電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器

1、電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器實(shí)訓(xùn)報(bào)告因本次實(shí)訓(xùn)老師要求做個(gè)與電力電子有關(guān)的產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)組員討論，于是我們決定做電風(fēng)扇無(wú)極調(diào)速器。電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器在日常生活中隨處可見(jiàn)。圖1( a)是常見(jiàn)的電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器。旋動(dòng)旋鈕便可以調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的速度。圖1 (b)為電路原理圖。(a)圖1電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器(a)電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器(b)電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器電路原理圖如圖1(b)所示，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(shí)不能突變，作為晶閘管關(guān)斷過(guò)電壓的保護(hù)措施。本課題 通過(guò)對(duì)主電路及觸發(fā)電路的分析使學(xué)生能夠理解調(diào)速器電路的工作原理，進(jìn)而掌握分析交流調(diào)壓電路的方法。保護(hù)電路在課題

2、五中詳細(xì)介紹。一、雙向晶閘管的工作原理1. 雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)雙向晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路及圖形符號(hào)如圖2所示。圖2雙向晶閘管內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路及圖形符號(hào)從圖2可見(jiàn)，雙向晶閘管相當(dāng)于兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)( P1N1P2N2和P2N1P1N4 ),不過(guò) 它只有一個(gè)門(mén)極 G,由于N3區(qū)的存在，使得門(mén)極 G相對(duì)于T1端無(wú)論是正的或是負(fù)的，都 能觸發(fā)，而且T1相對(duì)于T2既可以是正，也可以是負(fù)。表1雙向晶閘管的主要參數(shù)額定通(.有效值)hmm/A斷態(tài)覽更 峰值電壓 (額定電壓)/V斷態(tài)重臭峰值電流/mA額定 結(jié)溫/C斷態(tài)電 壓臨界 上升率 du/df ZV/p,s通態(tài)電 邇臨界 上升率 tii/dt /A/

3、皆換向電 流臨界 下降率 (di/df)A4/|xrm 觸發(fā) 電流/mA門(mén)概電壓/V門(mén)扱電流Am/A門(mén)按 峰值 電壓/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莖4412KS2OO200<201155015i0 -4004412KS400400<25,1153020 -4W412K5500500&

4、lt;25115503020 400W4412測(cè)維持 電流rH7 in A逋態(tài)V-均電壓心I wQ. 5 V2. 雙向晶閘管的觸發(fā)方式雙向晶閘管正反兩個(gè)方向都能導(dǎo)通，門(mén)極加正負(fù)電壓都能觸發(fā)。 主電壓與觸發(fā)電壓相互配合，可以得到四種觸發(fā)方式：1) 1 +觸發(fā)方式I象限。2) 1 -觸發(fā)方式I象限。3) 川+觸發(fā)方式川象限。4) 川-觸發(fā)方式川象限。主極T1為正，T2為負(fù);主極T1為正，T2為負(fù)；主極T1為負(fù)，T2為正;主極T1為負(fù)，T2為正;門(mén)極電壓G為正, 門(mén)極電壓G為負(fù)， 門(mén)極電壓G為正, 門(mén)極電壓G為負(fù)，T2為負(fù)。特性曲線在第T2為正。特性曲線在第T2為負(fù)。特性曲線在第T2為正。特性曲線在

5、第+觸發(fā)方式靈敏交流調(diào)壓是將一種幅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，以川度最低，使用時(shí)要盡量避開(kāi)，常采用的觸發(fā)方式為I+和川-。二、單相交流調(diào)壓電路電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器實(shí)際上就是負(fù)載為電感性的單相交流調(diào)壓電路。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)載圖3-9(a)所示為一雙向晶閘管與電阻負(fù)載Rl組成的交流調(diào)壓主電路，圖中雙向晶閘管也 可改用兩只反并聯(lián)的普通晶閘管，但需要兩組獨(dú)立的觸發(fā)電路分別控制兩只晶閘管。在電源正半周3 t= 時(shí)觸發(fā)VT導(dǎo)通，有正向電流流過(guò) Rl，負(fù)載端電壓Ur為正值，電 流過(guò)零時(shí)VT自行關(guān)斷；在電源負(fù)半周 3 t=n +時(shí)，再觸發(fā)

6、VT導(dǎo)通，有反向電流流過(guò) Rl,其端電壓Ur為負(fù)值，到電流過(guò)零時(shí) VT再次自行關(guān)斷。然后重復(fù)上述過(guò)程。改變:-角即可調(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。 電阻負(fù)載上交流電壓有效值為Urj1 2U2 sincc>t)2dt) = U2J丄sin2a + a丫兀a 2兀電流有效值1 sin 2:2 二電路功率因數(shù)U2IUrIJI -CLsin 2：電路的移相范圍為圖3-9單相交流調(diào)壓電路電阻負(fù)載電路及波形(a)電路圖(b)波形圖通過(guò)改變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(duì)稱(chēng)的相應(yīng)時(shí)刻(、n+)給觸發(fā)脈沖，則和反并聯(lián)電路一樣

7、可得到同樣的可調(diào)交流電壓。交流調(diào)壓電路的觸發(fā)電路完全可以套用整流移相觸發(fā)電路，但是脈沖的輸出必須通過(guò)脈沖變壓器，其兩個(gè)二次線圈之間要有足夠的絕緣。2 電感性負(fù)載圖3- 10所示為電感性負(fù)載的交流調(diào)壓電路。由于電感的作用，在電源電壓由正向負(fù)過(guò)零時(shí)，負(fù)載中電流要滯后一定角度才能到零，即管子要繼續(xù)導(dǎo)通到電源電壓的負(fù)半周才能關(guān)斷。晶閘管的導(dǎo)通角B不僅與控制角:-有關(guān)，而且與負(fù)載的功率因數(shù)角有關(guān)?？刂平窃叫t導(dǎo)通角越大，負(fù)載的功率因數(shù)角，越大，表明負(fù)載感抗大，自感電動(dòng)勢(shì)使電流過(guò)零的時(shí)間越長(zhǎng)，因而導(dǎo)通角0越大。下面分三種情況加以討論。(1) > ;：由圖3- 11可見(jiàn)，當(dāng)> 時(shí)，0 <1

8、80°，即正負(fù)半周電流斷續(xù)，且:-越大，0越小?？梢?jiàn)，在'180°范圍內(nèi)，交流電壓連續(xù)可調(diào)。電流電壓波形如圖3- 11(a)所示。(2) =;：由圖3- 11可知，當(dāng)=時(shí)，0 =180 °，即正負(fù)半周電流臨界連續(xù)。相當(dāng)于晶閘管 失去控制，電流電壓波形如圖3- 11(b)所示。(3) v ；：此種情況若開(kāi)始給 VT1管以觸發(fā)脈沖，VT1管導(dǎo)通，而且0 >180 °。如果觸發(fā)脈沖為 窄脈沖，當(dāng)ug2出現(xiàn)時(shí)，VT1管的電流還未到零，VT1管關(guān)不斷，VT2管不能導(dǎo)通。當(dāng)VT1 管電流到零關(guān)斷時(shí)，ug2脈沖已消失，此時(shí) VT2管雖已受正壓，但也無(wú)法導(dǎo)

9、通。到第三個(gè) 半波時(shí)，ug1又觸發(fā)VT1導(dǎo)通。這樣負(fù)載電流只有正半波部分，出現(xiàn)很大直流分量，電路 不能正常工作。因而電感性負(fù)載時(shí)，晶閘管不能用窄脈沖觸發(fā)， 可采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)。綜上所述，單相交流調(diào)壓有如下特點(diǎn)： 電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流波形與單相橋式可控整流交流側(cè)電流一致。改變控制角可以連續(xù)改變負(fù)載電壓有效值，達(dá)到交流調(diào)壓的目的。 電感性負(fù)載時(shí)，不能用窄脈沖觸發(fā)。否則當(dāng):v ：時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)晶閘管無(wú)法導(dǎo)通，產(chǎn)生很大直流分量電流，燒毀熔斷器或晶閘管。 電感性負(fù)載時(shí)，最小控制角min =(阻抗角)。所以二的移相范圍為 180 °,q>L電阻負(fù)載時(shí)移相范圍為 0180°。VT2圖3-10單相交流調(diào)壓電感負(fù)載電路圖1 v I I