

20.4.7 电源、再生制动电阻、伺服电机及启停保护电路的接线 505

20.4.8 接地的接线 506

第21章 三菱伺服驱动器的显示操作与参数设置 / 508

21.1 状态、诊断、报警和参数模式的显示与操作 508

21.1.1 各种模式的显示与切换 508

21.1.2 参数模式的显示与操作 508

21.1.3 状态模式的显示与操作 510

21.1.4 报警模式的显示与操作 511

21.1.5 诊断模式的显示与操作 512

21.1.6 外部I/O信号的显示 514

21.1.7 信号强制输出 514

21.2 参数设置 515

21.2.1 参数操作范围的设定 516

21.2.2 基本参数 516

21.2.3 电子齿轮的设置 523

21.2.4 扩展参数 525

第22章 伺服驱动器三种工作模式的应用举例与标准接线 / 528

22.1 速度控制模式的应用举例及标准接线 528

22.1.1 伺服电机多段速运行控制实例 528

22.1.2 工作台往返限位运行控制实例 533

22.1.3 速度控制模式的标准接线 538

22.2 转矩控制模式的应用举例及标准接线 539

22.2.1 卷纸机的收卷恒张力控制实例 539

22.2.2 转矩控制模式的标准接线 542

22.3 位置控制模式的应用举例及标准接线 544

22.3.1 工作台往返定位运行控制实例 544

22.3.2 位置控制模式的标准接线 547

第23章 步进驱动器的使用及应用实例 / 549

23.1 步进驱动器 549

23.1.1 外形 549

23.1.2 内部组成与原理 549

23.1.3 步进驱动器的接线及说明 550

23.1.4 步进电机的接线及说明 552

23.1.5 细分设置 553

23.1.6 工作电流的设置 554

23.1.7 静态电流的设置 554

23.1.8 脉冲输入模式的设置 554

23.2 步进电机正反向定角循环运行的控制线路及编程 555

23.2.1 控制要求 555

23.2.2 控制线路图 556

23.2.3 细分、工作电流和脉冲输入模式的设置 557

23.2.4 编写PLC控制程序 557

23.3 步进电机定长运行的控制线路及编程 559

23.3.1 控制要求 559

23.3.2 控制线路图 559

23.3.3 细分、工作电流和脉冲输入模式的设置 561