从零学习电工

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本书采用全彩图解 视频讲解的形式，对电工基础知识、电气元器件、常用电气仪表的使用以及家庭用电电路、电动机控制电路、PLC接线和变频器应用等知识进行了系统的介绍。

书中涉及电路均采用实物图与示意图对照的方式进行讲解，一页一图，彩色接线，直观清晰，一目了然；重难点电路配备教学视频，手机扫码观看，便于读者快速掌握接线方法。

本书内容源于电工现场，又应用于电工现场，不仅有的理论知识，更有丰富的实践操作，非常适合电工初学者、PLC初学者、行业初级电工、电工维修人员等自学使用，也可用作职业院校及培训机构相关专业的教材及参考书。

 

第1章 电工基础知识001

1.1　电路 002

1.1.1　电路的概念　002

1.1.2　电路的基本元素　002

1.1.3　电路中的“地”　003

1.2　电压和电流 003

1.2.1　电压　003

1.2.2　电流　003

1.2.3　直流电与交流电　004

1.2.4　电压与电流的关系　004

1.3　电路的连接方式 004

1.3.1　串联方式 004

1.3.2　并联方式 005

1.3.3　混联方式 005

1.4　电阻串并联计算 005

1.4.1　电阻的串联 005

1.4.2　电阻的并联 006

1.4.3　电阻的混联 006

1.5　电气图形符号 007

1.6　交流电的基础知识 007

1.6.1　有效值　008

1.6.2　三相交流电　008

1.6.3　三相电源的电压　009

第2章 电气元器件011

2.1　断路器 012

2.1.1　1P/2P/3P/4P的区别与功能　012

2.1.2　常见的C型和D型断路器区别　012

2.1.3　低压断路器外部结构　012

2.1.4　断路器内部展示　013

2.1.5　常见问题　013

2.1.6　家用型号选择　013

2.1.7　常见故障及处理　014

2.2　漏电保护器 014

2.2.1　漏电保护器的外部结构　014

2.2.2　漏电保护器的使用方法　014

2.2.3　漏电保护器的常见问题　015

2.3　熔断器 015

2.4　热继电器 016

2.4.1　热继电器结构　016

2.4.2　热继电器工作原理　016

2.4.3　热继电器的作用　017

2.4.4　手动/自动复位原理　017

2.4.5　热继电器选择方法　017

2.5　中间继电器 018

2.6　交流接触器 019

2.6.1　交流接触器面板介绍　020

2.6.2　交流接触器工作原理　021

2.6.3　交流接触器选择　021

2.7　时间继电器 021

2.7.1　时间继电器面板介绍　022

2.7.2　时间继电器时间设定　022

2.7.3　时间继电器的使用及接线　023

2.8　液位继电器 024

2.8.1　液位继电器接线　024

2.8.2　液位继电器使用说明　024

2.8.3　液位继电器常见使用问题　025

2.9　光电开关 026

2.10　按钮开关 027

2.10.1　复归型按钮开关　027

2.10.2　自锁型按钮开关　028

2.10.3　带灯按钮开关　028

2.10.4　急停按钮开关　028

2.10.5　按钮触点　028

2.11　指示灯 029

2.11.1　指示灯结构　029

2.11.2　指示灯工作原理及主要参数　029

2.11.3　指示灯颜色代表的含义　030

2.12　行程开关 030

2.12.1　行程开关的外观及文字图形符号　030

2.12.2　行程开关的结构和工作原理　030

2.12.3　行程开关的选用　030

2.12.4　行程开关的应用　031

2.13　浮球开关 031

2.13.1　浮球开关的使用及接线　031

2.13.2　重锤的使用方法　032

2.14　开关电源 032

2.14.1　开关电源的组成　032

2.14.2　开关电源的基本参数　033

第3章 常用电气仪表的使用035

3.1　万用表简介 036

3.2　万用表测量 037

3.2.1　直流电压的测量　037

3.2.2　交流电压的测量　037

3.2.3　电阻的测量　038

3.2.4　直流电流的测量　038

3.2.5　交流电流的测量　038

3.2.6　电容的测量　039

3.2.7　二极管的测量　039

3.2.8　三极管的测量　040

3.3　数字钳形表 041

3.3.1　按键功能及自动关机　041

3.3.2　数字钳形表的使用方法　041

3.4　摇表 044

3.4.1　检测仪表的方法　044

3.4.2　用摇表测量电动机对地电阻值及相间绝缘值的方法　045

3.4.3　使用摇表的注意事项　046

第4章 家庭用电电路047

4.1　单控灯 048

4.2　双控灯 049

4.3　三控灯 050

4.4　四控灯 051

4.5　声控开关 052

4.6　触控开关 053

4.7　五孔开关控制灯 054

4.8　五孔插座一键断电 055

4.9　感应卡取电 056

4.10　双开双控开关控制1盏灯 057

4.11　五孔插座带USB 058

4.12　卧室灯加床头灯带五孔插座 059

4.13　双开单控带五孔插座 060

4.14　双开单控开关控制2盏灯 061

4.15　三开双控开关控制3盏灯 062

4.16　自复式过欠压保护电路 063

4.17　浪涌保护器保护电路 064

4.18　家庭浴霸电路 065

4.19　带互感器电表接线电路 066

4.20　家庭电路配电总览 067

第5章 电动机控制电路069

5.1　电气识图 070

5.1.1　电气控制图识读的要点与基本步骤　070

5.1.2　电气控制电路的基本组成及功能布局　070

5.2　点动控制电气回路 073

5.3　点动控制带热继电器 075

5.4　电动机自锁控制电气回路 077

5.5　电动机自锁控制电气回路带热继电器 079

5.6　旋钮开关控制自锁电路和点动控制 081

5.7　电动机自锁控制电气回路（带运行和停止指示灯） 083

5.8　电动机自锁控制电气回路带热继电器（带运行和故障指示灯） 085

5.9　多地启动控制电气回路 087

5.10　点动控制电动机正反转按钮开关互锁 089

5.11　点动控制电动机正反转交流接触器互锁 091

5.12　电动机正反转接触器自锁电气回路 093

5.13　旋钮开关控制电动机正反转 095

5.14　电动机延时启动 097

5.15　电动机延时停止 099

5.16　电动机间歇启动 101

5.17　两台电动机顺序启动控制电气回路 103

5.18　两台电动机顺序启动、逆序停止 105

5.19　两台电动机延时顺序启动（1个时间继电器） 107

5.20　两台电动机延时顺序启动（2个时间继电器） 109

5.21　单相电动机启动 111

5.22　星形、三角形启动 113

5.23　液位供水控制 115

5.24　液位排水控制 117

5.25　小车自动往返 119

5.26　浮球开关供水 121

5.27　浮球开关排水 123

5.28　PNP型、NPN型接近开关控制中间继电器，中间继电器控制交流接触器 125

5.29　220V光电开关通过中间继电器报警 127

5.30　24V光电开关通过固态继电器控制交流接触器 129

5.31　PNP和NPN接近开关控制三相固态继电器 131

5.32　断相、相序保护继电器控制电气回路 133

5.33　时控开关控制电动机 135

5.34　电动机综合保护器应用电路 137

5.35　一用一备电源控制电路 139

5.36　三相电源断相告警 141

5.37　倒顺开关控制三相电动机正反转 143

第6章 PLC接线145

6.1　CPU ST20 DC/DC/DC 电源接线 146

6.2　CPU SR20 AC/DC/RLY电源接线 147

6.3　CPU ST20 DC/DC/DC 输入接线 148

6.4　CPU SR20 AC/DC/RLY 输入接线 149

6.5　CPU ST20 DC/DC/DC 输出接线 150

6.6　CPU SR20 AC/DC/RLY 输出接线 151

6.7　CPU ST20 DC/DC/DC输入和输出接线 152

6.8　CPU SR20 AC/DC/RLY 输入和输出接线 153

6.9　晶体管型CPU ST20 DC/DC/DC输出中继控制接触器接线 154

6.10　NPN型接近开关与S7-200 SMART PLC的接线（修改M端） 155

6.11　NPN型接近开关与S7-200 SMART PLC的接线（借助中继） 156

6.12　数字量输入输出模块EM DR16接线 157

6.13　模拟量模块EM AM03与电流型变送器接线 158

6.14　模拟量模块EM AM03与电压型变送器接线 159

6.15　模拟量模块EM AM03模拟量输出与西门子变频器接线 160

6.16　模拟量模块EM AM03模拟量输出与台达变频器接线 161

6.17　PNP编码器与PLC接线 162

6.18　NPN编码器与PLC接线 163

6.19　西门子MM440与S7-200 SMART PLC的三段速接线 164

6.20　西门子MM440与S7-200 SMART PLC的模拟量接线 165

6.21　西门子MM440与S7-200 SMART PLC的USS通信接线 166

6.22　台达变频器与S7-200 SMART PLC的三段速接线 167

6.23　台达变频器与S7-200 SMART PLC的模拟量接线 168

6.24　台达变频器与S7-200 SMART PLC的Modbus通信接线 169

6.25　步进驱动器与PLC的接线 170

6.26　松下伺服A5与S7-200 SMART PLC的位置控制接线（无内置2.2kΩ电阻） 171

6.27　松下伺服A5与S7-200 SMART PLC的位置控制接线（内置2.2kΩ电阻） 172

6.28　PLC控制三相异步电动机的启保停 173

6.29　PLC控制三相异步电动机的多地启动1（两地都可以启动） 175

6.30　PLC控制三相异步电动机的多地启动2（两地同时启动才可运行） 177

6.31　PLC控制三相异步电动机的正反转 179

6.32　PLC控制三相异步电动机的延时停止 181

6.33　PLC控制三相异步电动机的延时启动 183

6.34　PLC控制三相异步电动机的Y-△启动 185

6.35　PLC控制三相异步电动机的一键启停 187

6.36　PLC控制3台三相异步电动机的顺序启动逆序停止 189

6.37　PLC控制三相异步电动机的安全启动（防止误动作） 191

第7章 变频器应用193

7.1　西门子变频器 194

7.1.1　西门子变频器硬件介绍　194

7.1.2　西门子变频器面板电动机正反转案例　197

7.1.3　西门子变频器三段速控制（自锁按钮控制）　198

7.1.4　西门子变频器三段速控制（转换开关控制）　201

7.1.5　西门子变频器模拟量控制电动机正反转和频率（电位器控制）　203

7.1.6　西门子变频器变频与工频切换控制　205

7.1.7　西门子S7- 200 SMART PLC多段速控制西门子变频器MM440　207

7.1.8　西门子S7- 200 SMART PLC模拟量控制西门子变频器MM440　210

7.1.9　西门子变频器故障报警代码及处理方法　213

7.2　台达变频器 217

7.2.1　台达变频器硬件介绍　217

7.2.2　台达变频器面板控制电动机正反转案例　220

7.2.3　变频器三段速控制（自锁按钮控制）　221

7.2.4　变频器三段速控制（转换开关控制）　223

7.2.5　变频器模拟量控制（电位器）　224

7.2.6　变频切换工频电路　226

7.2.7　西门子S7- 200 SMRAT PLC多段速控制台达变频器　228

7.2.8　西门子S7- 200 SMRAT PLC模拟量控制台达变频器　231

7.2.9　台达VFD- M变频器故障报警代码及处理方法　234

附录237

附录1　电气符号示意图 238

附录2　单相三相的电流计算 240

附录3　常用元器件选型 241

参考文献　　242

 

《从零学习电工》是笔者在总结电工现场操作经验和教学实践的基础上编写而成的。本书选取了大量电工电路示例进行重点介绍，这些电工电路有的是生活中经常使用的，有的是近年来出现的新型控制电路。每个示例都有其自身的特点，各个示例之间又互为补充。读者既可以单独选读，也可以由前至后、由浅入深地进行系统学习。如果你是初学者，建议通读全书，同时配合书中提供的视频课程来学习。

本书采用实物图与电路图对照结合的方式，介绍了电工基础、电气元器件、常用电气仪表的使用以及家庭用电电路、电动机控制电路、PLC和变频器电路的工作原理、实物接线等内容，方便电工初学者尽快掌握电路的本质，并学以致用。书中电气简图中所用的图形符号参照的是国家标准，实际使用中可能有与旧的电气简图所用符号不一致的地方，读者应逐步废弃旧的电气图形符号，掌握新的电气图形符号。

在讲解电工电路原理时，笔者尽量使用简洁的语言、易懂的电路，使读者一目了然。对于部分经常使用却又模棱两可的电路，本书也力求做出较为客观的分析，以帮助读者加深对应用电路的认识，消除心中的疑惑。只要读者按照章节顺序细心阅读，领悟其中的道理，定会受益匪浅。

本书配套了部分讲解视频，更多资源可关注微信公众号“工业帮课程”获取。

在编写本书的过程中，笔者查阅了大量文献资料，并与现场使用和维护电气设备的工作人员进行了充分的交流，对书中涉及电路进行了实验证明。但由于水平有限，且受硬件条件制约，书中疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

编著者