电风扇无级调速器相关知识精讲

项目三电风扇无级调速器【学习目标】完成本课题的学习后，能够用万用表测试双向晶闸管的好坏。掌握双向晶闸管工作原理。分析电风扇无级调速器各部分电路的作用及调光原理。了解交流开关、交流调功器、固态开关原理。【课题描述】电风扇无级调速器在日常生活中随处可见。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。电风扇无级调速器调速旋钮触发电路保护电路

(a)电风扇无级调速器(b)电风扇无级调速器电路原理图【课题描述】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。【相关知识点】一、双向晶闸管的工作原理双向晶闸管的结构双向晶闸管的外形与普通晶闸管类似，有塑封式、螺栓式、平板式。其内部是是一种NPNPN五层结构的三端器件。

一、双向晶闸管的工作原理

（a）内部结构（b）等效电路（c）图形符号一、双向晶闸管的工作原理常见双向晶闸管引脚排列一、双向晶闸管的工作原理2.双向晶闸管的特性与参数双向晶闸管有正反向对称的伏安特性曲线。一、双向晶闸管的工作原理双向晶闸管的主要参数中只有额定电流与普通晶闸管有所不同，其他参数定义相似。双向晶闸管的额定电流定义为：在标准散热条件下，当器件的单向导通角大于170°，允许流过器件的最大交流正弦电流的有效值，用IT(RMS)表示。双向晶闸管额定电流与普通晶闸管额定电流之间的换算关系式为

一、双向晶闸管的工作原理例如，一个100A的双向晶闸管与两个反并联45A的普通晶闸管电流容量相等。例如型号KS50-10-21表示额定电流50A，额定电压10级（1000V）断态电压临界上升率du/dt为2级（不小于200V/μs）,换向电流临界下降率di/dt为1级（不小于1％IT(RMS)）的双向晶闸管。一、双向晶闸管的工作原理

有关KS型双向晶闸管的主要参数和分级的规定。一、双向晶闸管的工作原理双向晶闸管的触发方式可以得到四种触发方式：1）Ⅰ+触发方式主极T1为正，T2为负；门极电压G为正，T2为负。特性曲线在第Ⅰ象限。2）Ⅰ-触发方式主极T1为正，T2为负；门极电压G为负，T2为正。特性曲线在第Ⅰ象限。3）Ⅲ+触发方式主极T1为负，T2为正；门极电压G为正，T2为负。特性曲线在第Ⅲ象限。一、双向晶闸管的工作原理4）Ⅲ-触发方式主极T1为负，T2为正；门极电压G为负，T2为正。特性曲线在第Ⅲ象限。 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Ⅲ+触发方式灵敏度最低，使用时要尽量避开，常采用的触发方式为Ⅰ+和Ⅲ-。 4．双向晶闸管的触发电路

（1）简易触发电路双向晶闸管的简易触发电路4．双向晶闸管的触发电路双向晶闸管的简易触发电路分析电风扇无级调速电路图，接通电源后，电容C1充电，当电容C1两端电压的峰值达到氖管HL的阻断电压时，HL亮，双向晶闸管VT被触发导通，电扇转动。改变电位器RP的大小，即改变了C1的充电时间常数，使VT的导通角发生变化，也就改变了电动机两端的电压，因此电扇的转速改变。由于RP是无级变化的，因此电扇的转速也是无级变化的。4．双向晶闸管的触发电路

（2)单结晶体管触发 单结晶体管触发的交流调压电路，调节RP阻值可改变负载RL上电压的大小。

4．双向晶闸管的触发电路(3）集成触发器

K006组成的双向晶闸管移相交流调压电路4．双倚向晶奔闸管誉的触迁发电掩路K0占06组成谱的双义向晶画闸管希移相夕交流述调压宽电路箩分析该电勾路主况要适发用于躲交流聋直接滩供电棉的双饶向晶挺闸管减或反另并联四普通排晶闸订管的鬼交流皱移相乞控制雄。RP交1用于欧调节休触发迫电路瓶锯齿短波斜音率，R4、C3用于喇调节饺脉冲管宽度营，RP没2为移懂相控蜻制电卧位器滩，用术于调沾节输招出电晴压的布大小亡。二、污单相帅交流肥调压塑电路交流真调压是将雕一种龙幅值姥的交沿流电歉能转计化为克同频赵率的评另一忽种幅毁值的竭交流根电能若。1.电阻时性负胳载在电回源正草半周至触发VT导通公，有尤正向套电流鞋流过RL，负堤载端夜电压uR为正告值，昌电流绞过零查时VT自行粒关断介；在异电源叛负半倡周时脉，再姿触发VT导通路，有侧反向涨电流畜流过RL，其财端电汪压uR为负照值，傲到电同流过挣零时VT再次堡自行捏关断衰。然妥后重航复上游述过应程。屋改变献角a即可辛调节顽负载白两端零的输绸出电嫩压有阔效值娱，达扮到交铃流调论压的纲目的舟。二、社单相陕交流凤调压忍电路单相途交流裹调压全电路钱电阻弦负载亡电路姿及波帽形（a）电群路图(b岩)波形嘉图二、舰单相裁交流至调压惠电路单相薄交流两调压受电路挖电阻骆负载泰电路补及波秘形分允析通过擦改变a可得纪到不横同的内输出肉电压参有效畅值，雕从而榨达到旅交流绿调压抗的目下的。叛由双亦向晶牺闸管头组成发的电枪路，篮只要彻在正议负半筑周对纵称的渔相应架时刻器（a、π＋a）给屋触发逐脉冲劈燕，则路和反烈并联优电路薪一样桑可得居到同吗样的出可调也交流卖电压咱。二、锄单相财交流敌调压扛电路电阻讯负载鱼上交剂流电慨压有突效值盖为电流植有效冈值电路冻功率棋因数电路颂的移免相范识围为0—巾π。2．电训感性露负载电感拔性负坛载的仆交流隐调压肯电路饱。下面循分三糖种情热况加晌以讨满论。（1）剃，当>时，θ<屯18普0°，即围正负尤半周问电流翼断续向，且寺越大划，θ越小下。电晨流电讨压波虾形如揉图(b贝)所示帆。（2）只，着当＝集时，θ=酿18屡0°，即脾正负筒半周票电流修临界防连续冲。相紫当于开晶闸泻管失粗去控起制，棒电流原电压茧波形扑如图(b妥)所示纷。（3）,若开症始给VT把1管以造触发硬脉冲秀，VT卡1管导丙通，扩而且θ>刷18怀0°。如武果触鞋发脉突冲为啄窄脉常冲，讽当ug2出现奇时，VT贸1管的锋电流服还未饱到零裤，VT拣1管关后不断识，VT丑2管不速能导则通。挎当VT涛1管电惨流到急零关允断时狸，ug2脉冲剖已消扣失，狡此时VT将2管虽然已受渴正压腿，但合也无帮法导至通。诸到第香三个为半波胁时，ug1又触毫发VT座1导通海。这消样负挣载电印流只外有正驳半波贺部分没，出绍现很义大直可流分茅量，循电路糖不能威正常篇工作略。因废而电刮感性急负载草时，图晶闸蜜管不然能用卷窄脉冤冲触坚发，饿可采偏用宽饮脉冲期或脉女冲列座触发狱。2．电查感性鹊负载单相骆交流枣调压糖电感祸负载润电路2．电娃感性宏负载单相停交流租调压颠电感窑负载荒波形士图2．电偷感性炒负载单相炎交流毒调压敏的特点：①电河阻负缎载时左，负喇载电美流波段形与浩单相碧桥式姻可控票整流严交流夕侧电湿流一杏致。泻改变布控制颗角可皱以连伸续改耍变负马载电耍压有港效值诞，达狮到交祖流调怜压的踏目的哀。②电茫感性岁负载希时，显不能笛用窄基脉冲船触发歌。否然则会浸出现致一个湿晶闸归管无鸦法导桐通，护产生啄很大条直流温分量扁电流臂，烧搬毁熔尘断器芒或晶趟闸管遭。③电肠感性世负载友时，继最小谎控制丝式角染。割所以滨的移惕相范例围为恰阻抗认角φ～18展0°，电吉阻负挎载时刚移相春范围剂为0～18艰0°。【扩展衡内容】一、橡交流仆开关托及其塘应用辆电路1．晶病闸管舰交流俘开关拼的基晴本形评式一、坑交流覆开关语及其哀应用幅电路三相帜自动展控温粪电热冻炉电述路，它采翼用双船向晶晓闸管您作为怒功率笋开关认，与KT温控皮仪配浆合，眉实现荐三相渗电热速炉的伙温度巷自动厉控制搂。2.单相钻交流磁调功打器过零搂触发：在他电压瘦过零羡时给贞晶闸质管以楼触发饱脉冲君，使掘晶闸撞管工博作状懒态始拼终处舰于全盗导通聋或全接阻断更，这环种工高作方舌式称话为过蜂零触药发。交流依调功耳电路是将勤负载巩与交暑流电钱源接蜻通几累个周让期,在断轧开几郑个周魂期,通过腿通断拜周波拖数的果比值萝来调德节负表载所悠消耗裹的平知均功禁率。2.单相档交流愧调功耐器电阻饼负载煌时的象工作棉情况晶闸咳管导渗通m个电暴源周鹊期，脾然后写关断n个周主期，凳一般搭在电乳源电弦压正鼠，负或过零界时（α=0），闸分别挪触发VT1和VT2，它隆们又愤在每爽半周博电流刮过零睬时自菌然关川断。如图2所示钞，改愁变m和n的比急值，材就改榴变了坐开关留一个铅周期鸦输出宪电压手的有物效值工。图1电阻芹负载查单相妻交流壮调压圆电路过零筐触发岂输出欺电压炉的波翻形图设电捆源电愧压=恋=若导社通m个周行期，扮关断n个周瓦期，顿则输拆出电愧压的之有效逮值为式中帝称脏为周昨期占续空比润。2.单相闹交流乎调功良器输出谋电流厦在一闲个通菜断周并期的贡有效灭值为所以爸负载症功率杯为2.单相蛮交流寻调功飞器由上水可见秃，改歪变周赵期占舅空比D的大爷小，纱就改猛变了父负载币功率赤。这乡丰种方棵式常门用来恒控制舰有大滨的机润械惯卧性和其热惯蜓性的喇负载衫功率芦。通断合控制凳开关贵作用雪产生纳的谐仙波较盼少。2.单相歇交流杯调功课器输入符功率飞因数妨可由号负载寻在一奇个通如断周拍期中宏的有测功功该率与迫电源归视在扒功率启之比砌求得戚。由狂于输斜入电性流等匪于输帆出电灭流，肾故当D很小拆时，恭是很喉低的幼。2.单相抖交流读调功找器流过叶晶闸乳管T1和T2的电裙流为隶半波咐电流甲，所遵以平申均电夸流值造为但在汗选择费晶闸涌管电聚流定乏额时痛，由窑于管聪芯热腔容盲量很底小，筹导通m个周升期管篮芯已焰达稳饲定温惯升，抚故晶共闸管非电流屿定额书应以D=凤1来选态。2.单相扮交流链调功财器例鼻有尽一交宏流22售0V供电谈的交碍流调叔压电颜路，霜电路扎如图1，负纯载电谅阻R=绳5，晶运闸管坐导通20个周仰期，记关断40个周将期。（1）输捷出电时压有灶效值债。（2）负击载功忽率湿。（3）输宗入功健率因垃数抄。2.单相廊交流件调功康器图1电阻弊负载肌单相明交流怪调压堪电路解：（1）由隐公式区知（2）由域公式拐知（3）由车公式轿知2．交高流调引功器调功用器可渐以用叫双向块晶闸拣管，压也可纱以用台两只茎晶闸色管反愁并联括联结文，其膨触发址电路饮可以岗采用厌集成糟过零价触发孔器，错也可景利用失分立扛元件堪组成乎的过缩慧零触逢发电嘱路。全周略波连狼续式款的过白零触蝇发电丽路由锯齿叔波发步生、信号茶综合、直流竭开关、同步肉电压与过零释脉冲旁输出五个逆环节累组成鼻。过零呀触发嚷电路2．交陵流调作功器过零驻触发刮电路丸分析1）锯裂齿波拦是由间单结剪晶体腔管V6和R1、R2、R3、RP及1和C1组成之张驰昌振荡雀器产蓬生的粪，经殊射极技跟随犯器（V1、R4）输问出。翼其波衣形如续图（a）所盆示。2）控静制电趁压（Uc）与榜锯齿质波电弟压进益行叠覆加后跟送至V2基极探，合崇成电罗压为us。当us>0钢(0岸.7拢V)，则V2导通沿；us<0，则V2截止假，如真图（b）所镜示。3）由V2、V3及R8、R9、VD雄6组成呜一直春流开态关。宝当V2基极斤电压Ub蓬e2>0湾(0药.7纹V)时，V2管导着通，Ub晋e3接近防零电女位，V3管截事止，吨直流始开关戴阻断您。2．交自流调耐功器当Ub迎e2<0时，V2截止蓬，由R8、VD冶6和R9组成隔的分璃压电变路使V3导通献，直狗流开壮关导妹通，永输出24匪V直流批电压痰，V3通断漂时刻误如图(c呜)所示畅。VD络6为V3基极计提供酷一阀阅值电携压，皱使V2导通佩时，V3更可狡靠地绩截止片。4）过慌零脉尊冲输谱出脉冲加使晶滤闸管贯导通夫，增颈大控粪制电夕压，锯便可单加长烟开关税导通恨的时某间，