电风扇无级调速器

1、电风扇无级调速器实训报告因本次实训老师要求做个与电力电子有关的产品，经过组员讨论，于是我们决定做电风扇无极调速器。电风扇无级调速器在日常生活中随处可见。图1( a)是常见的电风扇无级调速器。旋动旋钮便可以调节电风扇的速度。图1 (b)为电路原理图。(a)图1电风扇无级调速器(a)电风扇无级调速器(b)电风扇无级调速器电路原理图如图1(b)所示，调速器电路由主电路和触发电路两部分构成，在双向晶闸管的两端并接RC元件，是利用电容两端电压瞬时不能突变，作为晶闸管关断过电压的保护措施。本课题 通过对主电路及触发电路的分析使学生能够理解调速器电路的工作原理，进而掌握分析交流调压电路的方法。保护电路在课题

2、五中详细介绍。一、双向晶闸管的工作原理1. 双向晶闸管的结构双向晶闸管的内部结构、等效电路及图形符号如图2所示。图2双向晶闸管内部结构、等效电路及图形符号从图2可见，双向晶闸管相当于两个晶闸管反并联( P1N1P2N2和P2N1P1N4 ),不过 它只有一个门极 G,由于N3区的存在，使得门极 G相对于T1端无论是正的或是负的，都 能触发，而且T1相对于T2既可以是正，也可以是负。表1双向晶闸管的主要参数额定通(.有效值)hmm/A断态览更 峰值电压 (额定电压)/V断态重臭峰值电流/mA额定 结温/C断态电 压临界 上升率 du/df ZV/p,s通态电 邇临界 上升率 tii/dt /A/

3、皆换向电 流临界 下降率 (di/df)A4/|xrm 触发 电流/mA门概电压/V门扱电流Am/A门按 峰值 电压/VKSI1<1115 100咗2(k 310 1畑010< 111115205 - 100疸310KS202U< 10U5M20一5 -200Tl10KS5050too - 2(H)< 15115m2。10孚0一 2%S -20()I310kSIQOI0U<20L1550101( HM5i10 700茎4412KS2OO200<201155015i0 -4004412KS400400<25,1153020 -4W412K5500500&

4、lt;25115503020 400W4412测维持 电流rH7 in A逋态V-均电压心I wQ. 5 V2. 双向晶闸管的触发方式双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负电压都能触发。 主电压与触发电压相互配合，可以得到四种触发方式：1) 1 +触发方式I象限。2) 1 -触发方式I象限。3) 川+触发方式川象限。4) 川-触发方式川象限。主极T1为正，T2为负;主极T1为正，T2为负；主极T1为负，T2为正;主极T1为负，T2为正;门极电压G为正, 门极电压G为负， 门极电压G为正, 门极电压G为负，T2为负。特性曲线在第T2为正。特性曲线在第T2为负。特性曲线在第T2为正。特性曲线在

5、第+触发方式灵敏交流调压是将一种幅由于双向晶闸管的内部结构原因，四种触发方式中灵敏度不相同，以川度最低，使用时要尽量避开，常采用的触发方式为I+和川-。二、单相交流调压电路电风扇无级调速器实际上就是负载为电感性的单相交流调压电路。值的交流电能转化为同频率的另一种幅值的交流电能。1.电阻性负载图3-9(a)所示为一双向晶闸管与电阻负载Rl组成的交流调压主电路，图中双向晶闸管也 可改用两只反并联的普通晶闸管，但需要两组独立的触发电路分别控制两只晶闸管。在电源正半周3 t= 时触发VT导通，有正向电流流过 Rl，负载端电压Ur为正值，电 流过零时VT自行关断；在电源负半周 3 t=n +时，再触发

6、VT导通，有反向电流流过 Rl,其端电压Ur为负值，到电流过零时 VT再次自行关断。然后重复上述过程。改变:-角即可调节负载两端的输出电压有效值，达到交流调压的目的。 电阻负载上交流电压有效值为Urj1 2U2 sincc>t)2dt) = U2J丄sin2a + a丫兀a 2兀电流有效值1 sin 2:2 二电路功率因数UrIU2IJI -CLsin 2：电路的移相范围为图3-9单相交流调压电路电阻负载电路及波形(a)电路图(b)波形图通过改变可得到不同的输出电压有效值，从而达到交流调压的目的。由双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻(、n+)给触发脉冲，则和反并联电路一样

7、可得到同样的可调交流电压。交流调压电路的触发电路完全可以套用整流移相触发电路，但是脉冲的输出必须通过脉冲变压器，其两个二次线圈之间要有足够的绝缘。2 电感性负载图3- 10所示为电感性负载的交流调压电路。由于电感的作用，在电源电压由正向负过零时，负载中电流要滞后一定角度才能到零，即管子要继续导通到电源电压的负半周才能关断。晶闸管的导通角B不仅与控制角:-有关，而且与负载的功率因数角有关。控制角越小则导通角越大，负载的功率因数角，越大，表明负载感抗大，自感电动势使电流过零的时间越长，因而导通角0越大。下面分三种情况加以讨论。(1) > ;：由图3- 11可见，当> 时，0 <1

8、80°，即正负半周电流断续，且:-越大，0越小。可见，在'180°范围内，交流电压连续可调。电流电压波形如图3- 11(a)所示。(2) =;：由图3- 11可知，当=时，0 =180 °，即正负半周电流临界连续。相当于晶闸管 失去控制，电流电压波形如图3- 11(b)所示。(3) v ；：此种情况若开始给 VT1管以触发脉冲，VT1管导通，而且0 >180 °。如果触发脉冲为 窄脉冲，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零，VT1管关不断，VT2管不能导通。当VT1 管电流到零关断时，ug2脉冲已消失，此时 VT2管虽已受正压，但也无法导

9、通。到第三个 半波时，ug1又触发VT1导通。这样负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路 不能正常工作。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发， 可采用宽脉冲或脉冲列触发。综上所述，单相交流调压有如下特点： 电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流一致。改变控制角可以连续改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。 电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当:v ：时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。 电感性负载时，最小控制角min =(阻抗角)。所以二的移相范围为 180 °,q>L电阻负载时移相范围为 0180°。VT2图3-10单相交流调压电感负载电路图1 v I I