電風扇無級調速器相關知識精講

項目三電風扇無級調速器【學習目標】完成本課題的學習后，能夠用萬用表測試雙向晶閘管的好壞。掌握雙向晶閘管工作原理。分析電風扇無級調速器各部分電路的作用及調光原理。了解交流開關、交流調功器、固態(tài)開關原理?！菊n題描述】電風扇無級調速器在日常生活中隨處可見。常見的電風扇無級調速器。旋動旋鈕便可以調節(jié)電風扇的速度。電風扇無級調速器調速旋鈕觸發(fā)電路保護電路

(a)電風扇無級調速器(b)電風扇無級調速器電路原理圖【課題描述】調速器電路由主電路和觸發(fā)電路兩部分構成。在雙向晶閘管的兩端并接RC元件，是利用電容兩端電壓瞬時不能突變，作為晶閘管關斷過電壓的保護措施?！鞠嚓P知識點】一、雙向晶閘管的工作原理雙向晶閘管的結構雙向晶閘管的外形與普通晶閘管類似，有塑封式、螺栓式、平板式。其內部是是一種NPNPN五層結構的三端器件。

一、雙向晶閘管的工作原理

（a）內部結構（b）等效電路（c）圖形符號一、雙向晶閘管的工作原理常見雙向晶閘管引腳排列一、雙向晶閘管的工作原理2.雙向晶閘管的特性與參數(shù)雙向晶閘管有正反向對稱的伏安特性曲線。一、雙向晶閘管的工作原理雙向晶閘管的主要參數(shù)中只有額定電流與普通晶閘管有所不同，其他參數(shù)定義相似。雙向晶閘管的額定電流定義為：在標準散熱條件下，當器件的單向導通角大于170°，允許流過器件的最大交流正弦電流的有效值，用IT(RMS)表示。雙向晶閘管額定電流與普通晶閘管額定電流之間的換算關系式為

一、雙向晶閘管的工作原理例如，一個100A的雙向晶閘管與兩個反并聯(lián)45A的普通晶閘管電流容量相等。例如型號KS50-10-21表示額定電流50A，額定電壓10級（1000V）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt為2級（不小于200V/μs）,換向電流臨界下降率di/dt為1級（不小于1％IT(RMS)）的雙向晶閘管。一、雙向晶閘管的工作原理

有關KS型雙向晶閘管的主要參數(shù)和分級的規(guī)定。一、雙向晶閘管的工作原理雙向晶閘管的觸發(fā)方式可以得到四種觸發(fā)方式：1）Ⅰ+觸發(fā)方式主極T1為正，T2為負；門極電壓G為正，T2為負。特性曲線在第Ⅰ象限。2）Ⅰ-觸發(fā)方式主極T1為正，T2為負；門極電壓G為負，T2為正。特性曲線在第Ⅰ象限。3）Ⅲ+觸發(fā)方式主極T1為負，T2為正；門極電壓G為正，T2為負。特性曲線在第Ⅲ象限。一、雙向晶閘管的工作原理4）Ⅲ-觸發(fā)方式主極T1為負，T2為正；門極電壓G為負，T2為正。特性曲線在第Ⅲ象限。 由于雙向晶閘管的內部結構原因，四種觸發(fā)方式中靈敏度不相同，以Ⅲ+觸發(fā)方式靈敏度最低，使用時要盡量避開，常采用的觸發(fā)方式為Ⅰ+和Ⅲ-。 4．雙向晶閘管的觸發(fā)電路

（1）簡易觸發(fā)電路雙向晶閘管的簡易觸發(fā)電路4．雙向晶閘管的觸發(fā)電路雙向晶閘管的簡易觸發(fā)電路分析電風扇無級調速電路圖，接通電源后，電容C1充電，當電容C1兩端電壓的峰值達到氖管HL的阻斷電壓時，HL亮，雙向晶閘管VT被觸發(fā)導通，電扇轉動。改變電位器RP的大小，即改變了C1的充電時間常數(shù)，使VT的導通角發(fā)生變化，也就改變了電動機兩端的電壓，因此電扇的轉速改變。由于RP是無級變化的，因此電扇的轉速也是無級變化的。4．雙向晶閘管的觸發(fā)電路

（2)單結晶體管觸發(fā) 單結晶體管觸發(fā)的交流調壓電路，調節(jié)RP阻值可改變負載RL上電壓的大小。

4．雙向晶閘管的觸發(fā)電路(3）集成觸發(fā)器

K006組成的雙向晶閘管移相交流調壓電路4．雙向晶閘管的觸發(fā)電路K006組成的雙向晶閘管移相交流調壓電路分析該電路主要適用于交流直接供電的雙向晶閘管或反并聯(lián)普通晶閘管的交流移相控制。RP1用于調節(jié)觸發(fā)電路鋸齒波斜率，R4、C3用于調節(jié)脈沖寬度，RP2為移相控制電位器，用于調節(jié)輸出電壓的大小。二、單相交流調壓電路交流調壓是將一種幅值的交流電能轉化為同頻率的另一種幅值的交流電能。1.電阻性負載在電源正半周觸發(fā)VT導通，有正向電流流過RL，負載端電壓uR為正值，電流過零時VT自行關斷；在電源負半周時，再觸發(fā)VT導通，有反向電流流過RL，其端電壓uR為負值，到電流過零時VT再次自行關斷。然后重復上述過程。改變角a即可調節(jié)負載兩端的輸出電壓有效值，達到交流調壓的目的。二、單相交流調壓電路

單相交流調壓電路電阻負載電路及波形

（a）電路圖(b)波形圖二、越單相蜂交流裙調壓徐電路單相匪交流毫調壓娘電路備電阻腹負載籃電路缸及波罷形分寨析通過嶺改變a可得新到不軟同的途輸出拾電壓執(zhí)有效野值，辦從而滑達到棚交流載調壓因的目銹的。跌由雙枯向晶頸閘管夢組成悲的電姥路，炕只要監(jiān)在正侄負半麥周對芒稱的首相應險時刻企（a、π＋a）給襯觸發(fā)竄脈沖虛，則緣瑞和反佩并聯(lián)寫電路樹一樣嘩可得廟到同且樣的撓可調寧交流誼電壓呆。二、島單相腦交流稼調壓胞電路電阻贏負載泊上交鮮流電謎壓有謀效值拼為電流箭有效住值電路回功率袖因數(shù)電路槳的移草相范色圍為0—普π。2．電陜感性產(chǎn)負載電感股性負省載的侵交流挺調壓節(jié)電路取。下面乞分三塌種情芒況加魂以討泄論。（1）知，當>時，θ<遮18蠶0°，即道正負夕半周古電流忠斷續(xù)建，且忠越大理，θ越小捧。電鳳流電凳壓波錫形如廈圖(b吳)所示籍。（2）酬，挎當＝湊時，θ=穿18瓣0°，即倆正負令半周摘電流吩臨界娘連續(xù)拾。相諷當于蠻晶閘點管失灶去控夢制，家電流掩電壓幻玉波形有如圖(b搜)所示蠅。（3）,若開傾始給VT吵1管以性觸發(fā)僅脈沖吵，VT伴1管導傍通，繩而且θ>拖18夕0°。如探果觸下發(fā)脈蝦沖為接窄脈怨沖，竹當ug2出現(xiàn)疼時，VT紛1管的檔電流霧還未叔到零膜，VT誰1管關父不斷頁，VT搜2管不私能導乎通。含當VT鈔1管電砍流到薦零關萄斷時副，ug2脈沖葵已消精失，庫此時VT聽2管雖佩已受艙正壓處，但廣也無慎法導床通。蒸到第盲三個困半波女時，ug1又觸姑發(fā)VT狡1導通左。這速樣負量載電秩流只列有正暢半波青部分佩，出拴現(xiàn)很持大直辭流分仇量，纖電路政不能納正常駝工作博。因耳而電惹感性慮負載藏時，趁晶閘師管不象能用饑窄脈賺沖觸司發(fā)，費可采歲用寬電脈沖大或脈秋沖列進觸發(fā)御。2．電軟感性嘩負載單相逮交流場調壓姻電感蒼負載里電路2．電薪感性戶負載單相你交流畜調壓老電感六負載如波形希圖2．電秘感性寸負載單相謙交流榨調壓易的特點：①電滅阻負洗載時隔，負棵載電需流波焰形與趟單相泄橋式修可控薪整流狗交流膊側電姿流一谷致。萍改變深控制母角可送以連男續(xù)改幼變負系載電另壓有消效值慘，達杏到交很流調罰壓的缺目的臘。②電槽感性警負載模時，淺不能害用窄婦脈沖津觸發(fā)秒。否躲則會裝出現(xiàn)貴一個程晶閘稈管無促法導態(tài)通，陣產(chǎn)生擠很大割直流淺分量稈電流消，燒心毀熔灶斷器意或晶困閘管譽。③電沖感性馳負載叨時，驕最小縫控制添角看。挑所以防的移襲相范嘗圍為湖阻抗料角φ～18星0°，電雖阻負威載時速移相炸范圍盡為0～18屈0°。【擴展凱內容】一、返交流暢開關性及其資應用蓋電路1．晶達閘管落交流寶開關編的基違本形乳式一、棵交流野開關哪及其嶄應用盜電路三相愧自動斗控溫備電熱盤爐電舍路，它采盼用雙賺向晶黨閘管紡作為沈功率熊開關意，與KT溫控拖儀配沫合，照實現(xiàn)財三相表電熱著爐的饑溫度孔自動裹控制幣。2.單相覆交流鋸調功世器過零躺觸發(fā)：在池電壓備過零膜時給斗晶閘拐管以厘觸發(fā)強脈沖瓶，使繞晶閘柔管工怨作狀音態(tài)始求終處煌于全羨導通尾或全診阻斷貨，這疫種工按作方枝式稱厚為過暴零觸沒發(fā)。交流競調功擋電路是將宏負載嘆與交羽流電竹源接樣通幾胸個周灑期,在斷旱開幾丙個周劫期,通過源通斷銀周波字數(shù)的展比值查來調荒節(jié)負路載所踏消耗埋的平叮均功賤率。2.單相便交流膛調功亮器電阻哭負載撲時的遲工作綱情況晶閘呼管導姓通m個電惠源周襯期，假然后吳關斷n個周丑期，禽一般廳在電怨源電扣壓正香，負騰過零寨時（α=0），野分別愉觸發(fā)VT1和VT2，它織們又段在每仙半周柴電流嗽過零閱時自遷然關奔斷。如圖2所示蛋，改逗變m和n的比育值，招就改駐變了蔬開關妻一個手周期況輸出最電壓纏的有督效值美。圖1電阻歲負載島單相勺交流監(jiān)調壓央電路過零叉觸發(fā)議輸出輝電壓確的波問形圖設電各源電盆壓=眼=若導州通m個周循期，竄關斷n個周曉期，希則輸魚出電交壓的巡壽有效揚值為式中攜稱瓜為周枯期占慌空比障。2.單相估交流莊調功當器輸出擇電流敬在一乞個通談斷周寬期的鬧有效宮值為所以煙負載衛(wèi)功率謀為2.單相億交流嘉調功盡器由上概可見其，改西變周叼期占淡空比D的大累小，帝就改叢變了逢負載適功率止。這假種方港式常摧用來雨控制瞧有大侮的機改械慣內性和蔑熱慣泥性的判負載阿功率垮。通斷越控制擔開關錢作用陡產(chǎn)生始的諧昏波較役少。2.單相膝交流搭調功羅器輸入原功率能因數(shù)仿可由延負載渣在一渠個通織斷周斑期中第的有朗功功叮率與址電源結視在勾功率彩之比知求得惰。由勢于輸咽入電犁流等牛于輸飼出電滾流，奪故當D很小鍋時，溪是很遠低的轟。2.單相模交流璃調功慕器流過略晶閘慰管T1和T2的電紀流為顆半波款電流毀，所臨以平垮均電鉗流值池為但在蔽選擇基晶閘源管電樓流定旺額時攜，由辣于管驕芯熱它容愛量很舅小，月導通m個周磚期管隸芯已騎達穩(wěn)騙定溫洪升，傳故晶侄閘管蓋電流虎定額際應以D=燥1來選斃。2.單相茂交流剩調功彈器例皆有代一交第流22航0V供電烈的交媽流調愛壓電亞路，姑電路勿如圖1，負帥載電果阻R=個5，晶容閘管誰導通20個周輝期，妹關斷40個周其期。（1）輸狠出電慘壓有唱效值跡。（2）負意載功撓率凱。（3）輸忍入功配率因起數(shù)筍。2.單相躺交流盆調功巴器圖1電阻文負載括單相冬交流穗調壓敏電路解：（1）由盒公式蛙知（2）由獻公式雅知（3）由備公式鋒知2．交轉流調讓功器調功壁器可躲以用拾雙向雷晶閘飼管，譯也可孩以用得兩只綿晶閘斜管反宿并聯(lián)太聯(lián)結順，其瓜觸發(fā)通電路鼓可以撓采用噸集成推過零殃觸發(fā)蘭器，秘也可與利用剪分立伸元件劉組成噸的過鎖零觸帽發(fā)電峽路。全周況波連伯續(xù)式次的過俗零觸籍發(fā)電石路由鋸齒嚼波發(fā)煌生、信號拐綜合、直流蜜開關、同步綿電壓與過零修脈沖疲輸出五個崗環(huán)節(jié)槽組成尋。過零苦觸發(fā)連電路2．交鐵流調鳳功器過零費觸發(fā)克電路棵分析1）鋸蹲齒波膠是由則單結墻晶體顯管V6和R1、R2、R3、RP勞1和C1組成揮張馳立振蕩旦器產(chǎn)扔生的詳，經(jīng)鼓射極晴跟隨允器（V1、R4）輸英出。保其波鋒形如碧圖（a）所懇示。2）控乏制電重壓（Uc）與嬸鋸齒搖波電切壓進跳行疊織加后狐送至V2基極薦，合季成電免壓為us。當us>0弊(0滅.7少V)，則V2導通漫；us<0，則V2截止通，如拍圖（b）所敗示。3）由V2、V3及R8、R9、VD基6組成喇一直掛流開怪關。羞當V2基極歷電壓Ub碰e2>0部(0愈.7嬌V)時，V2管導今通，Ub蓮e3接近屈零電渠位，V3管截族止，造直流慢開關幼阻斷免。2．交炕流調粉功器當Ub疲e2<0時，V2截止焰，由R8、VD記6和R9組成虹的分局壓電規(guī)路使V3導通忠，直照流開挽關導疊通，戰(zhàn)輸出24宮V直流絹電壓帖，V3通斷磨時刻籮如圖(c鼓)所示菠。VD濾6為V3基極令提供罩一閥血值電悟壓，短使V2導通薦時，V3更可捎靠地揉截止背。4）過眾零脈英沖輸練出脈沖僵使晶筐閘管狡導通甜，增晴大控掀制電稠壓，滅便可籮加長滋開關瓦導通儲的時切間，跟也就城增多上了導意通的軋周波拔數(shù)，盾從