关于LED手电筒电器件的认识学习
设计开发部电子设计员吴光明
LED手电筒的基本电器件主要包括LED光源、电池和驱动电路。
一、LED光源
作为LED手电筒的核心部件，LED光源的性能直接决定了该手电筒发旋光性能所能到达的高度。故为LED手电筒选择合适的LED光源非常重要。
1、LED发光原理
LED（Light Emitting Diode）发光二极管，利用固体半导体芯片作为发光材料，它的实质性结构是半导体PN结，核心部分由P型半导体和N型半导体组成的芯片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。其发光原理可以用PN结的能带结构来做解释。制作半导体发光二极管的半导体材料是重掺杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子，P区有较多的迁移率较低的空穴。在常态下及PN结阻挡层的限制，二者不能发生自然复合，而当给PN 结加以正向电压时，由于外加电场方向与势垒区的自建电场方向相反，因此势垒高度降低，势垒区宽度变窄，破坏了PN结动态平衡，产生少数载流子的电注入。空穴从P区注入N区，同样电子从N区注入到P区，注入的少数载流子将同该区的多数载流子复合，不断的将多余的能量以光的形式辐射出去。
简单来说，就是当在LED半导体PN极两端加上正向电压时，半导体PN结中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。
2、LED相关光电参数定义及其详解
2.1 LED的分类
LED按颜色分有红、橙、黄、绿、蓝、紫、白等多种颜色。按亮度分有普亮、高亮、超高亮等，同种芯片在不同的封装方式下，它的亮度也不相同。按发光管出光面特征分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。按人的视觉可分为可见光和不可见光。按发光颜色的多少可分为单色、双色、七彩等多种类型。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管不适合做指示灯用。色彩的纯度不同价格相差很大，现行的纯白色LED价格特贵。同时发光视角不同，光效亦不同，使用时特需注意。
2.2可见光谱
光是一定波长范围内的一种电磁辐射。电磁辐射的波长范围很广，最短的如宇宙射线，其波长只有千兆兆分之几米（10-14-10-15m），最长的如交流电，其波长可达数千公里。在电磁辐射范围内，只有波长为380nm到780nm的电磁辐射能够引起人的视觉，这段波长叫做可见光谱，如图2-1所示。
图2-1 电磁辐射波谱
图2-1中所标数均以基本单位表示，即频率为赫兹（Hz），波长为米（m）。
由于使用上述单位时，波长的数值太大，有必要使用更小的单位来度量可见光谱的波长，由此采用了标准毫微米（又称纳米，符号为nm），此处1nm=10-9m。人眼能起视觉反映的最长、最短波长分别是780nm和380nm，它们分别处在光谱的红色端与紫色端。
在电磁辐射范围内，还有紫外线、x射线、γ射线以及红外线、无线电波等。可见光、紫外线和红外线是原子与分子的发光辐射，称为光学辐射。X射线、γ射线等是激发原子内部的电子所产生的辐射，称为核子辐射。电振动产生的电磁辐射称为无线电波。对于人来说，能为眼睛感受并产生视觉的光学辐射称为可见辐射；不能为眼睛感受，也不产生视觉的光学辐射称为不可见辐射。因而，光学辐射可进一步分为可见辐射和不可见辐射。来自外界的可见辐射刺激人的视觉器官，在脑中产生光、颜色、形状等视觉印象，而获得对外界的认识。不可见辐射刺激眼睛时不能产生视觉，而作用在皮肤上有时会产生其它感觉，如紫外线产生疼痛感觉，红外线产生灼热感觉。严格地说，只有那种能够被眼睛感觉到的、并产生视觉现象的辐射才是可见辐射或可见光，简称光。本文所指的光也就是这个定义上的光。
2.3 LED发光器件光度学参数的测量
相关光度学与辐射度学参数有：
1.光通量Φv（Luminous Flux）：通过发光二极管的正向电流为规定值时，器件光学窗口在单位时间内发射的光量称为光源的光通量。单位为流明（lm）。
2.发光强度I v（Luminous Intensity）：光源在给定方向上的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向上的发光强度。可表示为I V=dΦ/dΩ，单位为坎德拉（cd）。
3.相对光谱能量（功率）分布P（λ）（Relative Spectral Distributions）：在光辐射波长范围内，各个波长的辐射能量分布情况。
4.峰值发射波长λp（Peak-emission Wavelength）：光谱辐射功率最大的值所对应的波长。
5.光谱半波宽Δλ（Full Width Half Maximum，FWHM）：峰值发射波长的辐射功率的1/2所对应两波长的间隔。
6.亮度L（luminance）：光源在某一方向的光亮度是光源在该方向上的单位
投影面在单位立体角中发射的光通量。单位为坎德拉每平方米。
7.照度E（illuminance）：表面上一点的照度是入射在包含该点面元上的光通量df除以该面元面积dA之商。单位为勒克斯（1ux）。
8.光效：光效是指电能转换成光能的效率。单位：流明每瓦（lm/W）。
9.色温：当光源所发出的颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时，“黑体”的温度就称为该光源的色温。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。单位为开尔文（K）。例如，白炽灯的光色是暖白色，其色温表示为2700K，而日光色荧光灯的色温表示方法则是6000K。
10.显色性：原则上，人造光线应与自然光线相同，使人的肉眼能正确辨别事物的颜色，当然，这要根据照明的位置和目的而定。光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做“显色指数”（Ra）。显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。Ra值的确定，是将DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。Ra值为100的光源表示，事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。
11.防护等级（IP）：防止尘埃等固体异物触及或沉积在灯具带电部件上引起危险，也为了防止雨水进入灯具内造成危险的保护级别。I、P分别代表防尘、防水IP后面的数字代表防护的级别高低分别是0-6、0-8，如IP65表示：尘密、防喷水。
12.LED寿命：LED （发光）强度（功率）衰退到一半初始（发光）强度（功率）的时间。
2.3.1 LED光通量
在辐射度学上，LED辐射通量ΦE用来衡量发光二极管在单位时间内发射的总的电磁功率，单位是W（瓦）。它通常表示LED在空间4π度范围内，每秒钟所发出的功率。LED光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通量ΦV，单位是流明（lm），与辐射通量的概念类似，它是LED光源向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。但要考虑人眼对不同波长的可见光的光感觉是不同的，国际照明委员会（CIE）为人眼对不同波长单色光的灵敏度作了总结，在明视觉条件（亮度为3cd/m2以上）下，归结出人眼标准光
度观测者光谱光效率函数V （λ），它在555nm 上有最大值，此时1W 辐射通量等于683lm ，如图2-2所示，其中V ’（λ）为暗视觉条件（亮度为0.001cd/m 2以下）下的光谱光视效率。
图2-2 明视觉和暗视觉条件下的光谱光效率函数
明视觉条件下，辐射量向光通量的转化表达式可以表示为：
λλλd V )()(683780
380E V ?ΦΦ＝ （2-1） 暗视觉条件下，辐射量向光通量的转化表达式可以表示为：
λλλd V )(')(1700780
380E V ?ΦΦ＝ （2-2） 通常的测量以明视觉条件作为测量条件，并且在LED 的测量时，为了得到准确的测量结果，必须把LED 发射的光辐射功率收集起来，并用合适的探测器（应具有CIE 标准光度观测者光谱光效率函数的光谱响应）将它线性地转换成光电流，再通过定标确定被测量的大小。
2.3.2 LED 发光强度
发光强度的概念要求光源是一个点光源，或者要求光源的尺寸和探测器的面积与离光探测器的距离相比足够小，表示为I V =dΦC /dΩ，式中dΩ是点光源在某一方向上所张的立体角元如图2-3所示。
)
(λV ）λ('V
图2-3 点光源的发光强度
但是在LED 测量的许多实际应用场合中，往往是测量距离不够长，光源的尺寸相对太大或者是LED 与探测器表面构成的立体角太大，在这种近场条件下，并不能很好地保证距离平方反比定律，实际发光强度的测量值随上述几个因素的不同而不同，从而严格地说并不能测量得到真正的LED 的发光强度。
为了解决这个问题，使量测结果可通用比较，CIE 推荐使用”平均发光强度”概念：照射在离LED 一定距离处的光探测器上的光通量ΦV 与由探测器构成的立体角的比值。其中立体角可将探测器的面积S 除以测量距离d 的平方计算得到，如图2-7所示。因而有如下表达式：
I ＝ΩΦV ＝2V
d
S Φ （2-3） 从物理上看，这里的平均发光强度的概念，不再与发光强度的概念关联得那么紧密，而更多地与光通量的测量和测量机构的设计有关。CIE 关于近场条件下的LED 测量，有两个推荐的标准条件：CIE 标准条件A 和CIE 标准条件B 。这两个条件都要求，所用的探测器有一个面积为1cm 2（相应直径为11.3mm ）的圆入射孔径[21]。
表2-1 CIE 推荐的近场标准条件
2.3.3 LED 相对光谱能量分布P （λ）
发光二极管的相对光谱能量分布P （λ）表示在发光二极管的光辐射波长范围内，各个波长的辐射能量分布情况，通常在实际场合中用相对光谱能量分布来
表示。如图2-4所示，表示各个不同颜色LED的相对光谱能量分布曲线。一般而言，LED发出的光辐射，往往由许多不同波长的光所组成，而且不同波长的光在其中所占的比例也不同。LED辐射能量随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线——相对光谱能量分布曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。LED的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及PN结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。图2-4绘出几种由不同化合物半导体及掺杂制得LED光谱响应曲线。
图2-4 LED光谱分布曲线
其中：
1.蓝色InGaN/GaN发光二极管，发光谱峰λp=460～465nm
2.绿色LED，发光谱峰λp=550nm
3.红色的LED，发光谱峰λp=680～700nm
4.红外LED，发光谱峰λp=910nm
5.硅光电二极管
2.3.4 LED的峰值波长λp和光谱半波宽Δλ
LED相对光谱能量分布曲线的重要参数用峰值波长λp和光谱半波宽Δλ这两个参数表示。无论什么材料制成的LED，都有一个相对光辐射最强处，与之相对应有一个波长，此波长为峰值波长，它由半导体材料的带隙宽度或发光中心
的能级位置决定。光谱半波宽Δλ定义为相对光谱能量分布曲线上，两个半极大值强度处对应的波长差，如图2-5所示，它标志着光谱纯度，同时也可以用来衡量半导体材料中对发光有贡献的能量状态离散度，LED的发光光谱的半宽度一般为30－100nm，光谱宽度窄意味着LED单色性好，发光颜色鲜明，清晰可见。
图2-5 光谱半波宽Δλ
2.4 LED发光器件色度学参数的测量
相关色度学参数有：
1.主波长λD（Dominant Wavelength）：任何一个颜色都可以看作为用某一个光谱色按一定比例与一个参照光源（如CIE标准光源A、B、C等，能光源E，标准照明体D65等）相混合而匹配出来的颜色，这个光谱色就是颜色的主波长。
2.CIE光谱三刺激值X、Y、Z（Spectral Tristimulus Values）：X、Y、Z为颜色的三刺激值，它们的数值表示了三原色匹配该颜色时相互之间的比例。
3.色度坐标x、y、z（Chromaticity Coordinates）：三刺激值中的每一刺激值与其总和之比。
4.纯度P（Purity）：样品颜色接近主波长光谱色的程度就表示该样品颜色的纯度。
5.色温T C（Color Temperature）：光源的光辐射所呈现的颜色与在某一温度下黑体辐射的颜色相同时，称黑体的温度（T C）为光源的色温度。
在光度学中对于”光”的定义，是相对于可见光而言，它所具有的波长范围在380～780nm之间。但是，这区间中，不同波长的辐射进入人眼的颜色感受不同，例如，波长为700nm的LED辐射所引起的感觉是红色，波长为580nm的LED 辐射引起的感觉是黄色，波长为510nm的LED辐射引起的感觉是绿色，波长为
450nm的LED辐射引起的感觉是蓝色等等，表2-2列出了不同色觉的波长范围。所以，LED光的颜色与进入人眼的光辐射的相对光谱能量分布有关，当进入到眼睛的光谱辐射波长发生改变或者它们的相对光谱能量分布发生改变时，人眼对光的颜色感受也随着发生变化。
表2-2 各种颜色光线的波长
2.4.1 CIE标准色度学系统
CIE色度学系统是以色光三原色RGB为准，以光源、物体反射和配色函数计算出X、Y、Z刺激值，任何色彩都可以由RGB混色而成，再经过仪器测出光谱辐射能量和反射率值，即可计算出XYZ三刺激值。由三色学说的原理，任何一种颜色可以通过红、绿、蓝三原色按照不同比例混合来得到。可是，给定一种颜色，采用怎样的三原色比例才可以复现出该色，以及这种比例是否唯一，是需要解决的问题，只有解决了这些问题，才能给出一个完整的用RGB来定义颜色的方案。
2.4.2 颜色匹配实验
把两个颜色调整到视觉相同的方法叫颜色匹配，颜色匹配实验是利用色光加色来实现的。在一块白色屏幕上，上方投射红R、绿G、蓝B三原色光，下方为待配色光C，三原色光照射白屏幕的上半部，待配色光照射白屏幕的下半部，白屏幕上下两部分用一个黑挡屏隔开，由白屏幕反射出来的光通过小孔抵达右方观察者的眼内。人眼看到的视场范围在2°左右，被分成两部分。在此实验装置上可以进行一系列的颜色匹配实验。待配色光可以通过调节上方三原色的强度来混
合形成，当视场中的两部分色光相同时，此时认为待配色光的光色与三原色光的混合光色达到色匹配。不同的待配色光达到匹配时三原色光亮度不同，可用颜色方程表示： C=R （R ）+G （G ）+B （B ） （2-4）
式中C 表示待配色光；（R ）、（G ）、（B ）代表产生混合色的红、绿、蓝三原色的单位量；R 、G 、B 分别为匹配待配色所需要的红、绿、蓝三原色的数量，称为三刺激值；“＝”表示视觉上相等，即颜色匹配。
2.4.3 CIE-RGB 光谱三刺激值
国际照明委员会（CIE ）规定红、绿、蓝三原色的波长分别为700nm 、546.1nm 、435.8nm ，CIE-RGB 光谱三刺激值是317位正常视觉者，用CIE 规定的红、绿、蓝三原色光，对等能光谱色从380nm 到780nm 所进行的专门性颜色混合匹配实验得到的。1931年，CIE 给出了用等能标准三原色来匹配任意颜色的光谱三刺激值曲线，如图2-6所示，这样的一个系统被称为CIE-RGB 系统。
图2-6 CIE-RGB 光谱三刺激值
在上面的曲线中，曲线的一部分三刺激值是负数，这表明不可能靠混合红、绿、蓝三种光来匹配对应的光，而只能在给定的光上叠加曲线中负值对应的原色，来匹配另两种原色的混合。对应于在公式（2-4）中的权值会有负值，由于实际上不存在负的光谱强度，而且这种计算极为不方便，不易理解，人们希望找出另外一组原色，用于代替CIE-RGB 系统，因此，1931年的CIE-XYZ 系统利用三种假想的标准原色X （红）、Y （绿）、Z （蓝），以便使我们能够得到的颜色匹配函数的三刺激值都是正值。
)(λr )(λg )
(λb
2.4.4 1931CIE-XYZ 系统
根据CIE 推荐的红（R ）、绿（G ）、蓝（B ）三原色的波长为700nm 、546.1nm 、435.8nm ，它们在1931CIE －RGB 系统和1931CIE －XYZ 系统的坐标为：
RGB 系统色度坐标 XYZ 系统色度坐标
r g b x y z
（R ） 1， 0， 0 0.7347，0.2653，0.0000
（G ） 0， 1， 0 0.2737，0.7174，0.0089
（B ） 0， 0， 1 0.1665，0.0089，0.8246 对于光谱波长为λ的颜色刺激，其r （λ）、g （λ）、b （λ）色度坐标对x （λ）、y （λ）、z （λ）色度坐标的转换关系为：
x （λ）＝
)(20063.1)(13240.1)(66697.0)(20000.0)(31000.0)(49000.0λλλλλλb g r b g r ++++ y （λ）=
)(20063.1)(13240.1)(66697.0)(01063.0)(81240.0)(17697.0λλλλλλb g r b g r ++++ （2-5） z （λ）=)
(20063.1)(13240.1)(66697.0)(99000.0)(01000.0)(00000.0λλλλλλb g r b g r ++++ 用上式计算出1931CIE －RGB 系统中各波长的光谱在1931CIE －XYZ 系统中的相应的色度坐标，并将各波长的普线的坐标点连接起来就成为1931CIE －XYZ 系统色度图，如图2-7所示。
图2-7 1931CIE －XYZ 系统色度图
在求得个光谱波长的x （λ）、y （λ）、z （λ）的基础上，应用公式（2-6）可以计算出1931CIE －XYZ 色度系统中的光谱三刺激值)(λx 、)(y λ、)(λz 为 )
()()()()()(λλλλλλz z y y x x == )(λx ＋)(y λ＋)(λz ＝1
由1931CIE －RGB 系统转换得到的)(λx 、)(y λ、)(λz 三条曲线称为“1931CIE －XYZ 标准色度观察者光谱三刺激值”，如图2-8所示，这组曲线分别代表匹配各波长等能光谱刺激所需要的红（X ）、绿（Y ）、蓝（Z ）三原色的量。国际照明委员会规定1931CIE －XYZ 系统的)(y λ与人眼的光谱光效率函数V （λ）一致，即所以，有：
)(λx ＝)()(λλy x V （λ）
)(y λ＝V （λ） )(λz ＝)
()(λλy z V （λ）
图2-8 1931CIE －XYZ 标准色度观察者光谱三刺激值
2.4.5 CIE 色度坐标及主波长计算方法
要确定LED 器件的发光颜色，可以用颜色的色度坐标及其主波长来描述。颜)
(λx )(y λ
)(λz
色感觉是由于LED 光辐射源的光辐射作用于人眼的结果。因此，颜色不仅取决于光刺激，而且还取决于人眼的视觉特性，根据前面的论述，)(y λ＝V （λ），如果已知器件的相对光谱能量P （λ）分布函数，根据CIE 的规定，那么由它引起的CIE 三刺激值X 、Y 、Z 可以按下式计算，K 为调整因数
X=K
?780380)()(λλλd x P Y=K
?780380)()(λλλd y P Z=K ?780380)()(λλλd z P
在实际计算色度坐标X 、Y 、Z 时，常用求和来代替式（2-8）的积分式：
X ＝K ∑?780
380
)()(＝λλλλx P Y ＝K ∑?780380
)()(＝λλλλy P Z ＝K ∑?780380
)()(＝λλλλz P 式（2-8）和式（2-9）中的X 、Y 、Z 即为1931CIE 色度系统中的三刺激值。由式（2-8）和式（2-9）计算得到X 、Y 、Z 三刺激值后可求得LED 发光器件的色度坐标为：
x=
Z Y ++X X y=Z Y ++X Y 得到LED 发光器件的色度坐标，该发光体颜色的主波长不难获得。为了说明”主波长”的概念，从前面的定义得知，需要一个参照照明体。如图2-9，在色度图中心的W E 点代表等能白光，它由三原色的各三分之一单位混合而成的，其色度坐标为：X E ＝0.3333，Y E ＝0.3333，Z E ＝0.3333，可以把它作为参照照明体。S 1代表某一实际颜色，连接W E 和S 1并延长与光谱轨迹线相交于λd 点，则λd 为S 1的主波长。根据加混色定律，S 1可以用W E 和光谱波长为λd
的光谱色相混
合而获得。
图2-9 CIE1931色度图
在图2-9中λd ＝565nm ，称565nm 为颜色S 1以W E 为参照照明体的主波长。由于选择不同的参照照明体有不同的色度坐标，对不同的颜色有不同的主波长，所以，在说明主波长时应附注所对应的参照照明体。
色度学中另一个重要的参数是纯度，为了了解这个参数，首先必须了解色度图。如图2-7，得到LED 光源在色度图上的色度坐标后，选定坐标值X E ＝0.3333，Y E ＝0.3333的点为等能白光点，如果某光源位于色度图的点F ，其纯度定义为，自W 向F 作一条直线，与单色光轴相交于G ，距离WF 占总长WG 的百分数即为F 的纯度，即
P ＝WG
WF ?100％ （2-11） 图2-7中F 点的纯度为75%，G 点的纯度为100%。
2.4.6 色温的概念
当某辐射体与绝对黑体在可见光区域具有相同形状的光谱功率分布时的温度，称为该辐射体的色温。所谓黑体，是指能够完全吸收由任何方向入射的任何波长的辐射的热辐射体。不同温度下，绝对黑体的色度坐标见表2-3。将表2-3色度坐标画于色度图上，即得到图中的黑体迹线。当某一光源的色坐标（x ，y ）
位于色度图上的黑体迹线时，就以黑体的绝对温度定义为该光源的色温。但是，有许多光源的色度坐标并不在黑体迹线上，就引出相关色温的概念，即在色度图上，和某一光源的色度坐标点相距最近的那个黑体的绝对温度就定义为该光源的相关色温。
表2-3 绝对黑体的色度坐标
2.5 LED发光器件的电参数的测量
2.5.1 LED发光器件相关电性参数：
1.正向电压V F（Forward V oltage）：通过发光二极管的正向电流为确定值时，在两极间产生的电压降。
2.反向电压V R（Reverse V oltage）：被测发光二极管器件通过的反向电流为确定值时，在两极间所产生的电压降。
3.反向电流I R（Reverse Current）：加在发光二极管两端的反向电压为确定值时，流过发光二极管的电流。
2.5.2 LED的伏安特性：
LED的I-V特性表征LED芯片PN结制备性能主要参数，LED通常都具有图2-10所示的较好的伏安特性。LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。
图2-10 LED的I-V特性
1.正向截止区：（图oa或oa′段）a点对于V0 为开启电压，当V＜V a，外加电场尚未克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时电阻很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为
2.5V。
2.正向工作区：电流I F与外加电压呈指数关系，I S为反向饱和电流。V＞0时，V＞V F的正向工作区I F随V F指数上升。
3.反向截止区：V＜0时PN结加反偏压，V=-V R时，GaN反向漏电流I R（V=-5V）为10uA。
4.反向击穿区V＜-V R，V R称为反向电压；V R电压对应I R为反向漏电流。当反向偏压一直增加使V＜-V R时，则出现I R突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压V R也不同。
3、LED质量分析和判断
半导体发光二极管（LED）因其体积小、定向发射光、高亮度、PN结电特性等特点，从而在品质的评价和检测方法方面产生许多新的问题。不同的应用场合，决定了对LED产品的性能要求。从光学性能来看，用于显示的LED，主要是亮度、视角分布、颜色等参数。用于普通照明的LED，更注重光通量、光束的空间分布、颜色、显色特性等参数，而生物应用的LED，则更关心生物有效辐射功率、有效辐射照度等参数。此外，发光二极管既是一种光源，又是一种功率型的半导体器件，因此有关它的质量必须从光学、电学和热学等诸多方面进行综合评价。
从目前LED产品的结构及产业发展的角度看，照明LED产品主要需考虑光学性能、电性能、热性能、辐射安全和寿命等几方面的参数。
光学性能：LED的光学性能主要涉及到光谱、光度和色度等方面的性能要求。根据新制定的行业标准“半导体发光二极管测试方法”，主要有发光峰值波长、光谱辐射带宽、轴向发光强度、光束半强度角、光通量、辐射通量、发光效率、色品坐标、相关色温、色纯度和主波长、显色指数等参数。显示用的LED，主要是视觉的直观效果，因此对相关色温和显色指数不作要求，而照明用的白光LED，上述两个参数就尤为重要，它是照明气氛和效果的重要指标，而色纯度和主波长一般没有要求。
电性能：LED的PN结电特性，决定了LED在照明应用中区别于传统光源的电气性能，即单向非线性导电特性、低电压驱动以及对静电敏感等特点。目前主要的测量参数包括正向驱动电流、正向压降、反向漏电流、反向击穿电压和静电敏感度等。
热性能：照明用LED发光效率和功率的提高是当前LED产业发展的关键问题之一，与此同时，LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤为重要，一般用热阻、壳体温度、结温等参数表示。
辐射安全：目前，国际电工委员会IEC将LED产品等同于半导体激光器的要求进行辐射的安全测试和论证。因LED是窄光束、高亮度的发光器件，考虑到其辐射可能对人眼视网膜的危害，因此，对于不同场合应用的LED，国际标准规定了其有效辐射的限值要求和测试方法。目前在欧盟和美国，照明LED产
品的辐射安全作为一项强制性的安全要求执行。
可靠性和寿命：可靠性指标是衡量LED在各种环境中正常工作的能力。在液晶背光源和大屏幕显示中特别重要。寿命是评价LED产品可用周期的质量指标，通常用有效寿命或终了寿命表示。在照明应用中，有效寿命是指LED在额定功率条件下，光通量衰减到初始值的规定百分比时所持续的时间。
4、LED使用时的注意事项
4.1 功率匹配问题
LED功率的大小各不相同，有70mW、100mW、1W、2W、3W、5W等，所以必须根据所选择的LED，设计合理的使用电路和配置合适的LED数量，使其完全满足LED电源的额定值，如果设计的电路使每个LED分担电压或电流过高就会严重影响LED的使用寿命甚至烧毁LED，如果分担的电压或电流过低则激发的LED光强不够，就不能充分发挥LED应有的效果，达不到我们所期望的目的。
4.2 温度特性
（1）LED的焊接温度应在250℃以下，焊接时间控制在3~5S之间。要注意避免LED温度过高从而使芯片受损。
（2）LED的亮度输出与温度成反比，温度不仅影响LED的亮度，也影响它的寿命。使用中尽量减少电路发热，并做一定的散热处理。
4.3 防静电特性
LED装配过程中必须加强防静电措施，因为操作过程和人体本身都会产生静电，对于双电极的LED最易被静电反向击穿，从而严重影响LED的使用寿命甚至使其完全报废。如防静电环境不是非常完善，可以给LED使用者增加防静电腕带，设置良好的防静电接地系统，离子风机等设备。
5、大功率LED种类及测试标准
5.1 Super flux （4Pin，插件式，单颗功率0.2W ）
（1）、单颗测试电压最大4V ，4颗串联测试电压16V，12颗串联测试电压
48V测试电流：红色，琥珀色为70mA ，电流限制为0.07A。蓝色，绿色为50mA，电流限制为0.05A。测试前须先调整好电流，选择合适的电压，然后再进行测试。
（2）、Super flux LED识别图片
LED正极LED负极
5.2 Luxeon &Lambert （贴片式，焊接机焊接，单颗功率1W ）
（1）、单颗测试电压最大4V，4颗串联测试电压16V，12颗串联测试电8V，测试电流：红色，绿色，蓝色，琥珀色均为350mA ，电流限制为0.35A测试前须先调整好电流，选择合适的电压。
（2）、Luxeon &Lambert识别图片
5.3 20mA SMD LED
（1）、红色单颗测试电压最大2.0V，蓝，绿色单颗测试电压最大3.5V测试电流：红色，绿色，蓝色均为20mA ，电流限制为0.02A，测试前须先调整好电流，选择合适的电压，然后再进行测试。该LED适用产品测试须工程部指导进行。（2）、20mA SMD LED识别图片
5.4 B2S 150mA SMD LED
（1）、
该LED 目前只有冷白一种颜色，单颗测试电压
3.5V 。测试电流：为150mA ，
电流限制为0.15A 。测试前须先调整好电流，选择合适的电压，
然后再进行测试。该LED 适用产品测试须工程部指导进行。
（2）、B2S 150mA SMD LED 识别图片
5.5 K2 LED （单颗功率4W ）
（1）、单颗测试电压最大4V ，4颗串联测试电压16V ，12颗串联测试电压48V
测试电流：红色为700mA ，电流限制为0.70A ，绿色，蓝色，冷白色均为
1000mA ，电流限制为1.00A 测试前须先调整好电流，选择合适的电压，然
后再进行测试。
（2）、K2 LED 识别图片
常用低压电器的主要种类和用途 低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。低压电器的作用有： （1）控制作用如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。 （2）保护作用能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。 （3）测量作用利用仪表及与之相适应的电器，对设备，电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。 （4）调节作用低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调节等。 （5）指示作用利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等。 （6）转换作用在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等． 当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现，常用低压电器的主要种类和用途如表所示。 对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。 表常见的低压电器的主要种类及用途
序 号 类别主要品种用途 1断路器塑料外壳式断路 器 主要用于电路的过负荷保护、短路、欠电压、漏电压保护，也可用于不频繁 接通和断开的电路 框架式断路器 限流式断路器
漏电保护式断路 器 直流快速断路器 2刀开关开关板用刀开关 主要用于电路的隔离，有时也能分断负荷负荷开关 熔断器式刀开关 3转换开 关 组合开关 主要用于电源切换，也可用于负荷通断或电路的切换换向开关 4主令电 器 按钮主要用于发布命令或程序控制限位开关 微动开关 接近开关 万能转换开关 5接触器 交流接触器主要用于远距离频繁控制负荷，切断带负荷电路 直流接触器 6起动器 磁力起动器主要用于电动机的起动星三起动器 自耦减压起动器 7控制器 凸轮控制器主要用于控制回路的切换 平面控制器 8继电器 电流继电器主要用于控制电路中，将被控量转换成控制电路所需电量或开关信号电压继电器 时间继电器 中间继电器 温度继电器 热继电器 9熔断器 有填料熔断器主要用于电路短路保护，也用于电路的过载保护无填料熔断器 半封闭插入式熔 断器
电气控制与PLC实验实验报告 报告实验项目名称： 低压电器的认识同组人试验时间实验室指导教师 一、实验目的 1、了解常用低压元件的结构、原理、符号、作用，熟悉低压元件规格。 2、通过对三相异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。能按照原理图实物，并能排除故障。 3、通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点以及在机床控制中的应用。 二、实验设备三相鼠笼异步电动机、接触器、时间继电器、热继电器、按钮、熔断器、断路器等。 三、实验方法 1、常用低压元件的识别。根据电器元件实物，了解常用低压元件的结构原理，正确写出电器元件的名称、型号、符号、作用，填写下表名称文字符号图形符号作用线圈/其它常开触点常闭触点接触器熔断器热继电器断路器控制按钮三相笼型异步电动机 2、三相异步电动机点动控制线路：按图8-1接线。接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始，经三刀开关Q
1、熔断器FU 1、FU 2、FU 3、接触器KM1主触点到电动机M的三个线端 A、 B、C的电路，用导线按顺序串联起来，有三路。主电路经检查无误后，再接控制电路，从熔断器FU4插孔V开始，经按钮SB1常开、接触器KM1线圈到插孔W。线接好经指导老师检查无误后，按下列步骤进行实验：图8-1 点动控制线路(1)按下控制屏上“开”按钮；(2)先合Q1，接通三相交流220V电源；(3)按下启动按钮SB1，对电动机M进行点动操作，比较按下SB1和松开SB1时电动机M的运转情况。（记录） 3、三相异步电动机自锁控制线路：按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。按图8-2接线。检查无误后，启动电源进行实验： (1) 合上开关Q1，接通三相交流220V电源； (2) 按下起动按钮SB2，松手后观察电动机M运转情况（记录）； (3) 按下停止按钮SB1，松手后观察电动机M运转情况（记录）。图8-2 自锁控制线路
项目一常用低压电器的认识与拆装 任务一低压电器的基础知识 学习目标 了解常用低压电器元件的功能、分类和工作原理； 学会选择使用低压电器； 会进行低压电器元件的检测、接线和简单操作。 任务分析 了解低压电器的分类和型号表示方法。掌握选择低压电器的一些注意事项。熟悉低压电器的内部结构和工作原理。 知识链接 电器对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用，是所有电工器械的简称。我国现行标准将工作在交流50Hz、额定电压1200V及以下和直流额定电压1500V及以下电路中的电器称为低压电器。低压电器种类繁多，它作为基本元器件已广泛用于发电厂、变电所、工矿企业、交通运输和国防工业等电力输配电系统和电力拖动控制系统中。随着科学技术的不断发展，低压电器将会沿着体积小、质量轻、安全可靠、使用方便及性价比高的方向发展。 一、低压电器的基本知识 1.低压电器的分类 低压电器的品种、规格很多，作用、构造及工作原理各不相同，因而有多种分类方法。 1）按用途分 2）按动作方式分 3）按有无触点分 4）按工作原理分 2.低压电器的型号表示法 国产常用低压电器的型号组成形式如下： 3.低压电器的主要技术数据 为保证电器设备安全可靠工作，国家对低压电器的设计、制造制定了严格的标准，合格的电器产品必须具有国家标准规定的技术要求。我们在使用电器元件时，必须按照产品说明书中规定的技术条件选用，低压电器的技术指标主要有以下几项。 1）额定电流 （1）额定工作电流。 （2）额定发热电流。 （3）额定封闭发热电流。
（4）额定持续电流。 2）额定电压 （1）额定工作电压。 （2）额定绝缘电压。 （3）额定脉冲耐受电压。 3）绝缘强度 4）耐潮湿性能 5）极限允许温升 6）操作频率及通电持续率 7）机械寿命和电气寿命 4.选择低压电器的注意事项 二、电磁机构及触头系统 低压电器一般都有两个基本部分，即感受部分和执行部分。感受部分感受外界信号，并做出反应。自控电器的感受部分大多由电磁机构组成；手动电器的感受部分通常为电器的操作手柄。执行部分根据控制指令，执行接通或断开电路的任务。下面简单介绍电磁式低压电器的电磁机械和触头系统。 1.电磁机构 电磁机械一般由线圈、铁芯及衔铁等几部分组成。按通过线圈的电流种类分有交流电磁机构和直流电磁机构；按电磁机构的形状分有E形和U形两种；按衔铁的运动形式分有拍合式和直动式两大类，如图1-1所示。图1-1（a）为衔铁沿轴棱角转动的拍合式铁芯，铁芯材料为电工软铁，主要用于直流电器中。图1-1（b）为衔铁沿轴转动的拍合式铁芯，主要用于触头容量大的交流电器中。图1-1（c）为衔铁直线运动的双E形直动式铁芯，多用于中、小容量的交流电器中。 图1-1 常用的电磁机构 1）铁芯 交流电磁机械和直流电磁机构的铁芯有所不同，直流电磁机械的铁芯为整体结构，以增加磁导率和增强散热；交流电磁机构的铁芯采用硅钢片叠制而成，目的是减少铁芯中产生的涡流。此外交流电磁机构的铁芯有短路环，以防止电流过零时电磁吸力不足使衔铁振动。 2）线圈 线圈是电磁机构的心脏，按接入线圈电源种类的不同，可分为直流线圈和交流线圈。根据励磁的需要，线圈可分串联和并联两种，前者称为电流线圈，后者称为电压线圈。从结构上看，线圈可分为有骨架和无骨架两种。交流电磁机械多为有骨架结构，主要用来散发铁芯中的磁滞和涡流损耗产生的热量，直流电磁机构的线圈多为无骨架的。 （1）电流线圈。通常串接在主电路中，如图1-2所示。电流线圈常采用扁铜条带或粗铜线绕制，匝数少，电阻小。衔铁动作与否取决于线圈中电流的大小，衔铁动作不改变线圈中的电流大小。
《数控技术电气控制技术》 实验指导书 主编冯宁施振金 主审王浩 广东机电职业技术学院
前言 数控机床电气控制是一门理论与实际联系非常紧密的课程，它囊括了机床常用元件、普通机床的电气控制知识、数控机床方面的知识。 本实验指导书适用于数控技术专业、机电一体化专业等，适用于机床电气控制、数控机床电气控制等课程。实验分为5项，其中一些实验，为多学时。
目录 实验项目1 电器元件认识实验 (1) 实验项目2 机床电气控制线路实验 (1) 实验项目3 PLC编程实验 (1) 实验项目4 数控系统参数设定实验（一） (1) 实验项目5 数控系统参数设定实验（二） (1)
实验项目1 电器元件认识实验 一、项目编号： 二、实验课时：2学时 三、主要内容及目的 (1) 了解常用电器元件的结构、工作原理及使用方法。 (2) 掌握三相异步电动机正反转控制线路工作原理及接线方法。 (3) 熟悉线路的故障分析及检测、排除方法。 四、技术标准及要求 (1)了解常用电器元件的作用，掌握其接线方法。 (2) 学生自行设计或选择线路，选择相应电器元件，经教师审核检查后方可通电工作。 五、实验场地与器材 (1) 常用电器元件。 (2) 电气控制实训板、三相异步电动机。 (3) 三相交流电源。 六、操作步骤及工作要点 1．认识常用电器元件 (1)了解常用电器元件的作用。 (2)观察常用电器元件的结构，掌握其工作原理。 (3)掌握常用电器元件的接线方法。 2．正反转控制线路接线 (1)分析正反转控制线路的电路原理图，掌握其工作原理。 (2)在不通电的情况下接控制电路的线路。 (3)接通电源，检查控制电路接线是否正确。 (4)切断电源，接主电路的线路。 (5)接通电源，检查所接线路是否正确。
学习单元4习题 常用电器元件认识和选用 一、填空题： 1、当接触器线圈得电时，使接触器触点闭合、触点断开。 2、在机床电气控制线路中，起动按钮其按钮帽是色，按钮触点是常的。 3、空气阻尼式时间继电器主要由、、和等三部分组成。 4、在机床电气控制原理图中，KA表示，SB表示、SQ表示。 5、当接触器线圈断电时，使接触器触点闭合、触点断开。 6、电器元件触点的故障主要有、、。 7、在机床电气控制原理图中， KT表示，SB表示、SQ表示。 8、熔断器熔体允许长期通过 1.2倍的额定电流，当通过的＿＿越大，熔体熔断的越短。 9、热继电器是对电动机进行保护的电器；熔断器是进行保护的电器。 10、安装刀开关时，电源进线应接在，用电设备应接在。 11、三相笼型异步电动机常用的电气制动方式有和 12、在机床电气控制原理图中， KM表示，KA表示， QS表示。 13、当接触器线圈得电时，使接触器常开触点、常闭触点。 14、在机床电气控制线路中，停止按钮是色，按钮触点是常的。 15、在机床电气控制原理图中， KM表示， KT表示，QS表示。 16、在接触器控制线路中，依靠自身的_______保持线圈通电的环节叫_______；串入对方控制线路的_______叫互锁触点 17、在机床电气控制原理图中， TC表示， KS表示，QS表示。 18、三相笼型异步电动机的反接制动控制电路中，常利用进行自动控制。 19、常用的熔断器有三种：、、和。 20当接触器线圈断电时，使接触器常开触点、常闭触点。 21、在机床电气控制原理图中， KT表示， KS表示，QS表示。 22、熔断器熔体允许长期通过倍的额定电流，当通过的电流越大，熔体熔断的越短。 23、通电延时型时间继电器，当线圈通电时，延时触点动作，瞬动触点动作。 24、熔断器熔体允许长期通过倍的额定电流，当通过的越大，熔体熔
一、实验目的 熟悉高低压电器、高低压成套配电装置的结构、功能，了解其技术特性。 二、实验主要仪器与设备 各种高低压电器设备、高低压成套配电装置。 三、实验原理 （一）高压熔断器 熔断器是常用的一种简单的保护电器。当通过它的电流超过规定值并经过一定的时间后熔体熔化，从而切断电流，对线路及设备进行短路保护或过负荷保护。 1．户内高压熔断器 ①RN1和RN2型高压管式熔断器。RNl及RN2型熔断器结构如图1-1所示，主要由熔管、触座、动作指示器、绝缘子、石英砂填料和底座组成。
图1-1 RNl及RN2型熔断器结构图短路电流通过时，并联铜丝熔断产生电弧，电弧在充满石英砂填料的熔管内燃烧，灭弧过程中利用了粗弧分细、长弧切短、狭沟灭弧和冷却灭弧等灭弧方法。 ②XRNT、XRNP型高压限流熔断器。XRNT、XRNP型高压限流熔断器结构如图1-2所示。 （a）外形图（b）剖面图 图1-2 高压限流熔断器的结构图熔断器本体主要由瓷质熔管、丝状或片状熔体、高纯度石英砂、瓷芯柱、撞击器等组成。熔断器依靠石英砂对电弧的吸热和游离气体向石英砂间隙扩散的作用进行灭弧，同时可利用冶金效应形成串联电弧，将长弧切短加速灭弧。熔丝熔断时，撞击器迅速弹出, 驱动连锁电器（常用负荷开关）的脱扣器而使开关跳闸或并发出熔断信号。 ２、户外高压跌开式熔断器 如图1-3所示为RW4-10（G）型跌落式熔断器结构。 熔断器熔管外层为酚醛纸管或环氧玻璃布管，内套纤维质消弧管，
其灭弧原理为：短路电流使熔体熔断，形成电弧，电弧灼烧消弧管内壁，产气纵吹电弧而熄灭。 如图1-4所示为RW10-10F跌开式熔断器。在一般跌开式熔断器的上静触头上加装了一个简单的灭弧室，因而可以带负荷操作，相当于负荷开关。 图 1-3RW4-10(G) 型跌落式熔断器图 1-4 RW10-10负荷型跌开式熔断器 （二）高压隔离开关 高压隔离开关是一种没有灭弧装置的开关电器，其功能主要是隔离高压电源，以保证对其他电气设备检修工作的安全。图1-5所示为GN8-10高压隔离开关的外形结构图，它的三相闸刀安装在同一底座上，一般用手动操动机构进行操作。
常用低压电器的主要种类 和用途 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
常用低压电器的主要种类和用途 低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。低压电器的作用有： （1）控制作用如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。 （2）保护作用能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。 （3）测量作用利用仪表及与之相适应的电器，对设备，电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。 （4）调节作用低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调节等。 （5）指示作用利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等。 （6）转换作用在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等． 当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现，常用低压电器的主要种类和用途如表所示。 对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。 常用的低压电器的文字符号及作用： 刀开关（QS）：主要用作电源切除后，将线路与电源明显地隔离开，以保障检修人员的安全 组合开关（QS）：用于手动不频繁地接通、分断电路，换接电源或负载，也可以控制小容量异步电动机 自动空气开关（QF）：主要用于低压动力电路分配电能和不频繁通、断电路，并具有故障自动跳闸功能 控制按纽（SB）：在控制电路中用于短时间接通和断开小电流控制电路 行程开关（SQ）：利用机械运动部件的碰撞而动作，用来分断或接通控制电路。主要用于检测运动机械的位置，控制运动部件的运动方向、行程长短以及限位保护 接近开关（SP）：靠移动物体与接近开关的感应头接近时，使其输出一个电信号来控制电路的通断接触器（KM）：可以频繁地接通和分断交、直流主电路，并可以实现远距离控制，主要用来控制电动机，也可以控制电容器、电阻炉和照明器具等电力负载 中间继电器（KA）：扩展触点的数量和信号的放大 电流继电器（KA）：根据输入电流大小变化控制输出触点动作 电压继电器（KV）：根据输入电压大小变化控制输出触点动作 时间继电器（KT）：按照预定时间接通或分断电路 热继电器（FR）：对连续运行的电动机进行过载保护，以防止电动机过热而烧毁。大部分热继电器除了具有过载保护功能以外，还具有断相保护、温度补偿、自动与手动复位等功 能 速度继电器（KS）：多用于三相交流异步电动机反接制动控制，当电动机反接制动过程结束，转速过零时，自动切除反相序电源，以保证电动机可靠停车
常用低压电器的主要种 类和用途 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
常用低压电器的主要种类和用途 低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动地改变电路的状态、参数，实现对电路或被控对象的控制、保护、测量、指示、调节。低压电器的作用有： （1）控制作用如电梯的上下移动、快慢速自动切换与自动停层等。 （2）保护作用能根据设备的特点，对设备、环境、以及人身实行自动保护，如电机的过热保护、电网的短路保护、漏电保护等。 （3）测量作用利用仪表及与之相适应的电器，对设备，电网或其它非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。 （4）调节作用低压电器可对一些电量和非电量进行调整，以满足用户的要求，如柴油机油门的调整、房间温湿度的调节、照度的自动调节等。 （5）指示作用利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护掉牌指示等。 （6）转换作用在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等．当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现，常用低压电器的主要种类和用途如表所示。
对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。 常用的低压电器的文字符号及作用： 刀开关（QS）：主要用作电源切除后，将线路与电源明显地隔离开，以保障检修人员的安全 组合开关（QS）：用于手动不频繁地接通、分断电路，换接电源或负载，也可以控制小容量异步电动机 自动空气开关（QF）：主要用于低压动力电路分配电能和不频繁通、断电路，并具有故障自动跳闸功能 控制按纽（SB）：在控制电路中用于短时间接通和断开小电流控制电路 行程开关（SQ）：利用机械运动部件的碰撞而动作，用来分断或接通控制电路。主要用于检测运动机械的位置，控制运动部件的运动方向、行程长 短以及限位保护 接近开关（SP）：靠移动物体与接近开关的感应头接近时，使其输出一个电信号来控制电路的通断 接触器（KM）：可以频繁地接通和分断交、直流主电路，并可以实现远距离控制，主要用来控制电动机，也可以控制电容器、电阻炉和照明器具等电力负载
实验一高压电器的认识实验 一、实验目的 1、通过对各种常用的高压电器的观察研究，了解它们的基本结构、工作原理、使用方法及主要技术性能等。 2、通过对有关高压开关柜的观察研究，了解它们的基本结构、主接线方案、主要设备的布置及开头的操作方法等。 二、实验设备原理 1、隔离开关 隔离开关是一个最简单的高压开关，在实际中也称为刀闸。由于隔离开关没有专门的灭弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流。 在配电装置中，隔离开关的主要用途有： 1）用隔离开关在需要检修的部分和其他带电部分构成明显可见的断口，保证检修工作的安全。 2）利用“等电位原理”，用隔离开关进行电路的切换工作。 3）由于隔离开关通过拉长电弧的方法灭弧，具有切断小电流的可能性，所以隔离开关可用于下列操作：断开和接通电压互感器和避雷器；断开和接通母线或直接连接在母线上设备的电容电流；断开和接通励磁电流不超过2A的空载变压器，或电容电流不超过5A 的空载线路；断开和接通变压器中性点的接地线（系统没有接地故障才能进行）。 2、真空断路器 高压断路器是供配电系统中最重要的开关电器。它的作用是使1000V以上的高压线路在正常负荷下接通或断开；在线路发生短路故障时，通过继电保护装置的作用将故障线路自动断开，使非故障部分正常运行。在断路器中最主要的问题是如何熄灭触头分断瞬间所产生的电弧，所以它必须具备可靠的灭弧装置。 真空断路器的特点： 1）真空灭弧室的绝缘性能好，触头开距小（12kV真空断路器的开距约为10mm，40.5kV 的约为25mm），要求操动机构的操作功率小，动作快。 2）由于开距小，电弧电压低，电弧能量小，开断时触头表面烧损轻微。因此真空断路器的机械寿命和电气寿命都很高。特别适宜用于要求操作频繁的场所。 3）真空灭弧室出厂时的真空度应保持在10-4Pa以上，运行中不应低于10-2Pa，因此密封问题特别重要，否则就会导致开断失败，造成事故。 4）真空断路器使用安全，维护简单操作噪声小，防火防爆。真空开关使用中，灭弧
低压电器的基本试验方法 （根据GB998-67） 低压电器的基本试验方法包括： 一一般检查（第1～6条） 二动作值的测定（第7～23条） （一）一般说明（第7～11条） （二）电动电器的动作值的测定（第12～18条） （三）保护特性的测定（第19～23条） 三发热试验（第24～53条） （一）一般说明（第24～31条） （二）周围介质温度的测定（第32～33条） （三）温升的测定（第34～47条） （四）试验及测定（第48～53条） 四绝缘试验（第54～71条） （一）绝缘电阻的测量（第54～56条） （二）耐压试验（第57～63条） （三）绝缘的抗潮性试验（第64～71条） 五接通能力与分断能力的试验（第72～100条） （一）一般说明（第72～75条） （二）对试验电路及电源的要求（第76～88条） （三）试验及测定（第89～96条） （四）试验结果的测定（第97～100条） 六动稳定与热稳定试验（第101～112条） （一）一般说明（第101～102条） （二）动稳定试验（第103～107条） （三）热稳定试验（第108～112条） 七寿命试验（第113～125条） （一）一般说明（第113～116条） （二）机械寿命试验（第117～120条） （三）电寿命试验（第121～125条） 一一般检查 1．一般检查包括下列检查项目：外观检查，电器的外形尺寸及安装尺寸检查，电气间隙与漏电距离的检查，触头断开距离，超额行程和压力的检查，电器操作力的检查及安装检查等。 2．外观检查包括零件及装配质量的检查，如电器在各转换位置时触头的分合情况，电器所有必需的零部件装配的正确性，铭牌，接地标志及漆封等是否符合要求。 3．触头超额行程的测定，可在被测触头处于完全闭合位置时，将刚性的触头移开而测量弹性触头在接触处发生的位移；也可测量弹性触头与其支架之间的空隙，再进行换算。 4．触头终压力的测定，可在被测触头处于完全闭合位置时通过专用装置用悬重产生拉力的方法，使各个断点所串联的指示灯刚刚熄灭（或用其他指示方法），此时如果装置的拉力与触头压力的方向和作用点成一直线时，则此拉力即为触头终压力。当装置的拉力不能满足上述条件时，则触头压力必需通过换算求得。
实验一低压电器认识 预习思考 1、如何判断继电器、接触器与复合按钮的常开和常闭触点？ 2、为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护？而熔断器则相反，为什么？ 3、电动机缺相启动和缺相运行，对电动机的会产生什么影响？ 4、如何判断异步电动机的六个引出线，如何连接成Y形或△形，又根据什么来确定该电动机作Y形或△连接？ 一、实验目的 1、进行继电器-接触器控制实验的安全教育 2、认识继电器、接触器控制实验中常用的低压电器和仪器仪表。 3、学习三相交流异步电机绕组的判别、接线，继电器、接触器的接线和使用方法。 二、实验设备 三、实验原理 1、用万用表电阻档测量两个接点之间的电阻值，可以判断电机绕组两个端点是否同相以及继电器、接触器的触点是常开还是常闭。
2、通过绕组中的感应电流产生的方向效应可以判别绕组的首末端。 将其中的任意两相绕组串联，如图1-1所示。将控制屏三相自耦调压器手柄置零位，开启电源总开关，按下启动按钮，接通三相交流电源。调节调压器输出，使在相串联的两相绕组出线端施以单相低电压U=80～100V，测出第三相绕组的电压，如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联（两相绕组产生的感应电动势方向相同，是叠加的），如图1-1(a)所示。反之，如测得的电压近似为零，则两相绕组的末端与末端(或首端与首端)相联（两相绕组产生的感应电动势方向相反，是相互抵消的），如图1-1(b)所示。用同样方法可测出第三相绕组的首末端 四、实验内容 1、了解三相鼠笼式异步电动机的基本参数和接线方法。 2、判断电动机的首末端、继电器、接触器线圈和触点及对应的接线端子号。 3、观察电动机空载启动、缺相启动和空载运行、缺相运行时电动机的电枢电流。 五、实验步骤 1.打开TKDG-14实验箱挂件，列出本实验中各低压电器的型号，记下元件上标出的各个接线端子的标号和对应的功能（判定是常开触点、常闭触点还是线圈的接点）。 2.将三相自耦调压器手柄置于输出电压为零位置；控制屏上三相电压表切换开关置“调压输出”侧；根据电动机的容量选择交流电流表合适的量程。 3.开启控制屏上三相电源总开关，按启动按钮，此时自耦调压器原绕组端U 1 、 V 1、W 1 得电，调节调压器输出使U、V、W端输出 线电压为380V，三只电压表指示应基本平衡。保持自耦调压器手柄位置不变，按停止按钮，自耦调压器断电。 4.按图1-3接线，电动机三相定子绕组接成Y 接法；供电线电压为380V；实验线路中Q1及FU 由控制屏上的接触器KM和熔断器FU代替,学生可由U、V、W端子开始接线, 以后各控制实验均同
低压电器是一种能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备。控制电器按其工作电压的高低，以交流1000V、直流1500V为界，可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类。总的来说，低压电器可以分为配电电器和控制电器两大类，是成套电气设备的基本组成元件。在工业、农业、交通、国防以及人们用电部门中，大多数采用低压供电，因此电器元件的质量将直接影响到低压供电系统的可靠性。 各常用低压电器的作用及文字符号 接触器（ＫＭ）：可以频繁地接通和分断交、直流主电路，并可以实现远距离控制，主要用来控制电动机，也可以控制电容器、电阻炉和照明器具等电力负载。 刀开关（ＱＳ）：主要用作电源切除后，将线路与电源明显地隔离开，以保障检修人员的安全。 组合开关（ＱＳ）：用于手动不频繁地接通、分断电路，换接电源或负载，也可以控制小容量异步电动机。 自动空气开关（ＱＦ）：主要用于低压动力电路分配电能和不频繁通、断电路，并具有故障自动跳闸功能。 中间继电器（ＫＡ）：扩展触点的数量和信号的放大。 电流继电器（ＫＡ）：根据输入电流大小变化控制输出触点动作。 电压继电器（ＫＶ）：根据输入电压大小变化控制输出触点动作。
时间继电器（ＫＴ）：按照预定时间接通或分断电路。 热继电器（ＦＲ）：对连续运行的电动机进行过载保护，以防止电动机过热而烧毁。大部分热继电器除了具有过载保护功能以外，还具有断相保护、温度补偿、自动与手动复位等功能。 速度继电器（ＫＳ）：多用于三相交流异步电动机反接制动控制，当电动机反接制动过程结束，转速过零时，自动切除反相序电源，以保证电动机可靠停车。 容断器（ＦＵ）：在低压电路配电电路中主要起短路保护作用。 控制按纽（ＳＢ）：在控制电路中用于短时间接通和断开小电流控制电路。
实 验 报 告 实验项目名称： 高低压电器认识实验 同组人 实验时间 实验室 自动化综合实验室（K2-314) 指导教师 汤立刚 一、实验目的 熟悉高低压电器、高低压成套配电装置的结构、功能，了解其技术特性。 二、实验主要仪器与设备 各种高低压电器设备、高低压成套配电装置。 三、实验原理 （一）高压熔断器 熔断器是常用的一种简单的保护电器。当通过它的电流超过规定值并经过一定的时间后熔体熔化，从而切断电流，对线路及设备进行短路保护或过负荷保护。 1．户内高压熔断器 ①RN1和RN2型高压管式熔断器。RNl 及RN2型熔断器结构如图1-1所示，主要由熔管、触座、动作指示器、绝缘子、石英砂填料和底座组成。 图1-1 RNl 及RN2型熔断器结构图 短路电流通过时，并联铜丝熔断产生电弧，电弧在充满石英砂填料的熔管内燃烧，灭弧过程中利用了粗弧分细、长弧切短、狭沟灭弧和冷却灭弧等灭弧方法。 ②XRNT 、XRNP 型高压限流熔断器。XRNT 、XRNP 型高压限流熔断器结构如图1-2所示。 （b ）熔管剖面图 （a ）外形图
（a）外形图（b）剖面图 图1-2 高压限流熔断器的结构图 熔断器本体主要由瓷质熔管、丝状或片状熔体、高纯度石英砂、瓷芯柱、撞击器等组成。熔断器依靠石英砂对电弧的吸热和游离气体向石英砂间隙扩散的作用进行灭弧，同时可利用冶金效应形成串联电弧，将长弧切短加速灭弧。熔丝熔断时，撞击器迅速弹出, 驱动连锁电器（常用负荷开关）的脱扣器而使开关跳闸或并发出熔断信号。 ２、户外高压跌开式熔断器 如图1-3所示为RW4-10（G）型跌落式熔断器结构。 熔断器熔管外层为酚醛纸管或环氧玻璃布管，内套纤维质消弧管，其灭弧原理为：短路电流使熔体熔断，形成电弧，电弧灼烧消弧管内壁，产气纵吹电弧而熄灭。 如图1-4所示为RW10-10F跌开式熔断器。在一般跌开式熔断器的上静触头上加装了一个简单的灭弧室，因而可以带负荷操作，相当于负荷开关。 图1-3RW4-10(G) 型跌落式熔断器图1-4 RW10-10负荷型跌开式熔断器 （二）高压隔离开关 高压隔离开关是一种没有灭弧装置的开关电器，其功能主要是隔离高压电源，以保证对其他电气设备检修工作的安全。图1-5所示为GN8-10高压隔离开关的外形结构图，它的三相闸刀安装在同一底座上，一般用手动操动机构进行操作。
栅片灭弧方式中，电弧为什么会在电动力的作用下朝灭弧栅运动呢？灭弧栅是用钢片作的，它放置在触头的上方。当触头间产生电弧的时候，由于电弧下方是空气，上方是灭弧栅，由于钢的导磁率比空气大，这样在同样的磁场强度H下，电弧上方的磁通密度B应该比下方的大阿，因此电弧所受电磁力（F=BIL）的合力方向应该向下，这样电弧因该背离灭弧栅运动才对啊。那位前辈高人能指点一下不？ 答1：钢片在这里的作用是分割电弧，不是利用其磁导的。电弧向内运动是利用磁吹原理，仔细观察一下接触器的通流部分，结合左右手定则，相信你一定能分析出来 答2：可以把灭弧栅想像成一整块软铁，电弧是流过恒稳电流的导线，这样不影响分析。应用右手螺旋定则，导线产生同心圆磁场，磁力线穿过软铁块，软铁块被磁化，磁化软铁块的NS极记住，由于铁被磁化，其产生磁场有独立性，即使导线移出也不变，在此磁场作用下，导线的受力方向，应用左手定则，有难度的只是想像软铁NS极之间的磁力线，受力方向指向软铁。实际的灭弧栅，时变的电弧不影响分析结果。 答3：交流接触器的栅片灭弧原理是由于触点上方的钢片栅片磁阻很小，电弧上部磁通大都进入栅片，使电弧周围空气中的磁场分布形式上疏下密，将电弧拉入灭弧栅。电弧被栅片分割多若干短弧。 常用自动控制电器 图5.6 接触器控制电路的工作原理 当按钮揿下时，线圈通电，静铁心被磁化，并把动铁心（衔铁）吸上，带动转轴使触头闭合，从而接通电路。 当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。 根据主触头所接回路的电流种类，接触器分为交流和直流两种。 （1）．交流接触器 ①.触头 触头是接触器的执行部分。 主要任务：完成接触器接通或断开电路的任务。 对触头的要求：接通时导电性能良好、接触电阻小；闭合时不跳动（不振动）；闭合时
电器测试与故障诊断技术报告 学院：电气工程学院 专业班级：电气工程及其自动化1403班学生姓名：王宁 学号： 140301308 2017年10月16日
目录 一．额定通断性能试验 (3) 1参数 (3) 2指标 (3) （1）误差规定 (3) （2）恢复电压 (3) 3电路图 (4) （1）负载电路 (4) （2）主回路 (5) 4试验结果判定及注意事项 (5) 二．电寿命试验 (6) 1参数 (6) 2指标 (6) 3电路图 (7) 4试验结果判定及注意事项 (7) 三．短路接通与分断能力试验 (7) 1参数 (7) 2指标 (8) （1）外施电压和工频恢复电压的确定 (8) （2）预期接通电流峰值的确定 (9) （3）用辅助发电机确定功率因数或时间常数 (9) （4）短路时间常数的确定 (9) 3电路图 (10) 4试验结果判定及注意事项 (11)
低压开关电器性能实验报告 一．额定通断性能试验 1．参数 电器应能接通与分断负载和过载的电流而无故障，标准规定，开关电器应在非正常负载工作条件下操作一定次数而不致损坏。 2．指标 （1）误差规定： 试验电压和电流的波形要求为：交流应基本上是正弦形，失真度不大于5%；直流波形的纹波系数不大于5%。 电流，电压允许误差为0~+5%。 空载，正常负载和过载条件下的试验功率因数为±0.05，时间常数为0~+15%，频率为±5%。 （2）恢复电压： 正常负载和过载条件下的分断能力试验，其瞬态恢复电压值应在有关产品标准中规定。 工频恢复电压：工频恢复电压值应为额定工作电压值1.05倍。 瞬态恢复电压：瞬态恢复电压特性是为了模拟单独电动机负载（感性负载）电路条件下，瞬态电压的振荡频率应调整为按以下公式所得之值： f=2000I c0.2U N?0.8±10%(1-1) 式中 f ——振荡频率，单位为kHz； I c——分断电流，单位为A； U N——额定工作电压，单位为V。 而过振荡系数γ应调整为如下值： γ=U1U2=1.1±0.05(1-2)
实验一低压电器认识
实验一低压电器认识 预习思考 1、如何判断继电器、接触器与复合按钮的常开和常闭触点？ 2、为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护？而熔断器则 相反，为什么？ 3、电动机缺相启动和缺相运行，对电动机的会产生什么影响？ 4、如何判断异步电动机的六个引出线，如何连接成Y形或△形，又根据 什么来确定该电动机作Y形或△连接？ 一、实验目的 1、进行继电器-接触器控制实验的安全教育 2、认识继电器、接触器控制实验中常用的低压电器和仪器仪表。 3、学习三相交流异步电机绕组的判别、接线，继电器、接触器的接线和 使用方法。 二、实验设备 序号名称型号与规 格 数 量 备注 2 三相鼠笼式异 步电动机 1 3 交流接触器 3 4 热继电器 1 5 时间继电器 1 6 按钮 3 万用表 1 三、实验原理 1、用万用表电阻档测量两个接点之间的电阻值，可以判断电机绕组两个端 点是否同相以及继电器、接触器的触点是常开还是常闭。
2、通过绕组中的感应电流产生的方向效应可以判别绕组的首末端。 将其中的任意两相绕组串联，如图1-1所示。将控制屏三相自耦调压器手柄置零位，开启电源总开关，按下启动按钮，接通三相交流电源。调节调压器输出，使在相串联的两相绕组出线端施以单相低电压U=80～100V，测出第三相绕组的电压，如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联（两相绕组产生的感应电动势方向相同，是叠加的），如图1-1(a)所示。反之，如测得的电压近似为零，则两相绕组的末端与末端(或首端与首端)相联（两相绕组产生的感应电动势方向相反，是相互抵消的），如图1-1(b)所示。用同样方法可测出第三相绕组的首末端 四、实验内容 1、了解三相鼠笼式异步电动机的基本参数和接线方法。 2、判断电动机的首末端、继电器、接触器线圈和触点及对应的接线端子号。 3、观察电动机空载启动、缺相启动和空载运行、缺相运行时电动机的电枢 电流。 五、实验步骤 1.打开TKDG-14实验箱挂件，列出本实验中各低压电器的型号，记下元件上标 出的各个接线端子的标号和对应的功能（判定是常开触点、常闭触点还是线圈的接点）。 2.将三相自耦调压器手柄置于输出电压为零位置；控制屏上三相电压表切换开 关置“调压输出”侧；根据电动机的容量选择交流电流表合适的量程。 3.开启控制屏上三相电源总开关，按启动按钮，此时自耦调压器原绕组端U 1 、 V 1、W 1 得电，调节调压器输出使U、V、W端输 出线电压为380V，三只电压表指示应基本平衡。保持自耦调压器手柄位置不变，按停止按钮，自耦调压器断电。 4.按图1-3接线，电动机三相定子绕组接成Y 接法；供电线电压为380V；实验线路中Q1及FU由控制屏上的接触器KM和熔断器FU代
中国低压电器行业发展研究-低压电器简介 （一）低压电器简介 1、低压电器定义 低压电器为在交流额定电压1000V或直流额定电压1500V以下的电器线路中，根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或非电对象的电能分配、电路连接、电路切换、电路保护、控制及显示的各类电器元件和组件的总称。 2、低压电器产品用途及分类 （1）低压电器产品用途 电力的生产过程主要分为五个环节：发电、升压输电、降压变电、低压配电和用电，其中低压电器主要应用于后两个环节。低压电器能够根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，广泛应用于国民经济的各个领域：工厂、商场、住宅等工业用、商用及民用建筑中的配电系统；机床等各类工业设备的电控制部件；电网的配套设施等。 由于低压电器与终端用户用电直接相关，产品的质量、性能、可靠性等特性
将直接影响用户体验，关系用电安全，因此应严格把控低压电器产品的生产制造，确保系统能够可靠有效供电。 （2）低压电器产品分类 根据低压电器功能与用途来看，低压电器可分为如下几类：
3、低压电器行业简介 （1）低压电器行业概况 低压电器属于国民经济发展的基础产品，通过不断的技术引进和技术研发，低压电器制造中智能技术的不断应用，使低压电器向着第四代智能化、可通信的方向发展，为智能电网等行业的发展奠定坚实基础。 从发展历程来看，中国低压电器产品可分为四个发展阶段： 1）第一代：低压电器行业的起步期，这一时期中国的低压电器产品以模仿为主，产品种类单一，产品结构尺寸大且产品性能不稳定，目前已强制淘汰； 2）第二代：低压电器行业的快速发展期，这一时期低压电器生产企业数量迅速增加，产品种类增多，产品体积缩小，性能得到改良，并完善了保护特性，目前经济不发达地区还有少量产品在用；
电 器 控 制 实验指导书 河 南 科 技 大 学 电气工程学院 曹哲 邱联奎 王国强 编写 2014.02
目 录 实验一 常用低压电器认识实验 (3) 实验二 三相异步电动机正反转的控制 (5) 实验三 三相异步电动机星-三角启动控制 (8) 实验四 基本编程指令的练习 (11) 实验五 装配流水线控制的模拟 (15) 实验六 LED数码显示控制 (19) 实验七 十字路口交通灯控制的模拟 (23) 实验八 机械手动作的模拟 (27) 实验九 基于组态技术的PC-PLC监控系统设计 (30)
实验一 常用低压电器认识实验 一、实验目的 1、 通过实验了解常用低压电器的动作特性。 2、 掌握常用低压电器在控制电路和主电路中的使用方法。 二、实验设备 1、 D61继电接触控制（一）挂箱。 2、 D63继电接触控制（三）挂箱。 3、 DJ24三相鼠笼式异步电动机,Un=220V(Δ接法)。 三、预习要求 1、了解按钮、开关、接触器、熔断器、热继电器等元件的工作原理和动作特性。 2、掌握上述各元件在电路中所起的作用和三相异步电动机定子绕组的接法。 3、分析实验电路工作原理。 四、实验电路 1、三相异步电动机的起停控制（图1—1）。 2、三相异步电动机延时停止的控制（图1—2）。 ~220V 图1-1 三相异步电动机的起停控制
KT 图1—2三相异步电动机延时停止的控制 五、实验内容及步骤 （一）、三相异步电动机的起停控制 1、在接线之前将控制屏左侧端面的调压器旋纽调至零位（逆时针调到底），各电源开关 置断开位置。 2、开启“电源总开关”，按下“开”按钮，向顺时针方向旋转调压器旋纽，将三相调压 电源U、V、W输出的线电压调到220V。按“关”按钮关断交流电源。 3、按图1—1接线。接线完毕并自查后再经指导教师检查无误后，方可按下“开”按钮， 按下列实验步骤进行操作。 （1）、合上电源开关Q1，接通三相交流电源。 （2）、按下启动按钮SB1，观察各电器元件的动作状态，然后再分别操作停止按钮SB2和限位开关SQ1观察各电器元件的动作状态。 （3）、按下控制屏上的“关”按钮关断交流电源。改接线路。 （二）、三相异步电动机延时停止的控制（图1—2）。 按图1—2接线。接线完毕并自查后再经指导教师检查无误后，方可按下“开”按钮，按下列实验步骤进行操作。 （1）、合上电源开关Q1，接通三相交流电源。 （2）、按下启动按钮SB1，观察各电器元件的动作状态。 六、思考题 1、图中各每个电器元件各起什么作用？使用了熔断器为什么还要使用热继电器？ 2、图1—1电路能否对电动机实现过流保护、短路保护和失压保护？ 3、设计一台三相异步电动机的延时启动电路。 七、实验报告要求 按规范撰写实验报告、实验总结。叙述各电路的工作过程。完成思考题。
实验一低压电器认识修 订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
实验一低压电器认识 预习思考 1、如何判断继电器、接触器与复合按钮的常开和常闭触点？ 2、为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护？而熔断器则相反，为什么？ 3、电动机缺相启动和缺相运行，对电动机的会产生什么影响？ 4、如何判断异步电动机的六个引出线，如何连接成Y形或△形，又根据什么来确定该电动机作Y形或△连接？ 一、实验目的 1、进行继电器-接触器控制实验的安全教育 2、认识继电器、接触器控制实验中常用的低压电器和仪器仪表。 3、学习三相交流异步电机绕组的判别、接线，继电器、接触器的接线和使用方法。 二、实验设备
三、实验原理 1、用万用表电阻档测量两个接点之间的电阻值，可以判断电机绕组两个端点是否同相以及继电器、接触器的触点是常开还是常闭。 2、通过绕组中的感应电流产生的方向效应可以判别绕组的首末端。 将其中的任意两相绕组串联，如图1-1所示。将控制屏三相自耦调压器手柄置零位，开启电源总开关，按下启动按钮，接通三相交流电源。调节调压器输出，使在相串联的两相绕组出线端施以单相低电压U=80～100V，测出第三相绕组的电压，如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联（两相绕组产生的感应电动势方向相同，是叠加的），如图1-1(a)所示。反之，如测得的电压近似为零，则两相绕组的末端与末端(或首端与首端)相联（两相绕组产生的感应电动势方向相反，是相互抵消的），如图1-1(b)所示。用同样方法可测出第三相绕组的首末端 四、实验内容