维修电工（第二版）基础知识
前言
本《维修电工（第二版）基础知识》旨在系统性地介绍成为一名合格维修电工所必需的理论知识、安全规范和实践技能，本版在第一版的基础上，更新了PLC、变频器、伺服系统等现代工业自动化控制内容，并强化了安全规程和故障诊断逻辑，以适应现代工业设备维护的需求，维修电工是保障生产设备稳定运行的关键岗位,其工作质量直接关系到企业的生产效率和经济效益。
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第一部分：电工基础理论
这是电工知识的基石,是理解和分析所有电路的基础。
第一章：直流电路
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基本物理概念
- 电流：电荷的定向移动，单位：安培。
- 电压：电路中两点间的电位差，是推动电流流动的原因，单位：伏特。
- 电阻：导体对电流的阻碍作用，单位：欧姆。
- 电荷、电能、电功率：基本概念及其单位。
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欧姆定律
- 基本形式：
U = I × R(电压 = 电流 × 电阻) - 应用：计算电路中的电压、电流或电阻,是分析电路最核心的定律。
- 基本形式：
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电阻的串联与并联
（图片来源网络，侵删）- 串联：总电阻等于各分电阻之和 (
R总 = R1 + R2 + ...)，电流处处相等,电压按电阻分配。 - 并联：总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和 (
1/R总 = 1/R1 + 1/R2 + ...)，电压处处相等，电流按电阻分配（支路电流与电阻成反比）。
- 串联：总电阻等于各分电阻之和 (
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电功与电功率
- 电功：电流所做的功。
W = UIt，单位：焦耳，常用千瓦时（度）。 - 电功率：单位时间内电流所做的功。
P = UI = I²R = U²/R，单位：瓦特、千瓦。
- 电功：电流所做的功。
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基尔霍夫定律
- 电流定律：在电路的任意节点，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和 (
ΣI入 = ΣI出)。 - 电压定律：在任意闭合回路中，各段电压的代数和为零 (
ΣU = 0),这是分析复杂电路的有力工具。
- 电流定律：在电路的任意节点，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和 (
第二部分：交流电路
现代电力系统几乎全部采用交流电,因此掌握交流电路知识至关重要。
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交流电的基本概念
（图片来源网络，侵删）- 正弦交流电：大小和方向随时间按正弦规律变化的电流和电压。
- 三要素：最大值（幅值）、角频率（ω=2πf）、初相位。
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正弦量的表示法
- 解析式：
i(t) = Im * sin(ωt + φ) - 波形图
- 相量法：用相量（带箭头的线段）表示正弦量的大小和相位,简化交流电路的计算。
- 解析式：
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单相交流电路
- 纯电阻电路：电压与电流同相。
- 纯电感电路：电压超前电流90°，对交流电有阻碍作用（感抗
XL = 2πfL）。 - 纯电容电路：电流超前电压90°，对交流电有阻碍作用（容抗
XC = 1/(2πfC)）。 - RLC串联电路：电压、电流、阻抗（
Z）的关系,功率因数的概念。
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三相交流电路
- 三相交流电的产生：三个频率相同、幅值相等、相位互差120°的交流电动势。
- 三相电源的连接：星形连接（有中性线）和三角形连接。
- 三相负载的连接：星形连接和三角形连接。
- 三相功率：
P = √3 * UL * IL * cosφ，UL为线电压，IL为线电流。
第三部分：常用电工工具、材料与仪表
工欲善其事,必先利其器。
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常用电工工具
- 验电笔：最基本的安全工具,用于检测有无电压。
- 万用表：测量电压、电流、电阻、通断等的核心仪表。
- 钳形电流表：在不断开电路的情况下测量交流电流。
- 兆欧表（摇表）：测量电气设备的绝缘电阻。
- 剥线钳、压线钳、螺丝刀、电工刀等。
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常用电工材料
- 导线：BV（单塑铜线）、BVR（软线）、YJV（电缆）等,了解其规格和用途。
- 绝缘材料：绝缘胶带、绝缘套管、开关面板等。
- 低压电器：熔断器、断路器、接触器、继电器、按钮、指示灯等。
- 断路器：过载和短路保护。
- 接触器：用于频繁接通和断开主电路。
- 继电器：用于控制电路,实现信号传递和逻辑控制。
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常用电工仪表
- 电压表、电流表、功率表、功率因数表的正确接线和使用方法。
- 电能表：测量电能消耗。
第四部分：电机与变压器
工业生产中的动力核心。
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变压器
- 工作原理：基于电磁感应原理,变换交流电压。
- 主要结构：铁芯、绕组。
- 主要参数：额定电压、额定电流、额定容量、变比。
- 应用：电力变压器、控制变压器、隔离变压器。
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三相异步电动机
- 结构：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。
- 工作原理：定子通入三相交流电产生旋转磁场，转子切割磁场产生感应电流,进而受力旋转。
- 启动方式：直接启动（星三角降压启动、自耦降压启动）。
- 调速方法：变极调速、变频调速。
- 常见故障：不能启动、转速低、过热、异响等。
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单相异步电动机
- 应用：家用电器（风扇、洗衣机、空调等）。
- 工作原理：通常需要启动绕组（电容或分相）来产生旋转磁场。
第五部分：安全用电与规范
安全永远是第一位的！
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电流对人体的危害
- 电击：分为直接接触和间接接触。
- 影响因素：电流大小、通电时间、电流路径、人体电阻。
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安全防护措施
- 绝缘：使用绝缘材料。
- 屏护：设置遮栏、护罩。
- 安全间距：保持带电体与人体、接地体之间的距离。
- 接地与接零保护：
- 保护接地：将设备外壳通过接地线与大地相连,用于中性点不接地的系统。
- 保护接零：将设备外壳与中性线相连,用于中性点直接接地的系统。
- 漏电保护器：防止人身触电和漏电火灾。
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安全操作规程
- 停电、验电、挂接地线、设遮栏、挂标示牌（“两票三制”的核心）。
- 正确使用个人防护用品：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜等。
- 消防知识：电气火灾的扑救（必须先断电，使用干粉、二氧化碳灭火器）。
第六部分：现代电气控制技术（第二版新增重点）
这是现代维修电工必须掌握的核心技能。
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PLC（可编程逻辑控制器）基础
- 定义与组成：CPU、存储器、输入/输出接口、电源。
- 工作原理：循环扫描工作方式（输入采样、程序执行、输出刷新）。
- 编程语言：梯形图、指令表、功能块图，重点掌握梯形图,因为它最接近继电器电路图。
- 基本逻辑指令：
LD,AND,OR,NOT,OUT,TIM,CNT等。 - 应用：实现电机启停控制、顺序控制、定时计数等逻辑。
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变频器基础
- 作用：通过改变电源频率来调节交流电动机的转速。
- 工作原理：整流（AC-DC）→ 滤波 → 逆变（DC-AC）。
- 主要参数设置：
- 频率指令来源：面板给定、外部端子给定。
- 运行命令来源：面板、端子。
- 加减速时间：防止过电流。
- 转矩提升：补偿低速时的转矩。
- 常见故障代码：过流、过压、过载、过热等。
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伺服系统基础
- 组成：伺服驱动器、伺服电机、编码器。
- 特点：高精度、高响应、高速度。
- 与变频器的区别：变频器控制速度，伺服系统同时精确控制位置、速度和转矩。
- 应用：数控机床、机器人、自动化生产线等需要精确定位的场合。
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传感器与执行器
- 常用传感器：接近开关、光电开关、限位开关、压力传感器、温度传感器。
- 常用执行器：电磁阀、气缸、电机。
第七部分：电气识图与故障诊断
维修电工的“眼睛”和“大脑”。
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电气识图
- 电气图的分类：系统图、原理图（展开图）、接线图、端子图。
- 常用电气图形符号和文字符号：必须熟练掌握。
- 识图步骤：先看主电路，再看控制电路,理解整个设备的动作流程。
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故障诊断逻辑与方法
- 故障分析的基本原则：先外后内、先简后繁、先静后动、先主后次。
- 常用诊断方法：
- 直观法：看、听、闻、摸。
- 测量法：使用万用表、兆欧表等测量电压、电阻、通断。
- 替换法：用好的元器件替换可疑的元器件。
- 分段法：将复杂电路分成若干部分,逐一排查。
- 逻辑分析法：根据原理图和现象，进行逻辑推理,缩小故障范围。
第八部分：职业道德与职业素养
- 职业道德：爱岗敬业、诚实守信、办事公道、服务群众、奉献社会。
- 职业素养：
- 责任心：对工作负责,对安全负责。
- 严谨细致：不放过任何一个细节。
- 持续学习：技术不断更新，要不断学习新知识、新技能。
- 团队协作：与操作工、其他维修工、工程师良好沟通。
