电风扇无级调速器模板

电风扇无级调速器

电风扇无级调速器在日常生活中的应用非常广泛，本课题通过对与电路相关的知识：双晶闸管、单相交流调压、交流开关等内容的介绍和分析。

一、本课题学习目标与要求

1．掌握用万用表测试双向晶闸管好坏的方法。

2．掌握双向晶闸管的外形及符号；双向晶闸管的触发方式。

3．分析单相交流调压电路

4．了解交流开关、交流调功器、固态开关原理。

二、主要概念提示及难点释疑

1．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）Ⅰ+触发方式 主极T1为正，T2为负；门极电压G 为正，T2为负。

2）Ⅰ-触发方式 主极T1为正，T2为负；门极电压G 为负，T2为正。

3）Ⅲ+触发方式 主极T1为负，T2为正；门极电压G 为正，T2为负。

4）Ⅲ-触发方式 主极T1为负，T2为正；门极电压G 为负，T2为正。

2．双向晶闸管的参数

1）双向晶闸管额定通态电流不同于普通晶闸管的额定通态电流。前者用交流有效值标定，后者用正弦半波平均值标定，选择晶闸管时不能混淆。例如双向晶闸管额定通态电流为100A ，若用两个反并联的普通晶闸管代替，按有效相等的原则，得

2100

57.1)(=AV T I ，所以，A

I AV T 45257.1100

)(==。因此一个100A 的双向晶闸管与两

个45A 反并联的普通晶闸管等效。

2）在选择双向晶闸管的额定通态电流时，要考虑到电动机的启动电流的影响，在交流开关的主电流中串入空心电抗器，可抑制换向电压上网率，降低对双向晶闸管换向能力

的要求。

3．交流调压电路

（1）单相交流调压电路电感性负载时，要用宽脉冲触发晶闸管，否则在α＜ϕ（负载功率因数角）时，会使一个晶闸管不能导通，负载波形只有半周，出现很大的直流分量，电路不能正常工作。

（2）单相交流调压电路电阻性负载时，移相范围是α=0°~180°，而电感性负载时，移相范围是α=ϕ~180°

（3）交流功率调节容量较大时，应采用三相交流调压。三相交流调压电路接线方式及性能特点见教材。

（4）交流调压可以采用移相触发也可以采用过零触发来实现。过零触发就是在电压为零附近触发晶闸管导通，在设定的周期内改变晶闸管导通的频率树来实现交流调压或调功率。4．交流开关

交流开关的作用类似普通的接触器，用门极小电流控制阳极大电流的通断，实现开关的无触电化。

三、学习方法

1．对比法：双向晶闸管的学习与普通晶闸管对比，找出他们的异同；移相触发与过零触发比较，找出各自优缺点。

2．波形分析法：交流调压电路的工作原理结合波形来分析，更容易理解。

3．讨论分析法：读者要学习与他人讨论分析问题，并了解其他读者的学习方法和学习收获，提高学习效率。

四、典型题解析

例3－1 在交流调压电路或交流开关中，使用双向晶闸管有什么好处？

解：双向晶闸管不论是从结构上，还是从特性上，都可以把它看作是一对反并联晶闸管集成元件。它只有一个门极，可用交流或直流脉冲触发，使之能正、反向导通。在交流调压电路或交流开关中使用双向晶闸管可以简化电路、减小装置体积和质量、节省投

资、方便维护。

例3－2 双向晶闸管额定电流的定义和普通晶闸管额定电流的定义有何不同？额定电流为100A的两只普通晶闸管反并联可以用额定电流为多少的双向晶闸管代替？

解：双向晶闸管的额定电流用有效值表示，而普通晶闸管的额定电流是用平均值表示的。

额定电流100A的普通晶闸管，其通过电流的峰值为100A×π=314A，则双向晶闸管的额定电流为314/2=222A。

例3－3 一台220V/10kW的电炉，采用单相交流调压电路，现使其工作在功率为5kW 的电路中，试求电路的控制角α、工作电流以及电源侧功率因数。

解：电炉是电阻性负载。220V、10kW的电炉其电流有效值应为

A I5.

45

220

10000

=

=

要求输出功率减半，即2I值减小1/2，故工作电流应为

A I1.

32

2

5.

45

=

=

输出功率减半，即2

U值减小1/2，则α=90°

功率因数cosφ=00.707

例3－4 图3－1单相交流调压电路，U2＝220V，L=5.516mH，R＝1Ω，试求：1）制角α的移相范围。

2）负载电流最大有效值。

3）最大输出功率和功率因数。

图3－1例3－4图

解：1）单相交流调压电感性负载时，控制角α的移相范围是πϕ~

︒=⨯⨯==601516.5502arctan arctan πωϕR L

所以控制角α的移相范围是60°~π。

2）因α=ϕ时，电流为连续状态，此时负载电流最大。

A V Z U I 110)732.1122022=+==

（

3）最大功率 kW 1.12)60cos 110220(cos cos 22=︒⨯⨯===W I U I U P αϕ

5.060cos cos cos =︒==αϕ

例3-5 采用双向晶闸管组成的单相调功电路采用过零触发，U 2＝220V ，负载电阻R ＝1Ω，在控制的设定周期Tc 内，使晶闸管导通0.3s ，断开0.2s 。试计算：

1）输出电压的有效值。

2）负载上所得平均功率与假定晶闸管一直导通时输出得功率。

3）选择双向晶闸管得型号。 解：负载在全导通时，送出的功率为kW 4.4812202

22===R U P

负载在导通0.3s 断开0.2s 过零触发下，负载上的电压有效值

V T U U 1702.03.03.0220T on 2

=+== 负载上的功率

kW 292.03.03.04.48=+⨯

=P

五、自我检测题

1．填空题 1）型号为KS100-8的元件表示 晶闸管、它的额定电压为 伏、额定有效