电工手册(第二版)

本手册是根据广大电气工人及与电气相关的工程技术人员的实际需要而编写的，是一本实用性强、查阅方便的工具书。

本手册内容包括：电工基础知识、交流电动机、直流电动机、控制电机、变压器与电焊机、常用低压电器、电力拖动与电气控制、常用小型发电设备、低压供配电线路、室内配电线路与电气照明、电工材料、电工仪表与测量、电子技术基础、电力电子技术、可编程控制器、传感器、变频器、电动机软启动器、单片机、蓄电池与UPS电源以及安全用电等。

本手册内容全面，尤其针对今年来电气技术领域的光伏发电、LED、变频器及软启动器、单片机等新技术进行了全面的介绍，可供电工及电气技师等使用，也可供电气工程技术人员以及有关专业师生参考。

第1章电工基础知识

1?1电工常用计算公式及基本定律1

1?1?1直流电路常用计算公式1

1?1?2电磁感应定律5

1?1?3交流电路常用计算公式6

1?2电工常用法定计量单位9

1?3电气设备常用文字符号12

1?3?1部分电气设备基本文字符号12

1?3?2电气设备常用辅助文字符号14

1?4部分常用电气图用图形符号15

第2章 交流电动机

2?1交流电动机的分类29

2?2三相异步电动机29

2?2?1三相异步电动机的分类29

2?2?2三相异步电动机的基本结构30

2?2?3三相异步电动机的工作原理30

2?2?4三相异步电动机的型号32

2?2?5三相异步电动机的接法33

2?2?6三相异步电动机的技术数据34

2?3单相异步电动机43

2?3?1单相异步电动机的分类43

2?3?2单相异步电动机的基本结构45

2?3?3单相异步电动机的工作原理45

2?3?4单相异步电动机的型号46

2?3?5单相异步电动机的技术数据48

2?4异步电动机的选择49

2?4?1电动机种类的选择49

2?4?2电动机机械特性的选择50

2?4?3电动机外壳防护等级的选择52

2?4?4电动机额定功率的选择53

2?4?5电动机电源的选择53

2?4?6电动机转速的选择53

2?5异步电动机的运行与维护54

2?5?1电动机启动前的准备与检查54

2?5?2电动机启动时的注意事项55

2?5?3电动机运行中的监视与维护56

2?6变极多速三相异步电动机57

2?6?1变极多速三相异步电动机常用的变极方法57

2?6?2变极多速三相异步电动机三相绕组的连接57

2?6?3变极多速三相异步电动机的技术数据59

2?6?4变极多速三相异步电动机的使用与维护61

2?7电磁调速异步电动机61

2?7?1电磁调速异步电动机的基本结构61

2?7?2电磁调速异步电动机的工作原理62

2?7?3电磁调速异步电动机的技术数据63

2?7?4电磁调速异步电动机常见故障及排除方法64

2?8异步电动机的常见故障及其排除方法65

2?8?1三相异步电动机的常见故障及其排除方法65

2?8?2单相异步电动机的常见故障及其排除方法67

2?9异步电动机的简易计算68

2?9?1异步电动机电磁线代用的计算68

2?9?2异步电动机改变极数的计算71

2?9?3异步电动机改变电压的计算75

2?9?4异步电动机改变频率的计算79

2?10常用电动工具83

2?10?1电钻83

2?10?2冲击电钻88

2?10?3电锤89

2?11潜水电泵91

2?11?1潜水电泵的主要用途与特点91

2?11?2潜水电泵的分类91

2?11?3潜水电泵的结构93

2?11?4潜水电泵用电动机的技术数据94

2?11?5潜水电泵的安装94

2?11?6潜水电泵的使用96

2?11?7潜水电泵的维护与保养97

2?11?8潜水电泵常见故障及其排除方法98

第3章 直流电机

3?1直流电机100

3?1?1直流电机的分类100

3?1?2直流电机的基本结构101

3?1?3直流电机的工作原理101

3?1?4直流电机的型号103

3?1?5直流电机的技术数据103

3?1?6直流电动机的选择及实例110

3?1?7直流电动机的使用与维护110

3?1?8直流电机的常见故障及其排除方法112

3?2直流弧焊发电机115

3?2?1直流弧焊发电机的分类115

3?2?2直流弧焊发电机的结构115

3?2?3直流弧焊发电机的工作原理115

3?2?4直流弧焊发电机的技术数据115

3?2?5直流弧焊发电机的使用与维护115

3?2?6直流弧焊发电机的常见故障及其排除方法117

第4章 控制电机

4?1控制电机的分类119

4?2伺服电动机120

4?2?1直流伺服电动机120

4?2?2交流伺服电动机124

4?3测速发电机128

4?3?1直流测速发电机128

4?3?2同步测速发电机129

4?3?3异步测速发电机131

4?3?4测速发电机的选择132

4?4自整角机133

4?4?1自整角机的分类133

4?4?2力矩式自整角机133

4?4?3控制式自整角机135

4?4?4自整角机的技术数据136

4?4?5自整角机的选用136

4?5旋转变压器139

4?5?1旋转变压器的用途139

4?5?2旋转变压器的分类139

4?5?3旋转变压器的结构140

4?5?4旋转变压器的工作原理141

4?5?5旋转变压器的主要技术指标142

4?5?6旋转变压器的技术数据143

4?6步进电动机145

4?6?1步进电动机的用途145

4?6?2步进电动机的分类146

4?6?3反应式步进电动机的结构146

4?6?4反应式步进电动机的工作原理147

4?6?5三相反应式步进电动机的通电方式及其步距角和转速的关系148

4?6?6步进电动机的技术数据149

4?6?7步进电动机的常见故障及其排除方法149

第5章 变压器

5?1变压器153

5?1?1变压器的分类153

5?1?2变压器的结构和工作原理153

5?1?3变压器的主要技术参数154

5?1?4变压器的型号含义和技术数据156

5?1?5变压器容量的选用156

5?1?6变压器的运行与维护156

5?1?7变压器的常见故障及其排除方法161

5?2互感器161

5?2?1电压互感器161

5?2?2电流互感器164

5?3电焊变压器166

5?3?1电焊变压器的工作原理166

5?3?2电焊变压器的基本结构167

5?3?3电焊变压器的技术数据168

5?3?4电焊变压器的使用与维护169

5?3?5电焊变压器的常见故障及其排除方法169

第6章 常用低压电器

6?1低压电器的分类和用途171

6?1?1低压电器的分类和用途171

6?1?2低压电器的型号172

6?1?3低压电器的类别174

6?2刀开关、隔离器及熔断器组合电器176

6?2?1刀开关和隔离器176

6?2?2开启式负荷开关178

6?2?3封闭式负荷开关180

6?2?4刀开关的常见故障及其排除方法181

6?3熔断器182

6?3?1瓷插式熔断器182

6?3?2螺旋式熔断器182

6?3?3无填料封闭管式熔断器183

6?3?4有填料封闭管式熔断器184

6?3?5熔断器的选用及实例185

6?3?6熔断器的常见故障及其排除方法186

6?4断路器187

6?4?1万能式断路器187

6?4?2塑料外壳式断路器189

6?4?3断路器的选用及实例190

6?4?4断路器的常见故障及其排除方法194

6?5接触器194

6?5?1交流接触器195

6?5?2直流接触器199

6?5?3接触器的选用及实例199

6?5?4接触器的常见故障及其排除方法201

6?6继电器202

6?6?1中间继电器202

6?6?2时间继电器203

6?6?3热继电器207

6?6?4继电器的选用及实例211

6?6?5继电器的常见故障及其排除方法214

6?7主令电器215

6?7?1控制按钮216

6?7?2行程开关219

6?8启动器221

6?8?1电磁启动器221

6?8?2星?三角启动器221

6?8?3自耦减压启动器223

6?8?4启动器的选用224

6?8?5启动器的常见故障及其排除方法225

第7章 电力拖动与电气控制

7?1异步电动机的启动方法226

7?1?1异步电动机的直接启动226

7?1?2异步电动机的自耦变压器降压启动227

7?1?3异步电动机的Y?△启动227

7?1?4线绕转子三相异步电动机的启动228

7?2异步电动机的调速方法228

7?2?1笼型三相异步电动机的调速方法229

7?2?2绕线转子三相异步电动机的调速方法232

7?3三相异步电动机的制动方法233

7?3?1三相异步电动机的回馈制动233

7?3?2三相异步电动机的反接制动234

7?3?3三相异步电动机的能耗制动236

7?4直流电动机的启动方法237

7?4?1直流电动机的直接启动238

7?4?2直流电动机的降压启动239

7?4?3直流电动机的电枢回路串电阻启动240

7?5直流电动机的调速241

7?5?1直流电动机的电枢回路串电阻调速241

7?5?2直流电动机的改变电枢端电压调速242

7?5?3直流电动机的改变励磁电流调速243

7?6直流电动机的制动244

7?6?1直流电动机的能耗制动245

7?6?2直流电动机的反接制动246

7?6?3直流电动机的回馈制动247

7?7交流电动机常用控制线路及有关计算248

7?7?1三相异步电动机单向启动、停止控制线路248

7?7?2三相异步电动机正反向运行控制线路248

7?7?3三相异步电动机点动与连续运行控制线路248

7?7?4电动机的多地点操作控制线路249

7?7?5多台电动机的顺序控制线路249

7?7?6三相异步电动机行程控制线路250

7?7?7三相异步电动机自动往复循环控制线路250

7?7?8笼型三相异步电动机定子绕组串电阻（或电抗器）启动控制线路253

7?7?9笼型三相异步电动机Y?△降压启动控制线路253

7?7?10笼型三相异步电动机采用自耦变压器降压启动控制线路254

7?7?11笼型三相异步电动机启动方法的选择与计算实例256

7?7?12绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻启动控制线路257

7?7?13绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻分级启动计算实例258

7?7?14绕线转子三相异步电动机转子回路串频敏变阻器启动控制线路261

7?7?15单绕组双速三相异步电动机的控制线路261

7?7?16笼型三相异步电动机变频调速计算实例263

7?7?17电磁调速异步电动机控制线路264

7?7?18绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻调速控制线路265

7?7?19绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻调速计算实例265

7?7?20三相异步电动机反接制动控制线路267

7?7?21三相异步电动机能耗制动控制线路267

7?8直流电动机常用控制线路及有关计算269

7?8?1直流电动机正反向运行控制线路269

7?8?2直流电动机启动控制线路270

7?8?3直流电动机启动计算实例271

7?8?4直流电动机调速计算实例274

7?8?5直流电动机制动控制线路276

7?8?6直流电动机制动计算实例276

第8章 常用小型发电设备

8?1柴油发电机组278

8?1?1柴油发电机组的特点278

8?1?2柴油发电机的组成278

8?1?3柴油机279

8?1?4同步发电机282

8?1?5柴油发电机组的技术数据287

8?1?6柴油发电机组的选择287

8?1?7柴油发电机组的使用及保养289

8?1?8柴油发电机组的常见故障及其排除方法295

8?2小型风力发电机299

8?2?1风力发电系统的组成299

8?2?2风力发电的分类300

8?2?3小型风力发电机的技术数据301

8?2?4风力发电机安装场地的选择301

8?2?5小型风力发电机的安装303

8?2?6小型风力发电机组的运行与维护304

8?2?7小型风力发电机组常见故障及其排除方法306

8?3太阳能光伏发电307

8?3?1太阳能光伏发电概述307

8?3?2太阳能光伏发电系统的基本构成307

8?3?3太阳能光伏发电系统的主要类型308

8?3?4太阳电池的构造与工作原理308

8?3?5太阳电池单元、组件及阵列308

8?3?6太阳电池的技术参数310

8?3?7太阳能光伏发电系统的安装312

8?3?8太阳能光伏发电系统的使用与维护315

第9章 低压供配电线路

9?1电力系统317

9?1?1电力系统的组成317

9?1?2电力系统的生产特点317

9?2低压架空线路318

9?2?1低压架空线路的一般规定318

9?2?2低压架空线路路径的选择318

9?3低压架空线路主要组成部件319

9?3?1电杆319

9?3?2横担322

9?3?3绝缘子323

9?3?4拉线325

9?3?5金具329

9?3?6导线329

9?4架空线路的检查与维护334

9?4?1架空线路的检查334

9?4?2架空线路的维修335

9?5接户线和进户线336

9?5?1低压线进户方式336

9?5?2接户线337

9?5?3进户线338

第10章 室内配电线路与电气照明

10?1室内配电线路的基本要求340

10?1?1室内配电线路的概念及基本要求340

10?1?2室内配电线路的设计341

10?1?3室内配电线路导线的连接343

10?2室内配电线路的工艺要求349

10?2?1瓷夹板配线349

10?2?2槽板配线351

10?2?3塑料护套配线352

10?2?4线管配线354

10?3电气照明的基本常识355

10?3?1电气照明的概念及分类355

10?3?2电气照明常用物理量356

10?3?3电气照明的质量要求357

10?4常用电光源的分类及特性358

10?4?1常用电光源的分类358

10?4?2电光源的特性参数359

10?4?3电光源的选用360

10?5照明灯具的分类及安装360

10?5?1照明灯具的分类360

10?5?2灯具的安装361

10?6照明装置的使用、安装和故障处理362

10?6?1白炽灯362

10?6?2荧光灯368

10?6?3高压汞灯372

10?6?4卤钨灯374

10?6?5高压钠灯376

10?7LED照明377

10?7?1LED概述377

10?7?2LED光源的特点377

10?7?3常用LED灯泡的技术参数379

10?7?4LED的使用注意事项379

10?7?5LED驱动电源379

10?7?6LED在室内照明领域的应用382

10?7?7LED室内照明安装注意事项383

10?7?8LED灯泡的电气连接383

第11章 电工材料

11?1导电材料385

11?1?1裸电线385

11?1?2绝缘电线390

11?1?3电磁线393

11?1?4电缆396

11?2绝缘材料398

11?2?1绝缘材料的分类398

11?2?2绝缘漆401

11?2?3绝缘浸渍纤维制品402

11?2?4电工用薄膜、粘带及复合材料402

11?2?5层压制品403

11?2?6云母制品404

11?3磁性材料405

11?3?1电磁纯铁405

11?3?2电工硅钢片405

第12章 电工仪表与测量

12?1电工仪表的类型和准确度等级407

12?1?1电工仪表的分类407

12?1?2电工仪表的型号407

12?1?3电工仪表的准确度等级408

12?1?4电工仪表的面板符号409

12?2电流表和电压表410

12?2?1磁电系电流表和电压表410

12?2?2电磁系电流表和电压表413

12?2?3电动系电流表和电压表414

12?2?4电流表和电压表的选择和使用注意事项414

12?3电能表416

12?3?1电能表的结构和工作原理416

12?3?2电子式电能表的结构和工作原理417

12?3?3电能表的技术数据418

12?3?4电子式电能表的技术数据418

12?3?5电能表常见故障及其排除方法418

12?3?6电能表的使用注意事项418

12?4万用表421

12?4?1万用表的结构和工作原理422

12?4?2万用表的技术数据423

12?4?3万用表常见故障及其排除方法424

12?4?4万用表的使用注意事项425

12?5绝缘电阻表426

12?5?1绝缘电阻表的结构和工作原理426

12?5?2绝缘电阻表的技术数据427

12?5?3绝缘电阻表常见故障及其排除方法428

12?5?4绝缘电阻表的使用注意事项428

12?6数字绝缘电阻测量仪431

12?6?1数字绝缘电阻测量仪的主要技术性能431

12?6?2绝缘电阻测试的方法步骤431

12?6?3数字绝缘电阻测量仪使用安全注意事项432

12?7钳形表432

12?7?1钳形电流表的结构和工作原理432

12?7?2钳形表的技术数据433

12?7?3钳形电流表常见故障及其排除方法433

12?7?4钳形电流表的使用注意事项434

12?8数字万用表434

12?8?1数字万用表的结构和工作原理434

12?8?2数字万用表的技术数据435

12?8?3数字万用表的使用注意事项436

12?9电桥438

12?9?1电桥的结构和工作原理438

12?9?2电桥的技术数据439

12?9?3电桥的使用注意事项440

12?10通用示波器441

12?10?1通用示波器的有关部件及功能441

12?10?2示波器的维护443

第13章 电子技术基础

13?1晶体二极管及应用线路444

13?1?1晶体二极管的结构和分类444

13?1?2晶体二极管的特性及主要技术参数445

13?1?3常用晶体二极管的型号及技术数据446

13?1?4晶体二极管的使用常识449

13?1?5整流电路450

13?1?6滤波电路454

13?2晶体三极管及应用线路455

13?2?1晶体三极管的结构和分类455

13?2?2晶体三极管的特性及主要技术参数456

13?2?3晶体三极管的型号及技术数据458

13?2?4晶体三极管的使用常识465

13?2?5晶体三极管的基本放大电路467

13?2?6晶体三极管的多级放大电路468

13?2?7功率放大电路469

13?2?8直流放大电路471

13?2?9反馈电路473

13?3场效应晶体管及应用线路475

13?3?1场效应晶体管的结构及分类475

13?3?2场效应晶体管的特性及主要技术参数476

13?3?3场效应晶体管的三种基本接法及偏置电路479

13?3?4场效应晶体管与三极管的对比479

13?4集成电路480

13?4?1集成电路的分类480

13?4?2集成运算放大器481

13?4?3集成电路的检测481

13?5逻辑电路482

13?5?1逻辑门电路482

13?5?2集成逻辑门电路485

第14章 电力电子技术

14?1电力电子器件487

14?1?1电力电子器件的分类487

14?1?2整流二极管488

14?1?3肖特基二极管494

14?1?4普通晶闸管495

14?1?5特殊晶闸管501

14?1?6双极结型晶体管503

14?1?7电力场效应晶体管504

14?1?8绝缘栅双极型晶体管504

14?1?9其他新型电力电子器件505

14?2电力电子电路506

14?2?1可控整流电路506

14?2?2逆变电路506

14?2?3直流斩波电路509

14?2?4交流调压电路511

14?3电力电子器件的驱动电路516

14?3?1晶闸管触发电路516

14?3?2全控型器件的驱动电路522

第15章 可编程控制器PLC

15?1概述526

15?1?1PLC的定义526

15?1?2PLC的分类526

15?1?3PLC的主要功能及特点527

15?2PLC的基本组成及工作原理527

15?2?1PLC的基本组成527

15?2?2PLC的工作原理529

15?2?3PLC的技术性能指标535

15?3编程535

15?3?1PLC的编程语言535

15?3?2主要指令的使用538

15?3?3梯形图编程前的准备工作543

15?3?4梯形图的等效变换543

15?4可编程控制器的使用与维修544

15?4?1PLC的使用544

15?4?2PLC的维修545

第16章 传感器

16?1传感器与检测技术基础知识549

16?1?1传感器的定义549

16?1?2传感器的用途549

16?1?3传感器的组成549

16?1?4传感器的分类550

16?1?5传感器的基本特性551

16?1?6传感器的性能指标556

16?1?7选用传感器注意事项557

16?2常用传感器558

16?2?1温度传感器558

16?2?2力敏传感器563

16?2?3光敏传感器571

16?2?4磁敏传感器578

16?2?5气敏传感器583

16?2?6湿度传感器586

16?2?7智能式传感器588

16?2?8其他传感器589

第17章 变频器

17?1变频器的基本知识595

17?1?1变频器的基本类型及主要特点595

17?1?2通用变频器的基本结构599

17?1?3通用变频器的标准技术规范601

17?1?4通用变频器的主要技术数据603

17?2变频调速系统610

17?2?1变频调速系统的构成和特点610

17?2?2变频调速的基本原理610

17?2?3变频调速的基本方式与特点611

17?2?4变频器类型的选择613

17?2?5变频调速系统电动机容量的选择614

17?2?6变频器容量的选择615

17?2?7通用变频器用于特种电动机时应注意的问题616

17?2?8变频器的选用实例617

17?2?9变频器外围设备的种类与用途618

17?3变频器的安装与运行619

17?3?1变频器的安装环境619

17?3?2变频器的安装620

17?3?3变频器通电前的检查621

17?3?4变频器的空载通电检验621

17?3?5变频器带电动机空载运行621

17?3?6变频器带负载试运行621

17?4变频器的维护保养622

17?4?1日常检查和定期检查622

17?4?2变频器的基本测量方法623

17?4?3变频器的保养624

第18章 电动机软启动器

18?1电动机软启动器的用途与特点627

18?1?1电动机软启动器的用途627

18?1?2电动机软启动器的特点627

18?2电动机软启动器的工作原理与基本组成628

18?2?1电动机软启动器的工作原理628

18?2?2电动机软启动器的基本组成629

18?3电动机软启动器反馈量检测环节的类型及作用630

18?4电动机软启动器保护的类型及作用630

18?5电动机软启动器的额定值631

18?6电动机软启动器的技术数据632

18?6?1STR数字式交流电动机软启动器的技术数据632

18?6?2STR数字式交流电动机软启动器功能及代码633

18?6?3STR数字式交流电动机软启动器保护功能及状态显示634

18?7电动机软启动器的选择634

18?7?1电动机软启动器适用的场合634

18?7?2电动机软启动器结构类型的选择635

18?7?3软启动器的带载能力的选择635

18?7?4软启动器容量的选择635

18?7?5软启动器控制方式的选择636

18?8软启动器的使用与保养637

18?8?1软启动器的安装637

18?8?2软启动器调试注意事项638

18?8?3软启动系统的外观检查638

18?8?4软启动系统绝缘电阻的测量638

18?8?5软启动器通电前的检查639

18?8?6软启动系统空载试验注意事项640

18?8?7软启动系统负载试验注意事项640

18?8?8软启动器的维护保养640

18?9软启动器的常用控制电路641

第19章 单片机

19?1单片机基本知识643

19?1?1单片机的基本概念643

19?1?2单片机的特点643

19?2MCS—51系列单片机的结构644

19?2?1MCS—51系列单片机的基本组成644

19?2?2MCS—51系列单片机的内部结构645

19?2?3MCS—51系列单片机的引脚及其功能649

19?3单片机的指令系统651

19?3?1指令简介651

19?3?2寻址方式654

19?3?3数据传送指令658

19?3?4算术运算指令661

19?3?5逻辑运算指令661

19?3?6控制转移类指令661

19?3?7位操作类指令661

19?4汇编语言程序设计666

19?4?1汇编语言程序设计步骤666

19?4?2编程的方法与技巧667

19?4?3伪指令668

19?4?4应用程序举例671

19?5单片机中断系统673

19?5?1中断的概念673

19?5?2中断系统的结构及中断控制674

19?5?3中断响应678

19?5?4中断系统的应用679

19?6定时器／计数器681

19?6?1定时器／计数器的结构原理681

19?6?2定时器／计数器的控制寄存器682

19?6?3定时器／计数器的工作方式684

19?6?4定时器／计数器的应用686

19?7串行通信技术688

19?7?1串行通信概述688

19?7?2MCS—51的串行接口及控制寄存器690

19?7?3MCS—51的串行接口工作方式692

19?8单片机的I/O扩展及接口技术692

19?8?1并行I/O接口的扩展技术692

19?8?2单片机与键盘接口695

19?8?3LED显示器及其接口698

19?8?4LCD显示器及其接口700

第20章 蓄电池与不间断供电电源

20?1蓄电池702

20?1?1蓄电池的基本概念702

20?1?2蓄电池的基本结构与工作原理702

20?1?3蓄电池的使用705

20?1?4蓄电池的维护708

20?2不间断供电电源710

20?2?1UPS的基本类型711

20?2?2UPS的基本结构与工作原理711

20?2?3常用UPS的技术数据713

20?2?4UPS的使用与维护714

第21章 安全用电

21?1触电的形式与触电急救719

21?1?1触电的形式719

21?1?2触电救护720

21?2接地装置与防雷保护722

21?2?1接地装置722

21?2?2雷电的危害725

21?2?3避雷装置726

21?3电工安全常识729

21?3?1安全电流和安全电压729

21?3?2防触电安全措施729

21?4漏电保护器730

21?4?1漏电保护器的分类730

21?4?2漏电保护器的结构和工作原理732

21?4?3漏电保护器常用技术数据734

21?4?4漏电保护器常见故障及其排除方法734

21?4?5漏电保护器的选用注意事项734

参考文献739