本手冊是一本為電氣自動化工程師量身定做的學習寶典，手冊內容以自動化行業的崗位要求為依據，結合行業工作要求，對自動化工程師應掌握的知識和技能進行繫統的講解。本手冊共分15個章節，包括：電路基礎與供電方式，電件與基本電路，電氣部件與電氣控制，變壓器與電動機，電動機的驅動方式和基本電路，常用電氣部件的檢測技能，控制及保護器件的安裝技能，電氣控制線路的安裝與檢測，傳感器與檢測控制電路，變頻器與變頻控制技術，變頻控制電路與變頻功率模塊，PLC與PLC控制技術，PLC的編程語言，PLC的安裝、調試與維護，電氣自動化技術綜合應用。

本手冊采用“圖解”與“微視頻”互動的教學模式，在重要知識點的圖文旁附對應的二維碼。讀者用手機掃描書中相關二維碼，即可實時學習對應的教學視頻，教學視頻配合書中的圖文講解可以幫助讀者在*短時間內輕松掌握相關的知識技能。

本手冊可供從事電氣自動化工作的技術人員使用，也可供大中專院校、培訓學校相關專業師生學習使用。

第1章 電路基礎與供電方式

1.1電磁感應與交直流電          001

1.1.1電磁感應                    001

1.1.2直流電與交流電              003

1.2歐姆定律                    008

1.2.1電壓對電流的影響            008

1.2.2電阻對電流的影響            009

1.3直流供電方式                009

1.3.1電池直流供電                009

1.3.2交流-直流變換器供電方式      010

1.4單相交流供電方式            011

1.4.1單相兩線式交流供電方式      011

1.4.2單相三線式交流供電方式      011

1.5三相交流供電方式            012

1.5.1三相三線式交流供電方式      012

1.5.2三相四線式交流供電方式      013

1.5.3三相五線式交流供電方式        014



第2章 電件與基本電路

2.1常件                016

2.1.1電阻、電容、電感              016

2.1.2開關、繼電器、保險器件        031

2.2常用半導體器件              037

2.2.1半導體器件的基本結構和工作原理                    038

2.2.2集成電路器件                  045

2.3電路                048

2.3.1晶體管放大電路                048

2.3.2運算放大器                    049

2.3.3振蕩電路                      050

2.3.4調制解調電路                  053

2.3.5電源電路                      055

2.3.6數字電路                      058



第3章 電氣部件與電氣控制

3.1開關的控制關繫              065

3.1.1電源開關的控制關繫          065

3.1.2按鈕開關的控制關繫          066

3.2繼電器的控制關繫            068

3.2.1繼電器常開觸點的控制關繫    069

3.2.2繼電器常閉觸點的控制關繫    070

3.2.3繼電器轉換觸點的控制關繫      071

3.3接觸器的控制關繫            073

3.3.1交流接觸器的控制關繫        073

3.3.2直流接觸器的控制關繫        076

3.4傳感器的控制關繫            076

3.4.1溫度傳感器的控制關繫        076

3.4.2濕度傳感器的控制關繫        078

3.4.3光電傳感器的控制關繫        080

3.4.4氣敏傳感器的控制關繫        081

3.5保護器的控制關繫            083

3.5.1熔斷器的控制關繫            083

3.5.2漏電保護器的控制關繫        084

3.5.3溫度繼電器的控制關繫        085

3.5.4過熱保護繼電器的控制關繫    088



第4章 變壓器與電動機

4.1變壓器                      091

4.1.1變壓器的結構特點              091

4.1.2變壓器的工作原理              092

4.1.3變壓器的檢測方法              094

4.2電動機                      099

4.2.1電動機的結構特點              099

4.2.2電動機的功能特點              100

4.2.3電動機的工作原理              100

4.2.4電動機的拆卸方法              105

4.2.5電動機的檢測技能              107

4.2.6電動機的保養維護              112



第5章 電動機的驅動方式和基本電路

5.1電動機驅動方式              119

5.1.1晶體管電動機驅動電路          119

5.1.2場效應晶體管（MOS-FET）電動機驅動電路               119

5.1.3單向晶閘管電動機驅動電路      120

5.1.4雙向晶閘管電動機驅動電路      120

5.1.5二極管正反轉電動機驅動電路    120

5.1.6雙電源雙向直流電動機驅動電路    120

5.1.7橋式正反轉電動機驅動電路      120

5.1.8恆壓晶體管電動機驅動電路      121

5.1.9恆流晶體管電動機驅動電路      121

5.2常見電動機驅動電路          121

5.2.1具有發電制動功能的電動機驅動電路                     121

5.2.2驅動和制動分離的直流電動機控制電路                     122

5.2.3直流電動機的正反轉切換電路    122

5.2.4由模擬電壓控制的電動機正反轉驅動電路                    123

5.2.5運放LM358控制的直流電動機正反轉控制電路               123

5.2.64晶體管直流電動機正反轉控制電路                         124

5.2.7雙互補晶體管控制的電動機正反轉驅動電路                    124

5.2.8功率場效應晶體管電動機驅動電路                         125

5.2.9變阻式電動機速度控制電路      125

5.2.10脈衝式電動機轉速控制電路    125

5.2.11直流電動機外加電壓的控制電路    126

5.2.12直流電動機的限流控制電路    126

5.2.13直流電動機的雙向驅動電路——T形橋式電路                127

5.2.14直流電動機的雙向驅動電路——H形橋式電路                127

5.2.15直流電動機驅動電路的結構形式    128

5.2.16電動機驅動和保護電路        128

5.2.17直流電動機的制動電路        128

5.2.18直流電動機的限流和保護電路    129

5.2.19直流電動機的脈衝驅動電路    129

5.2.20驅動電動機的逆變電路        130

5.2.21直流電動機調速電路          130



第6章 常用電氣部件的檢測技能

6.1接觸器的檢測技能            131

6.1.1交流接觸器的檢測            131

6.1.2直流接觸器的檢測            133

6.2開關的檢測技能              134

6.2.1常開開關的檢測              134

6.2.2復合開關的檢測                134

6.3繼電器的檢測技能            136

6.3.1電磁繼電器的檢測            136

6.3.2時間繼電器的檢測            138

6.3.3熱過載繼電器的檢測          139

6.4變壓器的檢測技能            142

6.4.1儀用變壓器的檢測            142

6.4.2電源變壓器的檢測            144

6.4.3開關變壓器的檢測              146



第7章 控制及保護器件的安裝技能

7.1控制器件的安裝              149

7.1.1開關的安裝                    149

7.1.2交流接觸器的安裝              153

7.2保護器件的安裝              156

7.2.1熔斷器的安裝                  156

7.2.2熱繼電器的安裝                158

7.2.3漏電保護器的安裝              160



第8章 電氣控制線路的安裝與檢測

8.1導線的加工連接              162

8.1.1導線的加工                    162

8.1.2導線的連接                  164

8.2照明控制線路的安裝與檢測     168

8.2.1照明控制線路的安裝            168

8.2.2照明控制線路的檢測            171

8.3供配電線路的安裝與檢測     173

8.3.1供配電線路的安裝              173

8.3.2供配電線路的檢測              174

8.4電力拖動繫統的安裝與檢測     175

8.4.1電力拖動繫統的安裝            175

8.4.2電力拖動繫統的檢測            177



第9章 傳感器與檢測控制電路

9.1傳感器的基本特點            179

9.1.1傳感器的功能                  179

9.1.2傳感器的分類                  180

9.1.3溫度傳感器                    181

9.1.4濕度傳感器                    182

9.1.5光電傳感器                    183

9.1.6超聲波傳感器                  185

9.1.7磁敏傳感器                    186

9.1.8壓力傳感器                    187

9.1.9氣體傳感器                    188

9.1.10熱釋電紅外傳感器            188

9.2自動檢測報警電路            189

9.2.1磁場檢測和報警電路            189

9.2.2氣體檢測和報警電路            190

9.2.3振動檢測和報警電路            191

9.2.4火災報警電路                  191

9.2.5缺水報警電路                  192

9.2.6電動機防盜報警電路            192

9.2.7濕度檢測和報警電路            194

9.2.8菌類培養室濕度檢測電路        194

9.2.9自動值守防盜報警電路          195

9.3自動檢測控制電路            196

9.3.1自動供水控制電路              196

9.3.2禽類養殖孵化室濕度控制電路    197

9.3.3電氣設備的遠程遙控電路        198

9.3.4觸摸延時開關電源電路          199

9.3.5大棚內濕度檢測和控制電路      199

9.4電氣安全電路                200

9.4.1交流電源的檢測及保護電路      200

9.4.2漏電保護電路                  200

9.4.3單相供電的過流保護電路        201

9.4.4三相電斷相保護電路            202



第10章 變頻器與變頻控制技術

10.1變頻器                     204

10.1.1變頻器的結構                204

10.1.2變頻器的種類                211

10.1.3變頻器的功能特點            217

10.2變頻控制技術              222

10.2.1變頻技術的特點              222

10.2.2變頻技術的控制方式          223



第11章 變頻控制電路與變頻功率模塊

11.1變頻控制電路               227

11.1.1由門控管（IGBT）構成的變頻驅動電路                  227

11.1.2由功率驅動模塊構成的變頻驅動電路                    228

11.1.3由智能變頻功率模塊構成的變頻驅動電路                228

11.2變頻功率模塊               229

11.2.1電路中常用的功率模塊        229

11.2.2智能變頻功率模塊的結構      231



第12章 PLC與PLC控制技術

12.1PLC的特點                258

12.1.1PLC的種類                  258

12.1.2PLC的結構                  259

12.2常見的PLC產品            261

12.2.1西門子PLC                  261

12.2.2三菱PLC                    265

12.2.3松下PLC                    267

12.2.4歐姆龍PLC                  269

12.3PLC控制技術              269

12.3.1PLC控制繫統的類型          269

12.3.2PLC控制繫統的結構組成      271

12.3.3PLC控制繫統的技術特點      274

12.3.4PLC控制技術的應用          274



第13章 PLC的編程語言

13.1PLC梯形圖                278

13.1.1PLC梯形圖的特點            278

13.1.2PLC梯形圖的構成            279

13.1.3PLC梯形圖中的基本電路形式    284

13.2PLC語句表                289

13.2.1PLC語句表的特點            289

13.2.2PLC語句表的構成            290



第14章 PLC的安裝、調試與維護

14.1PLC繫統的安裝            293

14.1.1PLC硬件繫統的選購          293

14.1.2PLC繫統的安裝和接線要求    297

14.1.3PLC繫統的安裝方法          303

14.2PLC繫統的調試與維護      306

14.2.1PLC繫統的調試              306

14.2.2PLC繫統的維護              307



第15章 電氣自動化技術綜合應用

15.1制冷設備中的變頻控制方式     308

15.1.1海信KFR-4539（5039）LW/BP型變頻空調器的變頻控制方式    308

15.1.2海信KFR-25GW/06BP型變頻空調器的變頻控制方式        309

15.1.3海信KFR-5001LW/BP型變頻空調器的變頻控制方式        311

15.2工業設備中的變頻控制方式     314

15.2.1工業拉線機中的變頻控制方式    314

15.2.2多臺並聯電動機正/反轉運行中的變頻控制方式                317

15.2.3單水泵恆壓供水中的變頻控制方式                    320

15.3三相交流電動機連續運行的PLC控制方式              326

15.3.1三相交流電動機連續運行的控制電路                    326

15.3.2PLC對三相交流電動機連續運行的控制過程              327

15.4三相交流電動機串電阻降壓啟動的PLC控制方式        329

15.4.1三相交流電動機串電阻降壓啟動的控制電路              329

15.4.2PLC對三相交流電動機串電阻降壓啟動運行的控制過程    331

15.5三相交流電動機Y-△降壓啟動的PLC控制方式        334

15.5.1三相交流電動機Y-△降壓啟動控制電路                334

15.5.2PLC對三相交流電動機Y-△降壓啟動運行的控制過程        335

15.6兩臺三相交流電動機交替運行的PLC控制方式        338

15.6.1兩臺三相交流電動機交替運行的控制電路              338

15.6.2PLC對兩臺三相交流電動機交替運行的控制過程        339

15.7三相交流電動機正、反轉的PLC控制方式              342

15.7.1三相交流電動機正、反轉的控制電路                    342

15.7.2PLC對三相交流電動機正、反轉的控制過程              344

電氣工程與自動化控制是目前電工電子領域非常重要的行業分支。隨著城鎮電氣化建設步伐的加快，社會對高素質的科技型電工人纔的需求逐年增加，具備過硬的電工電子知識、精通電氣控制、了解變頻及PLC等先進控制技術的人纔成為社會焦點，越來越多的人希望從事電工電子領域的相關工作。

新技術、新工藝的應用使得電工領域的工作不再是簡單的手工作業，智能電氣控制、變頻控制、PLC控制等技術已經成為電工電子行業中的知識技能。這就對從事電氣行業相關工作的技術人員提出了更高的要求。如何能夠在短時間內提升電氣自動化專業的綜合知識和技能成為擺在初學者和轉型者面前的主要問題。

針對上述情況，我們根據國家相關的職業標準，按照電氣自動化工程師的技術要求，以手冊的形式，將目前社會上與電氣自動化專業相關的崗位從業標準、培訓考核內容和實際工作技能進行收集、歸納、整理，再結合電氣行業從業人員的學習習慣和培訓特點，對電氣自動化工程師所需的專業知識和技能進行了繫統的規劃。

本書從電氣控制電路的基礎入手，繫統介紹了電路基礎與供電方式，電件與基本電路，電氣部件與電氣控制，變壓器與電動機，電動機的驅動方式和基本電路，常用電氣部件的檢測技能，控制及保護器件的安裝技能，電氣控制線路的安裝與檢測，傳感器與檢測控制電路，變頻器與變頻控制技術，變頻控制電路與變頻功率模塊，PLC與PLC控制技術，PLC的編程語言，PLC的安裝、調試與維護，電氣自動化技術綜合應用。

除具有良好的培訓作用外，本手冊還具備良好的資料性，書中大量的電氣控制電路、測量數據、變頻模塊參數及PLC資料等為廣大讀者提供了寶貴的經驗積累，方便讀者在日後工作中查詢使用，大大提升了圖書的實用價值。

為了便於學習和查閱，本手冊對原始電氣線路中不符合國家標準的圖形及符號未作修改，以便讀者在學習工作中對照和準確查找，在此特別加以說明。

本手冊由數碼維修工程師鋻定指導中心組織編寫，由全國電子行業專家韓廣興教授親自指導，編寫人員有行業工程師、高級技師和一線教師，可以將學習和實踐中需要注意的重點、難點一一化解，大大提升學習效果。另外，本書充分結合多媒體教學的特點，首先，圖書在內容的制作上進行了多媒體教學模式的創新，將傳統的“讀文”學習變為“讀圖”學習；其次，圖書還開創了數字媒體與傳統紙質載體交互的全新教學方式。學習者可以通過手機掃描書中的二維碼，同步實時學習對應知識點的數字媒體資源。數字媒體教學資源與圖書的圖文資源相互銜接，相互補充，充分調動學習者的主觀能動性，確保學習者在短時間內獲得的學習效果。

本書由韓雪濤任主編，吳瑛、韓廣興任副主編，參加本書內容整理工作的還有張麗梅、宋明芳、朱勇、吳瑋、吳惠英、張湘萍、高瑞征、韓雪鼕、周文靜、吳鵬飛、唐秀鴦、王新霞、馬夢霞、張義偉。

如果讀者在學習和考核認證方面有什麼問題，可通過以下方式與我們聯繫：

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