項(xiàng)目三電風(fēng)扇無級調(diào)速器【學(xué)習(xí)目標(biāo)】完成本課題的學(xué)習(xí)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(fēng)扇無級調(diào)速器各部分電路的作用及調(diào)光原理。了解交流開關(guān)、交流調(diào)功器、固態(tài)開關(guān)原理?！菊n題描述】電風(fēng)扇無級調(diào)速器在日常生活中隨處可見。常見的電風(fēng)扇無級調(diào)速器。旋動旋鈕便可以調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的速度。電風(fēng)扇無級調(diào)速器調(diào)速旋鈕觸發(fā)電路保護(hù)電路

(a)電風(fēng)扇無級調(diào)速器(b)電風(fēng)扇無級調(diào)速器電路原理圖【課題描述】調(diào)速器電路由主電路和觸發(fā)電路兩部分構(gòu)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(guān)斷過電壓的保護(hù)措施?！鞠嚓P(guān)知識點(diǎn)】一、雙向晶閘管的工作原理雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)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(nèi)部是是一種NPNPN五層結(jié)構(gòu)的三端器件。

一、雙向晶閘管的工作原理

（a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)（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?qū)ΨQ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(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，當(dāng)器件的單向?qū)ń谴笥?70°，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(guān)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(guān)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(fù)；門極電壓G為正，T2為負(fù)。特性曲線在第Ⅰ象限。2）Ⅰ-觸發(fā)方式主極T1為正，T2為負(fù)；門極電壓G為負(fù)，T2為正。特性曲線在第Ⅰ象限。3）Ⅲ+觸發(fā)方式主極T1為負(fù)，T2為正；門極電壓G為正，T2為負(fù)。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(fù)，T2為正；門極電壓G為負(fù)，T2為正。特性曲線在第Ⅲ象限。 由于雙向晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(fēng)扇無級調(diào)速電路圖，接通電源后，電容C1充電，當(dāng)電容C1兩端電壓的峰值達(dá)到氖管HL的阻斷電壓時，HL亮，雙向晶閘管VT被觸發(fā)導(dǎo)通，電扇轉(zhuǎn)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(dǎo)通角發(fā)生變化，也就改變了電動機(jī)兩端的電壓，因此電扇的轉(zhuǎn)速改變。由于RP是無級變化的，因此電扇的轉(zhuǎn)速也是無級變化的。4．雙向晶閘管的觸發(fā)電路

（2)單結(jié)晶體管觸發(fā) 單結(jié)晶體管觸發(fā)的交流調(diào)壓電路，調(diào)節(jié)RP阻值可改變負(fù)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(diào)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(diào)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(diào)節(jié)觸發(fā)電路鋸齒波斜率，R4、C3用于調(diào)節(jié)脈沖寬度，RP2為移相控制電位器，用于調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。二、單相交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓是將一種幅值的交流電能轉(zhuǎn)化為同頻率的另一種幅值的交流電能。1.電阻性負(fù)載在電源正半周觸發(fā)VT導(dǎo)通，有正向電流流過RL，負(fù)載端電壓uR為正值，電流過零時VT自行關(guān)斷；在電源負(fù)半周時，再觸發(fā)VT導(dǎo)通，有反向電流流過RL，其端電壓uR為負(fù)值，到電流過零時VT再次自行關(guān)斷。然后重復(fù)上述過程。改變角a即可調(diào)節(jié)負(fù)載兩端的輸出電壓有效值，達(dá)到交流調(diào)壓的目的。二、單相交流調(diào)壓電路

單相交流調(diào)壓電路電阻負(fù)載電路及波形

（a）電路圖(b)波形圖二、單相交流調(diào)壓電路

單相交流調(diào)壓電路電阻負(fù)載電路及波形分析通過改變a可得到不同的輸出電壓有效值，從而達(dá)到交流調(diào)壓的目的。由雙向晶閘管組成的電路，只要在正負(fù)半周對稱的相應(yīng)時刻（a、π＋a）給觸發(fā)脈沖，則和反并聯(lián)電路一樣可得到同樣的可調(diào)交流電壓。二、單專相交流您調(diào)壓電落路電阻負(fù)紡載上交士流電壓薪有效值凈為電流有棉效值電路功宣率因數(shù)電路的移群相范圍為0—π。2．電感性咳負(fù)載電感性采負(fù)載的硬交流調(diào)雕壓電路豈。下面分撇三種情希況加以接討論。（1）蛾，盜當(dāng)>時，θ<1集80°，即正套負(fù)半周動電流斷助續(xù)，且誕越大，θ越小。偽電流電肯壓波形僚如圖(b)所示。（2）策，當(dāng)妹＝時，θ=1隸80°，即正杯負(fù)半周壁電流臨宰界連續(xù)播。相當(dāng)桐于晶閘板管失去善控制，筍電流電臺壓波形古如圖(b)所示。（3）,若開始給VT1管以觸狀發(fā)脈沖仰，VT1管導(dǎo)通烏，而且θ>18會0°。如果鍵觸發(fā)脈添沖為窄井脈沖，撓當(dāng)ug2出現(xiàn)時相，VT1管的電柏流還未缸到零，VT1管關(guān)不傳斷，VT2管不能聽導(dǎo)通。吳當(dāng)VT1管電流局到零關(guān)峽斷時，ug2脈沖已包消失，駐此時VT2管雖已滔受正壓仙，但也躁無法導(dǎo)蟻通。到肌第三個號半波時慶，ug1又觸發(fā)VT1導(dǎo)通。這沾樣負(fù)載電仁流只有正僅半波部分坐，出現(xiàn)很企大直流分鋤量，電路苗不能正常斥工作。因蠶而電感性塌負(fù)載時，遷晶閘管不被能用窄脈欠沖觸發(fā)，烤可采用寬往脈沖或脈碗沖列觸發(fā)粱。2．電感棄性負(fù)載單相交流貓調(diào)壓電感但負(fù)載電路2．電感偏性負(fù)載單相交流奏調(diào)壓電感掃負(fù)載波形攝圖2．電感性拘負(fù)載單相交流棚調(diào)壓的特點(diǎn)：①電阻負(fù)竹載時，負(fù)劑載電流波鋪形與單相濟(jì)橋式可控貪整流交流估側(cè)電流一炭致。改變添控制角可勒以連續(xù)改粥變負(fù)載電椅壓有效值近，達(dá)到交顯流調(diào)壓的您目的。②電感萄性負(fù)載毒時，不屢能用窄滿脈沖觸嶼發(fā)。否累則會出喝現(xiàn)一個役晶閘管仔無法導(dǎo)旋通，產(chǎn)意生很大質(zhì)直流分飽量電流躬，燒毀沒熔斷器享或晶閘檔管。③電感者性負(fù)載眾時，最書小控制確角羽。所鴨以的移妨相范圍逐為阻抗徒角φ～180蹈°，電阻負(fù)惹載時移相竿范圍為0～180°?！緮U(kuò)展內(nèi)容】一、交流禮開關(guān)及其妹應(yīng)用電路1．晶閘管飄交流開關(guān)具的基本形茫式一、交流券開關(guān)及其幻玉應(yīng)用電路三相自動總控溫電熱從爐電路，它采用雙指向晶閘管僵作為功率陪開關(guān)，與KT溫控儀略配合，競實(shí)現(xiàn)三桐相電熱錘爐的溫陳度自動旱控制。2.單相交顧流調(diào)功腥器過零觸級發(fā)：在電最壓過零追時給晶屬閘管以夫觸發(fā)脈及沖，使待晶閘管絞工作狀貓態(tài)始終扇處于全挽導(dǎo)通或考全阻斷噴，這種寬工作方互式稱為拳過零觸裂發(fā)。交流調(diào)采功電路是將負(fù)柔載與交怎流電源潔接通幾團(tuán)個周期,在斷開妙幾個周孩期,通過通竹斷周波暴數(shù)的比琴值來調(diào)攤節(jié)負(fù)載何所消耗膛的平均鬼功率。2.單相交流迎調(diào)功器電阻負(fù)載保時的工作知情況晶閘管導(dǎo)寨通m個電源周餃期，然后屢關(guān)斷n個周期乏，一般底在電源栗電壓正扒，負(fù)過刃零時（α=0），分癥別觸發(fā)VT1和VT2，它們又擊在每半周皮電流過零危時自然關(guān)貝斷。如圖2所示，究改變m和n的比值想，就改宅變了開恭關(guān)一個運(yùn)周期輸搶出電壓圣的有效焦值。圖1電阻負(fù)集載單相境交流調(diào)炸壓電路過零觸狐發(fā)輸出燙電壓的錄波形圖設(shè)電源贏電壓=鈔=若導(dǎo)通m個周期民，關(guān)斷n個周期昏，則輸彎出電壓錯的有效晴值為式中辛稱貸為周期占鞏空比。2.單相交流鐘調(diào)功器輸出電流水在一個通詠斷周期的擴(kuò)有效值為所以負(fù)載燈功率為2.單相交流預(yù)調(diào)功器由上可見氧，改變周麥期占空比D的大小，售就改變了地負(fù)載功率客。這種方榜式常用來衛(wèi)控制有大菜的機(jī)械慣撲性和熱慣蓮性的負(fù)載墓功率。通斷控制當(dāng)開關(guān)作用溫產(chǎn)生的諧末波較少。2.單相交流睛調(diào)功器輸入功肆率因數(shù)敵可由困負(fù)載在洞一個通兔斷周期雅中的有蠶功功率感與電源教視在功辯率之比產(chǎn)求得。蔥由于輸虜入電流氧等于輸筍出電流仆，故當(dāng)D很小時，探是很洲低的。2.單相交流柏調(diào)功器流過晶嫁閘管T1和T2的電流部為半波貿(mào)電流，粉所以平灰均電流旅值為但在選采擇晶閘壤管電流炭定額時偉，由于纖管芯熱持容量強(qiáng)很小，她導(dǎo)通m個周期冒管芯已滋達(dá)穩(wěn)定漫溫升，爺故晶閘禮管電流打定額應(yīng)黑以D=1來選。2.單相交鉗流調(diào)功雖器例尚有一交櫻流220V供電的葡交流調(diào)遞壓電路越，電路高如圖1，負(fù)載電暑阻R=5，晶閘管泉導(dǎo)通20個周期曬，關(guān)斷40個周期劉。（1）輸出電取壓有效值因。（2）負(fù)載功搬率遠(yuǎn)。（3）輸入功紛率因數(shù)氣。2.單相交流閉調(diào)功器圖1電阻負(fù)副載單相新交流調(diào)陳壓電路解：（1）由公式巴知（2）由公式執(zhí)知（3）由公禿式知2．交流調(diào)耗功器調(diào)功器姐可以用句雙向晶昌閘管，杠也可以缸用兩只圖晶閘管色反并聯(lián)四聯(lián)結(jié)，饞其觸發(fā)希電路可總以采用囑集成過想零觸發(fā)素器，也套可利用括分立元魚件組成朵的過零禮觸發(fā)電堤路。全周波連歪續(xù)式的過盤零觸發(fā)電并路由鋸齒波發(fā)被生、信號綜堵合、直流開關(guān)、同步電屬壓與過零脈追沖輸出五個環(huán)弟節(jié)組成診。過零觸發(fā)啄電路2．交流調(diào)英功器過零觸墓發(fā)電路折分析1）鋸齒波囑是由單結(jié)館晶體管V6和R1、R2、R3、RP1和C1組成張馳抖振蕩器產(chǎn)雅生的，經(jīng)丈射極跟隨辭器（V1、R4）輸出快。其波側(cè)形如圖封（a）所示。2）控制電儉壓（Uc）與鋸齒從波電壓進(jìn)擾行疊加后械送至V2基極，刪合成電碑壓為us。當(dāng)us>0(0釀.7V)，則V2導(dǎo)通；us<0，則V2截止，如瓜圖（b）所示綱。3）由V2、V3及R8、R9、VD6組成一趟直流開閱關(guān)。當(dāng)V2基極電瘡壓Ube由2>0(昂0.7掏V)時，V2管導(dǎo)通，Ube3接近零電湯位，V3管截止，仗直流開關(guān)關(guān)阻斷。2．交流洲調(diào)功器當(dāng)Ube狀2<0時，V2截止，還由R8、VD6和R9組成的爸分壓電代路使V3導(dǎo)通，直矩流開關(guān)導(dǎo)搖通，輸出24V直流電壓獲，V3通斷時刻柔如圖(c)所示。VD6為V3基極提供著一閥值電健壓，使V2導(dǎo)通時粘，V3更可靠程地截止粥。4）過零勉脈沖輸村出脈沖